本書針對我國水資源短缺、水污染嚴重的兩大問題,主要介紹了我國水環(huán)境現(xiàn)狀、水質(zhì)監(jiān)測方法、廢水處理技術、廢水回用途徑與處理技術、環(huán)境管理模式與效益分析,重點闡述以改性PVDF 分離膜為核心處理技術的廢水資源化項目案例。本書中的項目案例大部分素材來源于編撰者產(chǎn)學研技術開發(fā)項目,內(nèi)容翔實,有較強的工程背景和實用性,內(nèi)容通俗易懂、圖文并茂,專業(yè)實用性強。本書可供從事水處理技術的科研、技術和設計人員閱讀,也可供環(huán)境科學與工程、市政工程等相關專業(yè)的師生參考。
在全球水資源日益短缺的背景下,中水已逐漸被人們視為可重復利用的第二水源,中水回用也成為世界各國的研究重點。目前很多發(fā)達國家基本都制定并完善了中水回用的相關政策和法規(guī),以更好地促進水資源的合理利用。我國目前污水再生利用率很低,中水回用的提升空間很大。隨著節(jié)水型社會和無廢城市的建設,人們必須堅持節(jié)水優(yōu)先、治污為本、合理開源的用水模式,逐步提高城市污水回用水比例。本書以實現(xiàn)廢水資源化為目標,結合編者科研方向,重點闡述以改性PVDF 膜為核心技術搭建中水回用裝置并將污水處理為回用水,并且構建了項目化教學主體內(nèi)容。
本書在介紹廢水處理技術、水質(zhì)監(jiān)測方面、環(huán)境管理和效益分析的基礎上,以項目形式圍繞實驗室廢水的處理,洗漱廢水、洗衣廢水和農(nóng)家樂污水的資源化展開。每個項目分解不同的任務,通過工程化環(huán)境、項目化載體、團隊式指導、協(xié)作式學習的教學組織形態(tài),將環(huán)境、機械、自動化、藝術、經(jīng)管等分散化、模塊化知識有機整合,形成專業(yè)相關、多元化交叉、系統(tǒng)化、全面化知識體系。中水回用技術路線的設計、裝置的搭建和運行等重要任務在實施過程中需學生結合相應教學內(nèi)容前往教室、圖書館、實驗室、企業(yè)、工程現(xiàn)場等場所通過收集資料、參觀學習、小組討論后進行方案設計、實踐制作。本書中大部分任務以團隊型學習、小型化實訓的教學形式循序漸進完成,形成做中學,研中學,理實一體的教學效果,培養(yǎng)學生團隊協(xié)作和職業(yè)道德等人文素養(yǎng)的同時更利于學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的提升。本書可彌補應用型本科院校中環(huán)境工程類專業(yè)的項目化教學教材不足的問題,助推項目化教學可持續(xù)發(fā)展。
南京工程學院丁克強教授和南京辛巴智能制造有限公司劉長虎總經(jīng)理對本書編寫給予了大力支持和熱忱幫助,提出了許多寶貴意見,特此衷心感謝。本書編寫過程中參考了國內(nèi)外許多著作和論文,在此向所有作者表示誠摯的感謝。
由于編者水平及時間有限,書中難免有疏漏和不足之處,懇請同行專家、使用本書的各院校師生等批評指正。
王慧雅,南京工程學院,環(huán)境系主任,科研:從事PVDF復合膜改性及應用研究,近三年完成省級以上縱向課題5項,橫向課題6項,累計金額200萬,指導學生科技創(chuàng)新10余項,指導學生省部級以上獲獎8項,在國內(nèi)外權威期刊發(fā)表論文10余篇,發(fā)明專利授權1項,實用新型專利授權8項。
教學:從事環(huán)境工程專業(yè)教學16年,近幾年重點研究應用型本科生項目化教學,已經(jīng)組建跨專業(yè)、企業(yè)、政府多方協(xié)同的教學團隊,并已授課。以項目化教學為載體產(chǎn)生學生成果多項(國家、省級獲獎、專利等),教師發(fā)表教改論文多篇,省級教改項目1項,校級重點項目1項。
第1 章 緒論 001
1.1 廢水概況 001
1.1.1 廢水來源與特性 001
1.1.2 廢水處理技術 002
1.1.3 廢水的資源化 005
1.2 廢水處理相關法規(guī)與標準解讀 008
1.2.1 環(huán)境法規(guī) 008
1.2.2 環(huán)境標準 010
第2 章 水質(zhì)監(jiān)測 013
2.1 水污染及水質(zhì)監(jiān)測 013
2.1.1 水質(zhì)因子篩選 013
2.1.2 水質(zhì)監(jiān)測分析方法 014
2.1.3 水質(zhì)監(jiān)測方案制訂 015
2.2 水質(zhì)指標測定 015
2.2.1 水的感官物理性狀 015
2.2.2 水中固體 018
2.2.3 電導率 018
2.2.4 溶解氧 019
2.2.5 含氮化合物 021
2.2.6 含磷化合物 027
2.2.7 化學需氧量 028
2.2.8 高錳酸鹽指數(shù) 031
2.2.9 生化需氧量 032
2.2.10 油類 035
2.3 水污染連續(xù)自動監(jiān)測 037
2.3.1 水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng) 037
2.3.2 水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀 038
第3 章 廢水處理技術 042
3.1 廢水的物理處理法 042
3.1.1 篩濾截留法 042
3.1.2 重力分離法 044
3.2 廢水的化學與物理化學處理法 047
3.2.1 中和法 047
3.2.2 化學混凝法 048
3.2.3 化學沉淀法 049
3.2.4 氧化和還原法 050
3.2.5 吸附法 051
3.2.6 膜分離法 052
3.3 廢水的生物處理法 053
3.3.1 好氧生物處理 053
3.3.2 厭氧生物處理 056
3.3.3 穩(wěn)定塘和人工濕地處理 056
3.3.4 微生物新技術 059
3.4 典型廢水處理工藝 062
3.4.1 活性污泥法 062
3.4.2 生物膜法 064
第4 章 廢水回用 066
4.1 廢水回用途徑和要求 066
4.1.1 廢水再生利用途徑 066
4.1.2 回用水水質(zhì)要求 071
4.1.3 廢水消毒處理 072
4.2 廢水回用處理技術 073
4.2.1 廢水回用循環(huán)范圍 073
4.2.2 城鎮(zhèn)污水回用處理 074
4.2.3 廢水回用流程的選擇 077
4.2.4 廢水回用技術組合 077
4.3 廢水回用風險評價及安全措施 080
4.3.1 廢水回用風險評價 080
4.3.2 風險評價的主要內(nèi)容 081
4.3.3 安全措施 082
第5 章 環(huán)境管理與效益分析 084
5.1 環(huán)境管理概述 084
5.1.1 環(huán)境管理的含義 084
5.1.2 我國環(huán)境管理的發(fā)展 087
5.1.3 環(huán)境管理的對象和內(nèi)容 089
5.2 環(huán)境管理模式 091
5.2.1 環(huán)境管理模式的演變 091
5.2.2 全過程環(huán)境管理模式的基本內(nèi)容 093
5.2.3 全過程環(huán)境管理模式的實施 096
5.3 效益分析 097
5.3.1 環(huán)境效益分析 097
5.3.2 經(jīng)濟效益分析 097
5.3.3 社會效益分析 098
5.3.4 綜合效益評價體系 098
第6 章 廢水資源化項目案例 101
6.1 項目化教學 101
6.1.1 項目化教學概況 101
6.1.2 項目化教學實施 102
6.2 實驗廢水的處理 105
6.2.1 項目背景 105
6.2.2 任務一:膜分離技術 105
6.2.3 任務二:實驗廢水調(diào)查 107
6.2.4 任務三:項目設計 109
6.2.5 任務四:PVDF 膜制備及表征 110
6.2.6 任務五:膜分離裝置搭建及運行 114
6.2.7 項目總結 117
6.3 洗漱廢水的處理與回用 118
6.3.1 項目背景 118
6.3.2 任務一:中水回用技術 118
6.3.3 任務二:校園水平衡計算 122
6.3.4 任務三:項目設計 124
6.3.5 任務四:PVDF 平板膜制備及表征 124
6.3.6 任務五:膜分離裝置搭建及運行 130
6.3.7 項目總結 134
6.4 洗衣廢水的處理與回用 134
6.4.1 項目背景 134
6.4.2 任務一:洗衣廢水產(chǎn)生量及特性 136
6.4.3 任務二:洗衣廢水處理技術 139
6.4.4 任務三:項目設計 143
6.4.5 任務四:載銀膜制備及表征 144
6.4.6 任務五:膜分離裝置搭建及運行 151
6.4.7 項目總結 156
6.5 農(nóng)家樂污水的處理與回用 157
6.5.1 項目背景 157
6.5.2 任務一:鄉(xiāng)村游廢水特性及污染物核算 158
6.5.3 任務二:農(nóng)家樂廢水處理技術 161
6.5.4 任務三:項目設計 163
6.5.5 任務四:處理單元設計 165
6.5.6 任務五:裝置搭建及運行 170
6.5.7 項目總結 175
參考文獻 176