水污染控制工程实验教程(李桂贤)

《水污染控制工程实验教程》是根据编者多年从事环境科学与工程教学的经验，在充分吸收和借鉴近年来出版的相关教材的优点，适当反映环境科学与工程学科取得的新成果的基础上编写而成。本书的主要内容包括：水污染控制工程基础理论要点，水污染控制工程实验基础知识，水污染控制工程基础性实验、设计性实验、综合性实验、仿真实验。本书附有复习思考题，便于学生自学和总结。本书可作为高等学校环境工程、生态工程、环境科学、环境科学与工程等环境类专业的教材。

李桂贤，教授， 1.主持“基于OBE理念的水污染控制工程虚拟仿真教学研究——以“城市污水”处理过程仿真为例”等产学合作协同育人项目2项，指导学生获批产学合作协同育人项目2项； 2.主持完成“以学习成果为导向的混合教学模式研究——以《水污染控制工程》课程为例”等贵州省教改项目4项； 3.主持校级教改项目“‘水污染控制工程’混合教学模式课程”等3项； 4.作为主编在国家A类出版社化学工业出版社出版《水污染控制工程导学》教材1部； 5.在《大学教育》等期刊公开发表“基于工程实践能力的《水污染控制工程》教学创新改革”“基于OBE理念的《水污染控制工程》课程教学改革与实践”等教改论文10余篇; 6.主持建设《水污染你“控”吗？》MOOC已成功在智慧树共享平台上线运行四个周期，在15所高校学校推广采用，选课人数8387人，得到广泛好评和认可。 7.主持建设的《水污染控制工程》课程获批省级“金课”及校级一 流课程、校级混合教学模式课程； 8.教材编写团队“全国高校教师教学创新大赛”国赛二等奖1项、贵州省高校教师教学创新大赛一等奖1项、二等奖1项、贵州理工学院教师教学创新大赛一等奖1项。 9.指导学生“庭院式生活污水处理”项目获贵州省“互联网 ”大学生创新创业大赛银奖。

1　水污染控制工程基础理论要点1
1.1 水污染控制概述 1
1.1.1 水污染控制工程的主要目标 1
1.1.2 水污染防治的主要内容和任务 2
1.2 不溶态污染物分离方法 2
1.2.1 重力沉降法 2
1.2.2 混凝澄清法 3
1.2.3 浮力浮上法 4
1.2.4 不溶态污染物分离方法在环境工程中的应用 4
1.3 污染物的生物化学转化技术 4
1.3.1 活性污泥法 4
1.3.2 生物膜法 5
1.3.3 厌氧生物处理法 5
1.3.4 污染物的生物化学转化技术在环境工程中的应用 5
1.4 污染物的化学转化技术 6
1.4.1 中和法 6
1.4.2 化学沉淀法 7
1.4.3 氧化还原法 8
1.4.4 化学消毒法 8
1.4.5 污染物的化学转化技术在环境工程中的应用 8
1.5 溶解态污染物的物理化学分离技术 9
1.5.1 吸附法 9
1.5.2 离子交换法 9
1.5.3 膜分离法 9
1.5.4 溶解态污染物的物理化学分离技术在环境工程中的应用 10
复习思考题 10

2　水污染控制工程实验基础知识12
2.1 水样的采集、保存、管理与运输 12
2.1.1 水样的采集 13
2.1.2 水样的保存 19
2.1.3 水样的管理与运输 22
2.2 实验室纯水的制备 23
2.2.1 蒸馏法 23
2.2.2 离子交换法 24
2.2.3 电渗析法 26
2.3 实验室质量控制 27
2.3.1 实验室内质量控制 27
2.3.2 实验室间质量控制 31
2.4 数据统计处理 31
复习思考题 33

3　水污染控制工程实验34
3.1 基础性实验 34
3.1.1 污泥沉降实验 34
3.1.2 污泥比阻测定实验 37
3.1.3 曝气充氧实验 42
3.1.4 化学混凝实验 45
3.2 设计性实验 49
3.2.1 活性污泥吸附性能测定实验 49
3.2.2 污泥沉降比和污泥指数评价指标测定实验 51
3.2.3 废水厌氧消化实验 53
3.2.4 活性炭吸附实验 55
3.2.5 加压溶气气浮实验 58
3.3 综合性实验 59
3.3.1 活性污泥培养与驯化实验 59
3.3.2 化学氧化法处理有机废水实验 61
3.3.3 臭氧氧化法处理难降解有机废水实验 63
3.3.4 完全混合式活性污泥系统模拟实验 65
3.4 仿真实验 69
3.4.1 A2/O工艺水处理仿真实验 69
3.4.2 造纸废水综合处理系统虚拟仿真实验 78
3.4.3 UASB工艺污水处理仿真实验 85
3.4.4 气浮工艺虚拟仿真实验 89

附录92
第一部分 常用水质分析方法 92
附录1 水质 悬浮物的测定 重量法(GB 11901—89)  92
附录2 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法(HJ 828—2017)  94
附录3 水质 溶解氧的测定 碘量法(GB 7489—87)  97
第二部分 常用国家标准 102
附录4 地表水环境质量标准(GB 3838—2002)  102
附录5 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918—2002) 113

参考文献119

党的十八大将生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局中，大力推进生态文明建设。党的十九大报告提出“加快生态文明体制改革，建设美丽中国”。党的二十大报告提出“必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展”，开启了我国生态文明建设的新征程。“水污染控制工程”是高等学校环境类专业的一门主干必修专业课和学位课程，学生应掌握重要概念、理论、规律以及实验手段。水污染控制工程课程的多学科交叉性、实践性、时代性和前沿性都很突出，课程涉及知识面较宽，兼具理科和工科的特点：交叉性方面，包含基础化学、基础物理学、环境微生物学、生物化学、水力学、工程学、环境监测、水污染控制技术等知识；实践性方面，配套大量相应的实践教学环节(教学实验、创新实验、实习、课程设计)；时代性和前沿性方面，课程紧密结合水环境污染的变迁、相关领域技术的发展和社会对人才培养的要求。
水污染控制工程实验是“水污染控制工程”课程教学的重要环节，通过实验使学生掌握污水处理的基本工作原理、工艺流程和主要工艺单元组成，提高学生在工程技术运用中的动手操作能力，为以后走上工作岗位，参加实际工程的设计、运营及研发打下坚实的基础。
本书根据环境科学与工程类专业的课程设置指导意见，参考国内外环境科学与工程学的相关文献，结合我国新修订的相关标准、规范，根据编者多年从事环境科学与工程类专业教学的经验，在充分吸收和借鉴近年来出版的相关教材的优点，适当反映环境科学与工程学科取得的新成果的基础上编写而成。编写力求做到概念清晰、内容精练、准确易学。教材的主要内容包括：水污染控制工程基础理论要点，水污染控制工程实验基础知识，水污染控制工程基础性实验、设计性实验、综合性实验、仿真实验。本书附有复习思考题，便于学生自学和总结。由于不同院校学科专业设置的侧重点各不相同，读者可根据各自学科专业特点，在具体的教学过程中对教学内容做适当的取舍。本书可作为高等学校环境工程、生态工程、环境科学、环境科学与工程等环境类专业的教材。
本 书具体编写分工如下：第1章由贵州理工学院的张伊编写；第2章由贵州理工学院的方宏萍编写；第3章3.1节、附录第一部分由贵州理工学院的李桂贤编写；第3章3.2节由贵州理工学院的李怡编写；第3章3.3节由贵州理工学院的余韬编写；第3章3.4节由贵州理工学院的张维编写；附录第二部分由贵州城市职业学院的李先鹏编写；贵州理工学院王卓、谭华锋、于晓红参与了部分资料整理和图件绘制工作。全书由李桂贤统稿。
本书的编写工作得到了环境科学与工程界、化学工程界多位专家、学者和同行的帮助与指导，编写过程中参考了许多单位及个人的科研成果与技术总结、相应的国家规范及行业规范等，并得到了参编单位以及化学工业出版社的大力支持和帮助，在此一并表示感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。

编者
2023年3月