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第1章 河流1

1.1 概述1

1.2 点源扩散稀释1

1.3 流量测量2

1.4 河流流行时间3

1.5 溶解氧与水温3

1.5.1 饱和溶解氧4

1.5.2 河流中溶解氧6

1.6 生化需氧量分析6

1.7 Streeter-Phelps氧垂曲线方程8

1.8 BOD模型与K1的计算9

1.8.1 一级反应9

1.8.2 耗氧速率和最终BOD的确定11

1.8.3 温度对K1的影响20

1.8.4 二级反应24

1.9 复氧速率常数K2的确定26

1.9.1 基本守恒关系26

1.9.2 BOD和氧垂曲线常数27

1.9.3 经验公式28

1.9.4 静态的现场监测方法29

1.10 沉积物耗氧量31

1.10.1 沉积物性质和SOD的关系32

1.10.2 SOD和DO的函数关系32

1.11 有机污泥沉积物32

1.12 光合作用和呼吸作用33

1.13 河流自净34

1.13.1 氧垂曲线34

1.13.2 kr的确定39

1.13.3 氧垂曲线临界点39

1.13.4 氧垂曲线的简化计算方法47

1.14 SOD48

1.15 河流用户分配48

1.15.1 方法149

1.15.2 方法251

1.15.3 方法352

1.16 Velz复氧曲线（实用方法）53

1.16.1 消耗的溶解氧54

1.16.2 复氧54

1.17 河流DO模型（一种实用方法）56

1.17.1 水坝的影响57

1.17.2 支流的影响58

1.17.3 DO的消耗59

1.17.4 实用法步骤60

1.18 生物因子67

1.18.1 藻类67

1.18.2 细菌学指标68

1.18.3 大型无脊椎动物生物指数75

参考文献75

第2章 湖泊与水库79

2.1 湖泊和水库功能恶化79

2.2 湖泊形态测量学79

2.3 水质模型81

2.4 蒸发82

2.4.1 水量平衡法82

2.4.2 能量守恒法83

2.5 湖泊净化规划86

2.5.1 基金类型86

2.5.2 获得财政资助的条件86

2.5.3 湖泊分类调查86

2.5.4 第1阶段：诊断／可行性研究87

2.5.5 第2阶段：计划实施90

2.5.6 第3阶段：修复后监测91

2.5.7 流域保护方案91

2.5.8 湖泊监测91

2.5.9 营养状态指数98

2.5.10 湖泊功能的支持分析101

2.5.11 湖泊平衡107

参考文献113

第3章 地下水116

3.1 基本概念116

3.1.1 地下水和含水层116

3.1.2 影响区域117

3.1.3 水井118

3.2 水文地质参数118

3.2.1 孔隙率119

3.2.2 储水系数119

3.2.3 导水系数119

3.2.4 流网120

3.2.5 达西定律121

3.2.6 渗透率123

3.2.7 单位出水量125

3.3 含水层中的稳定流125

3.4 各向异性含水层126

3.5 非稳定流（非均匀流）127

3.5.1 Theis方法127

3.5.2 Cooper-Jacob方法129

3.5.3 距离-水位降深方法130

3.5.4 微水试验132

3.6 地下水污染135

3.6.1 污染源135

3.6.2 污染物的传质过程135

3.6.3 地下储罐136

3.6.4 地下水处理137

3.7 保护区域138

3.7.1 影响范围139

3.7.2 影响半径的确定139

参考文献141

第4章 水力学基本原理与处理设施水力学144

4.1 基本概念和流体特性144

4.1.1 重量和质量144

4.1.2 比重144

4.1.3 压强145

4.1.4 水的粘度146

4.1.5 理想气体148

4.2 管道流149

4.2.1 液体压强149

4.2.2 水头149

4.2.3 管道系统159

4.2.4 给排水管网162

4.2.5 污泥流动166

4.2.6 分流支管和多出口分流管167

4.3.7 水泵167

4.3.1 水泵的类型167

4.3.2 水泵工作原理167

4.3.3 水泵提升费用169

4.4 明渠流171

4.4.1 Che'zy（谢才）公式171

4.4.2 Manning（曼宁）公式171

4.4.3 非满流管道173

4.4.4 自净流速176

4.4.5 比能177

4.4.6 临界水深178

4.4.7 水跃179

4.5 流量测定181

4.5.1 明渠流量测定182

4.5.2 管道流中流速测定182

4.5.3 管道流量测定182

4.5.4 渠道流量测定185

参考文献191

第5章 公共给水192

5.1 水源和水质192

5.2 人口估算194

5.2.1 算术平均法194

5.2.2 固定百分比增长法194

5.2.3 衰减增长法195

5.2.4 对数曲线法195

5.3 用水量196

5.3.1 消防用水量196

5.3.2 严密性试验199

5.4 水质规程199

5.4.1 联邦饮用水水质标准199

5.4.2 阿特拉津203

5.5 水处理工艺204

5.6 曝气和吹脱204

5.6.1 气体转移模型207

5.6.2 扩散曝气212

5.6.3 填料塔213

5.6.4 喷嘴218

5.7 溶解平衡220

5.8 混凝222

5.8.1 烧杯试验223

5.8.2 混合225

5.9 絮凝226

5.10 沉淀229

5.10.1 表面负荷率231

5.10.2 斜管沉淀池232

5.11 滤池234

5.11.1 滤料粒度235

5.11.2 混合滤料235

5.11.3 过滤水力学236

5.11.4 冲洗排水槽238

5.11.5 过滤效率239

5.12 水的软化240

5.13 离子交换245

5.13.1 泄漏250

5.13.2 硝酸盐去除250

5.14 铁和锰的去除255

5.14.1 氧化256

5.15 活性炭吸附259

5.15.1 吸附等温线公式259

5.15.2 接触时间260

5.16 膜工艺261

5.16.1 反渗透262

5.16.2 污泥密度指数265

5.17 水厂中的污泥265

5.17.1 污泥产量和密度267

5.18 消毒268

5.18.1 氯化268

5.18.2 臭氧273

5.18.3 消毒动力学273

5.18.4 CT值274

5.19 加氟284

5.19.1 氟化物化学药品284

5.19.2 氟化物最佳浓度285

5.19.3 氟化物投加速率（干粉状）285

5.19.4 饱和器的氟化物投加速率286

5.19.5 氟的剂量287

参考文献288

第6章 污水工程292

6.1 什么是污水292

6.2 污水的特性292

6.2.1 污水的物理性质292

6.2.2 污水的化学成分295

6.2.3 污水的生物学特性297

6.3 污水排放系统297

6.3.1 分流制排水系统297

6.3.2 合流制排水系统298

6.4 污水量299

6.4.1 设计流量301

6.5 城市雨水管理302

6.5.1 城市雨水排水系统303

6.6 雨水排水系统设计304

6.7 降水和径流304

6.7.1 降雨强度304

6.7.2 集水时间305

6.7.3 径流量估算306

6.8 降雨水质307

6.8.1 国家城市径流计划307

6.8.2 样本平均值（EMC）307

6.8.3 街道和路面负荷率309

6.8.4 径流模型310

6.9 排水管网水力学311

6.10 排水系统附属构筑物311

6.10.1 街道雨水口311

6.10.2 检查井312

6.10.3 倒虹吸管312

6.11 泵站314

6.12 排水管结构316

6.13 污水处理系统318

6.13.1 预处理系统318

6.13.2 一级处理系统319

6.13.3 二级处理系统320

6.13.4 深度处理系统320

6.13.5 排放标准321

6.14 筛滤设备322

6.14.1 粗格栅和细格栅322

6.14.2 细筛网324

6.15 粉碎机325

6.16 沉砂池325

6.17 流量调节326

6.18 沉淀328

6.18.1 自由沉淀（第Ⅰ类型沉淀）329

6.18.2 冲刷作用329

6.18.3 沉淀池330

6.18.4 絮凝沉淀（第Ⅱ类型沉淀）333

6.18.5 拥挤沉淀（第Ⅲ类型沉淀）334

6.18.6 压缩沉淀（第Ⅳ类型沉淀）337

6.19 初次沉淀池337

6.19.1 矩形平流式沉淀池设计340

6.19.2 辐流式沉淀池设计341

6.20 生物（二级）处理系统343

6.20.1 细胞生长344

6.21 活性污泥工艺345

6.21.1 曝气周期和BOD负荷346

6.21.2 F/M比率347

6.21.3 生物化学反应348

6.21.4 工艺设计概念348

6.21.5 工艺的数学模型349

6.21.6 活性污泥处理系统的设计和运行362

6.21.7 改进的活性污泥工艺370

6.21.8 曝气与混合系统381

6.22 滴滤池389

6.22.1 工艺介绍389

6.22.2 滤池的分类390

6.22.3 滤池的回流390

6.22.4 设计公式392

6.23 生物转盘398

6.23.1 构造398

6.23.2 工艺简述399

6.23.3 工艺优点401

6.23.4 工艺缺点401

6.23.5 溶解性BOD5402

6.23.6 生物转盘的工艺设计402

6.24 复式生物处理系统407

6.25 稳定塘407

6.25.1 兼性塘407

6.25.2 好氧塘412

6.25.3 厌氧塘412

6.26 二沉池613

6.26.1 生物膜工艺出水二沉池设计413

6.26.2 活性污泥工艺出水的二沉池设计415

6.27 出水消毒417

6.27.1 加氯量417

6.27.2 脱氯419

6.27.3 工艺设计420

6.28 深度处理423

6.28.1 悬浮固体的去除423

6.28.2 磷的去除423

6.28.3 氮的控制433

6.29 剩余污泥处理和处置448

6.29.1 污泥量与污泥特性448

6.29.2 污泥处理方案的选择451

6.29.3 污泥生物固体474

6.29.4 污泥生物固体的利用和处置475

6.29.5 规范要求475

参考文献488

附录A 伊利诺伊环保局大型无脊椎动物耐受等级表496

附录B 承压含水层的井函数502

附录C 室温或接近室温时溶液的溶度积常数508

附录D 有毒有机化合物的Freundlich等温吸附常数511

附录E 换算系数515