水污染治理技术多维研究

我国淡水资源总量约占全球的6%，但人均水资源量却不足世界平均水平的1/4，且由于水资源时空分布不均，我国当前的水资源短缺问题较为突出。
而随着我国社会经济的迅速发展，尤其近年来工业和制造业快速崛起，以及我国城市化建设进程的加快，各地不同程度地出现了一些水污染问题。由于相应的污水治理措施跟不上时代发展的需要，大量工业废水、生活污水等被排进自然水体，导致相应流域、地下水体等水生态遭到严重污染，从而降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，给社会生产和人民的生活都带来了极大的负面影响。日趋严重的水污染问题，已成为制约我国社会和经济可持续发展的一个重要因素。
为了解决日益严峻的水污染问题，我国采取了多种多样的措施（包括行政、经济、技术、宣传教育等途径）来控制水污染。其中，水污染治理技术是解决水体污染的重要途径。水污染治理技术旨在以工程技术措施防治、减少乃至消除水环境的污染，改善和保持水环境质量，保障人民健康，并有效地保护和合理地综合利用水资源，使污水资源化。近年来，这一领域涌现出诸多高效的治理技术与工艺方法，若能全面推广，则有望实现较好的社会效益以及经济效益。此外，随着各种废水处理工程陆续建成投运，工程技术人员和操作人员也亟需水污染治理方面的知识，相信本书也能够为相关人员提供有益的参考。
本书对水污染治理技术展开多维研究，全书共计八章，分为基础知识篇、综合治理技术篇、专项治理技术篇。基础知识篇对水资源及水污染进行了简单概述；综合治理技术篇重点探究了水污染物理治理技术、水污染生物治理技术、人工湿地污水净化技术、自然生态圈污水净化技术；专项治理技术篇重点讨论了生物脱氮除磷治理技术、污泥多元化处理及应用技术、污水处理及回用技术。书中既总结了大量国内外污水生物处理应用技术，又列举了一些成功的应用实例。作者充分考虑了水污染治理技术注重理论与实践相结合的特点，在写作中力求叙述简洁，在内容上由浅入深，并尽可能梳理难点、突出重点，以便于读者获得较为系统的理论知识和实用技能，增强分析问题、解决问题、独立工作以及创新的能力。
本书的研究工作得到了“南水北调中线水源区流域生态安全高等学校学科创新引智基地”（D23015）、河南省重大科技专项“南水北调中线工程水生态环境保护关键技术研究与示范”（221100320200）、河南省重点研发专项（国际合作项目）“南水北调中线水源区水质水量耦合优化调控关键技术研究与示范”（2211111520600）等项目的资助，特表谢意！在写作过程中，作者参考了一些同行专家、学者的有关研究成果，在此致以诚挚的谢意。
限于作者水平，书中难免有不妥之处，恳请同行专家、学者和广大读者惠予批评指正。

作者
2023年1月

本书主要围绕水污染治理的相关基础知识、综合治理技术以及专项治理技术展开。主要内容包括水资源及水污染概述、水污染物理治理技术、水污染生物治理技术、人工湿地污水净化技术、自然生态圈污水净化技术、生物脱氮除磷治理技术、污泥多元化处理及应用技术、污水处理及回用技术等。
本书从多个角度对水污染治理技术进行了梳理和研究，对水污染治理从业人员、水污染治理研究人员等有一定的参考价值。

基础知识篇
第一章水资源及水污染概述002
第一节水环境及水资源概况002
一、水环境概述002
二、水资源概述006
第二节水污染及水体自净009
一、水污染概述009
二、水体自净及其特点016
第三节水源和水体的水质保护019
一、水质标准019
二、水源的水质保护020
三、水体的水质保护021
第四节污水处理的基本方法021
一、物理处理法021
二、分离处理法022
三、转化处理法022
四、氧化塘法022


综合治理技术篇
第二章水污染物理治理技术028
第一节沉淀池污水治理技术028
一、沉淀的基本理论028
二、沉淀池的类型031
第二节调节池污水治理技术042
一、调节池的作用042
二、调节池的容积043
三、调节池的搅拌043
第三节隔油池污水治理技术044
一、除油装置044
二、污油的脱水048
三、油粒上浮速度049
第四节气浮除油污水治理技术049
一、气浮除油的基本原理049
二、气浮设备的类型052
三、涡凹气浮的新进展055

第三章水污染生物治理技术056
第一节好氧生物污水治理技术056
一、好氧生物处理的基本原理056
二、活性污泥法058
第二节生物膜法污水治理技术064
一、生物膜的生物学特征065
二、生物膜中的微生物组成066
三、生物膜净化机理067
四、生物接触氧化法068
五、生物滤池070
六、曝气生物滤池072
七、生物转盘072
第三节厌氧生物污水治理技术073
一、厌氧生物073
二、厌氧生物处理法的基本原理074
三、厌氧生物处理条件075
四、厌氧生物处理污水的特点075
五、厌氧生物处理法的工艺和设备076

第四章人工湿地污水净化技术080
第一节湿地的概述080
一、湿地的定义080
二、湿地的功能080
三、湿地的类型082
第二节人工湿地的概况及净化机理084
一、人工湿地的特点085
二、人工湿地的分类085
三、人工湿地的构造087
四、人工湿地的净化机理088
第三节人工湿地的污水净化设计及发展现状089
一、人工湿地的污水净化设计089
二、人工湿地污水净化技术的发展现状094

第五章自然生态圈污水净化技术095
第一节稳定塘生态圈污水净化技术095
一、稳定塘的概述095
二、稳定塘的类型097
三、稳定塘的发展现状101
第二节土地生态圈污水净化技术102
一、土地处理系统的基本工艺102
二、土地处理系统的选择107


专项治理技术篇
第六章生物脱氮除磷治理技术110
第一节生物脱氮除磷原理110
一、生物脱氮原理110
二、生物除磷原理113
第二节生物脱氮治理技术116
一、三段、二段生物脱氮工艺116
二、前置缺氧反硝化-好氧生物脱氮工艺117
三、Bardenpho工艺118
四、SBR工艺118
五、氧化沟工艺123
六、同步硝化反硝化工艺123
七、厌氧氨氧化工艺125
第三节生物除磷治理技术134
一、生物除磷工艺134
二、生物脱氮除磷工艺135

第七章污泥多元化处理及应用技术140
第一节污泥浓缩处理技术140
一、污泥的来源与分类140
二、污泥浓缩的目的和意义141
三、污泥的重力浓缩技术141
四、污泥的气浮浓缩技术145
第二节污泥消化及干化处理技术147
一、污泥消化处理技术147
二、污泥干化处理技术148
第三节污泥综合利用处理技术151
一、污泥建材化利用151
二、污泥填埋152

第八章污水处理及回用技术154
第一节城市生活污水处理及回用技术154
一、城市生活污水概述154
二、城市生活污水处理技术155
三、城市生活污水回用技术156
第二节工业废水处理及回用技术161
一、工业废水概述161
二、造纸厂废水处理及回用162
三、羊毛厂废水处理及回用166
四、高毒化工废水的回用技术169
第三节农业、医疗业污水处理及回用技术171
一、农业、医疗业污水概述171
二、农业污水的回用173
三、医疗业污水处理工艺174


参考文献180