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0 绪论 1

0.1 水资源和节约用水 1

0.2 工业用水 2

0.3 工业用水处理的重要性 6

1 水源及水质 8

1.1 工业用水水源及水务管理 8

1.1.1 工业用水的水源 8

1.1.2 工业企业水平衡 10

1.1.3 工业企业节水 13

1.2 天然水中杂质 18

1.2.1 悬浮物 18

1.2.2 胶体 19

1.2.3 水中溶解气体 19

1.2.4 水中溶解的无机离子 21

1.2.5 天然水中溶解的有机物质 23

1.3 水质指标 23

1.3.1 色度、臭和味 25

1.3.2 悬浮物、透明度、浊度 26

1.3.3 全固体、溶解固体、灼烧减少固体、含盐量 28

1.3.4 电导率 28

1.3.5 碱度 30

1.3.6 硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度 32

1.3.7 酸度 33

1.3.8 表示水中有机物（及有机污染物）含量的指标 33

1.4 天然水中几种无机化合物 36

1.4.1 碳酸化合物 36

1.4.2 硅酸化合物 39

1.4.3 铁铜化合物 40

1.4.4 含氮化合物 42

1.5 天然水中有机化合物 43

1.5.1 来源 43

1.5.2 天然水中有机物种类和分类 44

1.5.3 腐殖质类化合物 50

1.6 天然水水质分类和我国天然水水质概况 52

1.6.1 天然水水质分类 52

1.6.2 我国天然水水质概况 54

习题 59

2 水的混凝澄清及沉淀处理 61

2.1 胶体颗粒的基本性质 61

2.1.1 胶体的结构 61

2.1.2 表面电荷的来源 63

2.1.3 胶体颗粒的稳定性 64

2.1.4 胶体颗粒的脱稳方法 65

2.2 水的混凝处理 67

2.2.1 混凝处理原理 67

2.2.2 影响混凝效果的因素 69

2.2.3 絮凝动力学 74

2.3 常用混凝剂和絮凝剂 76

2.3.1 混凝剂 76

2.3.2 助凝剂和絮凝剂 79

2.4 水中悬浮颗粒的沉降 82

2.4.1 离散沉降 82

2.4.2 絮凝沉降 84

2.4.3 层状沉降（拥挤沉降） 84

2.4.4 压缩沉降 85

2.5 沉淀池 86

2.5.1 平流式沉淀池 86

2.5.2 斜板、斜管沉淀池 96

2.5.3 湍流凝聚接触絮凝沉淀 101

2.6 澄清池 105

2.6.1 澄清池概述 105

2.6.2 泥渣悬浮型澄清池 107

2.6.3 泥渣循环型澄清池 111

2.6.4 混凝剂投药系统 121

2.6.5 澄清池的运行管理 126

2.7 水的石灰处理 128

2.7.1 石灰处理原理 129

2.7.2 石灰用量计算 129

2.7.3 石灰处理设备 131

2.8 其他沉降分离工艺 132

2.8.1 强化混凝 133

2.8.2 低温低浊水混凝 134

2.8.3 气浮工艺 135

习题 142

3 水的过滤处理 143

3.1 粒状介质过滤 143

3.1.1 过滤过程 143

3.1.2 过滤机理 144

3.1.3 影响过滤的因素 147

3.1.4 过滤过程中的水头损失 153

3.1.5 滤层的清洗 156

3.1.6 配水系统 157

3.2 粒状介质过滤设备 160

3.2.1 压力式过滤器 161

3.2.2 重力式滤池 163

3.3 其他过滤工艺 168

3.3.1 纤维过滤 168

3.3.2 盘式过滤器 170

3.3.3 精密过滤 171

3.3.4 直接过滤 173

3.4 地下水除铁除锰 175

3.4.1 地下水除铁 175

3.4.2 地下水除锰 176

3.5 过滤设备的水力学均匀性问题 177

3.5.1 现有水处理设备水力学均匀性问题回顾 178

3.5.2 计算流体力学介绍 179

3.5.3 应用CFD软件计算混床支母管进水装置实例 180

习题 183

4 水的吸附处理 184

4.1 吸附 184

4.1.1 吸附原理和吸附类型 184

4.1.2 吸附容量和吸附等温线 185

4.1.3 吸附速度 188

4.1.4 吸附的影响因素 189

4.2 活性炭简介 192

4.2.1 活性炭制取 192

4.2.2 活性炭结构 193

4.2.3 活性炭型号命名 196

4.2.4 活性炭理化性能指标 197

4.3 水的颗粒活性炭过滤吸附处理 198

4.3.1 吸附水中有机物的活性炭选用 198

4.3.2 吸附水中有机物的粒状活性炭床设计 200

4.3.3 吸附有机物的颗粒活性炭床出水水质及运行 204

4.3.4 水的生物活性炭处理 205

4.3.5 脱除水中余氯的粒状活性炭过滤处理 208

4.4 活性炭纤维和粉状活性炭 211

4.4.1 活性炭纤维 211

4.4.2 吸附水中有机物的粉状活性炭处理 214

4.5 活性炭再生 217

4.5.1 干式加热再生 218

4.5.2 蒸汽吹洗再生 219

4.5.3 微波再生 219

4.5.4 化学药剂再生 220

4.5.5 强制放电再生 220

4.5.6 电化学再生 221

4.5.7 生物再生 222

4.6 水处理中使用的其他吸附剂 223

4.6.1 苯乙烯系大孔吸附树脂 224

4.6.2 丙烯酸大孔吸附树脂 225

4.6.3 废弃的阴离子交换树脂 227

习题 229

5 离子交换概论 230

5.1 离子交换树脂 231

5.1.1 离子交换树脂的结构 231

5.1.2 离子交换树脂的分类 231

5.1.3 离子交换树脂的命名 233

5.1.4 离子交换树脂的合成 235

5.1.5 离子交换原理 238

5.2 离子交换树脂性能 239

5.2.1 物理性能 240

5.2.2 化学性能 244

5.3 离子交换平衡 249

5.3.1 离子交换的平衡常数 249

5.3.2 选择性系数 250

5.3.3 平衡计算 251

5.4 离子交换动力学 255

5.4.1 离子交换速度控制步骤 255

5.4.2 离子交换过程的扩散速度 256

5.4.3 速度控制步骤的判断 257

5.4.4 影响离子交换速度的工艺条件 258

5.5 动态离子交换过程 259

5.5.1 离子交换柱工作时的离子交换过程 259

5.5.2 交换带 262

5.6 离子交换树脂应用常识 263

5.6.1 离子交换树脂的鉴别 263

5.6.2 离子交换树脂的储存 263

5.6.3 新树脂使用前的预处理 264

习题 264

6 水的离子交换处理 266

6.1 离子交换处理方法概述 266

6.1.1 离子交换反应 266

6.1.2 离子交换装置 267

6.1.3 离子交换装置运行的基本步骤 268

6.1.4 树脂的再生 269

6.2 水的阳离子交换处理 274

6.2.1 钠离子交换法 274

6.2.2 强酸性氢型阳树脂的离子交换 275

6.2.3 弱酸性阳树脂的离子交换 277

6.2.4 H-Na离子交换软化除碱 278

6.2.5 阳离子交换树脂运行中的问题及处理对策 280

6.3 除CO2器 283

6.3.1 除CO2器原理 284

6.3.2 大气式除碳器 284

6.3.3 真空式除碳器 285

6.4 水的阴离子交换处理 287

6.4.1 强碱阴树脂工艺特性 287

6.4.2 弱碱阴树脂工艺特性 291

6.4.3 阴离子交换树脂运行中的问题及处理 292

6.5 复床除盐 295

6.5.1 系统及原理 295

6.5.2 运行 296

6.5.3 带弱型树脂交换器的一级复床除盐系统 299

6.6 离子交换装置及运行操作 302

6.6.1 顺流再生离子交换器 302

6.6.2 逆流再生离子交换器 306

6.6.3 浮床式离子交换器 311

6.6.4 双层床和双室双层床 314

6.6.5 满室床 316

6.7 混合床除盐 317

6.7.1 工作原理 317

6.7.2 设备结构 318

6.7.3 混合床中树脂 318

6.7.4 运行操作 318

6.7.5 混合床运行特点 321

6.8 离子交换除盐系统 322

6.8.1 常用的离子交换除盐系统 322

6.8.2 再生系统 324

6.8.3 除盐水输送系统水质变化及微生物控制 326

6.8.4 除盐系统经济性分析 327

习题 329

7 蒸汽凝结水处理 330

7.1 凝结水过滤除铁和除油 330

7.1.1 凝结水中金属腐蚀产物的来源和形态 330

7.1.2 管式微孔过滤器 333

7.1.3 粉末树脂覆盖过滤器 336

7.1.4 电磁过滤器 340

7.1.5 氢型阳离子交换器和阳层混床 343

7.1.6 空气擦洗高速混床 344

7.1.7 凝结水除油 345

7.2 凝结水除盐（一）——体外再生混床 347

7.2.1 体外再生混床的结构和特点 349

7.2.2 经典的体外再生混床再生系统 351

7.2.3 影响混床出水水质的因素 352

7.2.4 铵型混床 357

7.3 凝结水除盐（二）——提高混床树脂再生度的方法 362

7.3.1 提高混床阴阳树脂分离程度 363

7.3.2 将分离后混杂的树脂变为无害树脂 369

7.3.3 完善再生工艺 369

7.4 凝结水处理系统 370

7.4.1 发电厂凝结水处理原则性系统 370

7.4.2 凝结水处理对树脂的要求 370

7.4.3 常用系统 370

7.4.4 低压凝结水处理与中压凝结水处理 371

7.4.5 凝结水处理系统出水水质 373

7.5 空冷火力发电机组和压水堆核电站凝结水处理 373

7.5.1 空冷发电机组凝结水处理 373

7.5.2 压水堆核电站凝结水处理 377

习题 381

8 膜技术与海水淡化 382

8.1 反渗透 384

8.1.1 渗透和反渗透 385

8.1.2 反渗透膜透过机理 387

8.1.3 反渗透膜的基本迁移方程 389

8.1.4 反渗透膜的制备 390

8.1.5 反渗透膜的基本性能 399

8.1.6 膜元件和膜组件 402

8.1.7 反渗透装置及其基本流程 408

8.1.8 反渗透装置的主要性能参数 412

8.1.9 反渗透给水水质指标和常见的前处理系统 413

8.1.10 反渗透给水前处理的处理单元 417

8.1.11 反渗透产水的后处理 428

8.1.12 反渗透膜污染及控制 429

8.2 纳滤 436

8.2.1 概述 436

8.2.2 纳滤原理 436

8.2.3 纳滤膜及其应用领域 438

8.3 超滤和微滤 441

8.3.1 超滤的基本原理 441

8.3.2 超滤膜及膜元件 444

8.3.3 超滤膜污染与控制 446

8.3.4 超滤装置运行与维护 448

8.3.5 微滤 450

8.3.6 UF和MF的操作及应用 454

8.4 电渗析和电除盐 456

8.4.1 电渗析原理 456

8.4.2 电渗析装置 458

8.4.3 电渗析运行中的一些问题 463

8.4.4 电渗析的应用 466

8.4.5 电除盐原理 470

8.4.6 电除盐装置 473

8.4.7 电除盐装置的运行 477

8.4.8 电除盐装置的维护 481

8.4.9 电除盐的应用 482

8.5 海水淡化 482

8.5.1 海水水质特点 483

8.5.2 反渗透法海水淡化 486

8.5.3 多级闪蒸海水淡化 491

8.5.4 低温多效蒸发海水淡化 493

8.5.5 其他海水淡化方法 496

习题 497

9 工业冷却水装置及运行 498

9.1 冷却水系统和设备 498

9.1.1 冷却水系统 498

9.1.2 冷却构筑物 500

9.2 水的冷却原理 503

9.2.1 湿空气性质 503

9.2.2 水冷却原理 506

9.3 冷却塔的组成及特性 508

9.3.1 塔体 508

9.3.2 通风筒 508

9.3.3 配水系统 508

9.3.4 淋水填料 509

9.3.5 通风设备 510

9.3.6 收水器 511

9.3.7 集水池 511

9.4 冷却塔设计简介 511

9.4.1 冷却塔设计任务、范围与技术指标 511

9.4.2 冷却塔工艺设计所需基础资料 512

9.4.3 冷却塔填料的选择 514

9.5 敞开式循环冷却系统的换热设备及运行 514

9.5.1 换热设备 514

9.5.2 敞开式循环冷却系统的运行操作参数 517

9.6 敞开式循环冷却水系统的平衡 519

9.6.1 水量平衡 519

9.6.2 盐平衡 520

9.7 污垢及污垢热阻 523

9.7.1 污垢的沉积和分类 523

9.7.2 污垢的形成过程及影响因素 525

9.7.3 污垢热阻 526

9.8 循环冷却水系统水质稳定性判别 529

9.8.1 极限碳酸盐硬度法 529

9.8.2 碳酸钙饱和指数IB法 531

9.8.3 碳酸钙稳定指数Iw法 532

9.8.4 临界pH（pHc）法 533

9.8.5 结垢指数IJ法（Puckorius法） 534

9.8.6 推动力指数IT法 534

9.8.7 侵蚀指数Iq法 534

9.8.8 磷酸钙饱和指数IB,P法 534

9.8.9 根据运行数据判断是否结垢 536

9.9 循环冷却水系统的防垢处理 536

9.9.1 石灰-加酸处理 536

9.9.2 加酸法 536

9.9.3 离子交换法 538

9.9.4 阻垢剂法 538

9.10 循环冷却水系统中的污泥控制、微生物控制和腐蚀控制 544

9.10.1 循环冷却水系统中的污泥 544

9.10.2 循环水中污泥控制 544

9.10.3 循环冷却水系统中的微生物及危害 546

9.10.4 微生物控制 547

9.10.5 循环冷却水系统中金属的腐蚀 551

9.10.6 循环冷却水中金属腐蚀的控制 552

9.11 循环冷却水系统运行及管理 553

9.11.1 碳钢热交换器的循环冷却水系统运行管理 553

9.11.2 其他金属材料热交换器的循环冷却水系统运行管理 555

习题 557

参考文献 559