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第1章 概论1

1-1水处理发展史3

1-2健康和环境因素6

1-3新兴污染物的成分8

1-4水处理技术的演变9

1-5水处理流程的选择12

参考文献14

第2章 水的物理化学特性15

2-1水的基本性质和工程特性18

2-1-1水的基本性质18

2-1-2水的工程特性19

2-2化学浓度的表达单位20

2-3水的物理综合特性22

2-3-1吸光度和透射比22

2-3-2浊度25

2-3-3颗粒物26

2-3-4色度35

2-3-5温度36

2-4无机化学成分37

2-4-1主要的无机成分37

2-4-2次要和痕量无机成分40

2-4-3无机水质指标41

2-5有机化学成分44

2-5-1定义及分类44

2-5-2饮用水中有机物的来源45

2-5-3天然有机物45

2-5-4来源于人类活动的有机化合物48

2-5-5消毒过程中产生的有机化合物50

2-5-6综合有机水质指标的替代指标50

2-6臭（xiù）味52

2-6-1供水系统中臭（xiù）味的来源52

2-6-2臭（xiù）味的源头预防与控制53

2-7水中气体53

2-7-1理想气体方程54

2-7-2天然产生的气体54

2-8水中的放射性核素55

2-8-1原子的基本性质55

2-8-2衰变的类型55

2-8-3表达单位56

问题和讨论56

参考文献59

第3章 水的微生物指标61

3-1微生物世界概览64

3-1-1微生物的物理特性66

3-1-2氧化还原电位（EH）及pH67

3-1-3生物分子革命68

3-1-4细菌性病原体间快速进化的促进69

3-2饮用水中的病原体70

3-2-1水传播疾病的发现70

3-2-2水在疾病传播中的角色71

3-2-3水处理中重要的病原体73

3-2-4病原性73

3-2-5肠胃炎的类型78

3-3饮用水中的重要细菌79

3-3-1传统的水传播细菌性致病菌80

3-3-2现代水传播细菌性致病菌85

3-3-3新兴细菌性致病菌91

3-3-4细菌与供水系统中的恐怖活动96

3-4饮用水中涉及的病毒99

3-4-1非胃肠道病毒101

3-4-2病毒性肠胃炎104

3-4-3与肠胃炎相关的其他病毒107

3-4-4与粪口途径相关的其他病毒109

3-5饮用水中重要的原生动物109

3-5-1内阿米巴虫111

3-5-2蓝氏贾第鞭毛虫113

3-5-3隐孢子虫115

3-5-4供水系统中关注的其他原生动物119

3-6饮用水中涉及的蠕虫119

3-7饮用水中涉及的藻类121

3-7-1藻类生态学及命名法121

3-7-2藻类与湖泊营养状况122

3-7-3有害的藻华123

3-7-4藻类与滤池堵塞124

3-7-5饮用水供应中藻类的计数124

3-8评估水源中病原体的存在126

3-8-1用大肠菌群作为污水中病原体存在的指示生物126

3-8-2可活但不可培养的细菌128

问题和讨论129

参考文献131

第4章 水质管理策略139

4-1水处理的目标142

4-2水质管理进程143

4-2-1有益使用指定143

4-2-2指标的发展144

4-2-3标准146

4-2-4目标选择148

4-3水质标准与条例149

4-3-1历史发展149

4-3-2美国环保局联邦标准与条例发展151

4-3-3州的标准和条例158

4-3-4国际标准和条例158

4-3-5未来标准和条例的焦点159

4-4水处理方法综述159

4-4-1处理方法的分类159

4-4-2单元工艺的应用161

4-5水处理系统的发展165

4-5-1水处理工艺选择的总体考虑165

4-5-2水处理系列的整合168

4-5-3残余物管理的处理工艺174

4-5-4处理设施和工艺的水力分级176

4-5-5中试试验运行研究178

4-5-6去除效率和对数去除值180

4-6多重屏障的概念180

问题和讨论182

参考文献183

第5章 化学反应原理187

5-1化学反应及化学计量学190

5-1-1反应的类型190

5-1-2反应次序192

5-1-3反应机理193

5-1-4催化反应194

5-1-5反应化学计量学195

5-1-6反应物的转化率196

5-2平衡反应199

5-2-1平衡常数199

5-2-2离子强度200

5-2-3活度和活度系数201

5-3化学反应的热力学204

5-3-1标准条件204

5-3-2生成自由能205

5-3-3反应自由能205

5-3-4平衡自由能207

5-3-5利用亨利常数计算生成自由能207

5-3-6自由能变化的温度依赖性208

5-4反应动力学211

5-4-1反应速率212

5-4-2反应速率定律和反应级数212

5-4-3反应速率之间的关系213

5-4-4速率常数214

5-4-5影响反应速率常数的因素214

5-4-6反应速率常数的确定220

5-5反应速率定律的确定221

5-5-1各反应步骤的反应速率定律222

5-5-2总反应的反应速率表达式223

5-5-3经验反应速率表达式225

5-6水处理中用到的化学反应226

5-6-1酸碱反应226

5-6-2沉淀溶解反应229

5-6-3配合反应233

5-6-4氧化－还原反应235

问题和讨论236

参考文献240

第6章 反应器分析与混合的原理243

6-1水处理中使用的反应器类型246

6-1-1反应器类型246

6-1-2反应器的运行模式特征246

6-1-3反应器的水力特征247

6-1-4反应器的单元过程特征248

6-1-5反应器的入口和出口条件特征250

6-2物料平衡分析250

6-2-1守恒与非守恒组分250

6-2-2规模和系统选择251

6-2-3一般物料平衡分析251

6-3理想反应器的水力特征252

6-3-1完全混合序批式反应器252

6-3-2完全混合流反应器252

6-3-3推流反应器253

6-3-4理想反应器的示踪剂曲线254

6-3-5串联完全混合流反应器255

6-4完全混合序批式反应器中反应的模拟259

6-4-1物料平衡分析259

6-4-2完全混合序批式反应器的反应速率260

6-4-3不可逆反应的半衰期262

6-5理想连续流反应器中反应的模拟265

6-5-1完全混合流反应器265

6-5-2推流反应器271

6-5-3推流反应器与完全混合流反应器所需停留时间与体积的比较273

6-5-4带循环的反应器276

6-5-5带循环的完全混合流反应器276

6-6用示踪剂来表征非理想型反应器的水力性能278

6-6-1示踪测试的方法278

6-6-2示踪数据的分析279

6-6-3用来表征示踪结果的参数286

6-7非理想反应器水力性能的模拟287

6-7-1非理想流产生的原因287

6-7-2描述非理想流的模型288

6-7-3RTDs和t10概念的应用297

6-7-4预测渠道中的分散298

6-7-5提高反应器的性能302

6-8非理想反应器中反应的模拟303

6-8-1应用在反应体系的分散流模型303

6-8-2应用在反应体系的多池串联模型306

6-9用示踪曲线模拟反应器中的反应307

6-9-1分离流模型307

6-9-2SFM应用的限制312

6-10混合理论和实践314

6-10-1混合的类型315

6-10-2混合的一些基本原理315

6-10-3混合的均匀性和时间尺度319

6-10-4微观尺度下的混合325

6-10-5用于混合的混合装置326

6-10-6实现特定混合的混合器的设计327

6-10-7用于过程控制的共混的设计330

问题和讨论331

参考文献337