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绪论1

0.1 城市污水再生和利用现状1

0.1.1 中国的水资源状况1

0.1.2 再生水回用的可行性1

0.1.2.1 技术可行性1

0.1.2.2 再生利用的可靠性2

0.1.2.3 经济可行性2

0.1.2.4 卫生安全性2

0.1.2.5 环境可行性3

0.1.3 国内外再生水的利用现状3

0.2 再生水的回用途径和水质要求5

0.2.1 城市河湖景观环境用水5

0.2.2 城市绿化用水6

0.2.3 工业用水7

0.2.4 冲厕及道路浇洒7

0.2.5 再生水标准的完善8

0.3 再生水工艺技术的发展8

0.3.1 再生水的典型处理工艺9

0.3.2 对营养物的深度去除工艺9

0.3.3 再生水的安全控制技术10

第1章 再生水水质及检测方法11

1.1 再生水水质11

1.1.1 不同再生水生产工艺下的水质特性11

1.1.1.1 常规混凝沉淀＋臭氧工艺的再生水水质11

1.1.1.2 超滤＋臭氧工艺的再生水水质12

1.1.1.3 MBR＋臭氧工艺的再生水水质13

1.1.1.4 双膜法（MBR+RO＋臭氧）工艺的再生水水质14

1.1.2 再生水中重点关注有机物14

1.1.2.1 内分泌干扰物在再生水中的分布及含量水平14

1.1.2.2 抗生素类物质在再生水中的分布及含量水平15

1.1.2.3 个人护理品麝香类物质在再生水中的分布及含量水平17

1.2 再生水水质检测方法17

1.2.1 城市污水再生利用系列标准水质指标检测方法17

1.2.1.1 回用于城市杂用水水质检测方法18

1.2.1.2 回用于景观环境用水水质检测方法18

1.2.1.3 回用于工业用水水质检测方法22

1.2.1.4 回用于农田灌溉用水水质检测方法23

1.2.1.5 回用于地下水回灌用水水质检测方法25

1.2.2 未列入标准的常用指标31

1.2.2.1 总有机碳31

1.2.2.2 UV25431

1.2.2.3 高锰酸盐指数32

1.2.2.4 几种有机污染综合指标之间的关系32

1.2.3 重点关注有机物检测技术33

1.2.3.1 重点关注有机物介绍33

1.2.3.2 重点关注有机物分析检测技术35

1.2.3.3 重点关注有机物分析检测方法38

第2章 再生水利用途径及研究39

2.1 城市杂用39

2.1.1 城市杂用的历史40

2.1.2 再生水城市杂用的必要性40

2.1.2.1 生活冲厕41

2.1.2.2 城市洗车41

2.1.2.3 道路冲洗及降尘41

2.1.2.4 城市绿化42

2.1.3 再生水回用于城市绿化42

2.1.3.1 再生水中对植物有影响的物质42

2.1.3.2 再生水浇灌对灌木植物生长影响43

2.1.3.3 再生水浇灌对绿化植物的品质影响44

2.1.3.4 再生水灌溉对绿地土壤的影响45

2.1.3.5 再生水灌溉对地下水的影响46

2.1.3.6 再生水灌溉关键水质指标46

2.2 工业回用50

2.2.1 再生水工业回用的历史50

2.2.2 再生水回用于工业的必要性52

2.2.2.1 钢铁冶金行业52

2.2.2.2 石油化工业52

2.2.2.3 造纸行业54

2.2.2.4 热电行业54

2.2.3 再生水工业回用的方式55

2.2.4 再生水工业利用的示范工程56

2.2.4.1 生产性试验的条件57

2.2.4.2 石灰投药量对出水水质影响的研究58

2.2.4.3 石灰法系统运行稳定性研究64

2.2.4 小结69

2.3 农业回用70

2.3.1 再生水农业回用的历史70

2.3.1.1 美国70

2.3.1.2 日本71

2.3.1.3 捷克71

2.3.1.4 以色列71

2.3.1.5 突尼斯72

2.3.2 再生水农业回用的必要性72

2.3.3 再生水农业回用的关键问题73

2.3.3.1 环境安全性73

2.3.3.2 食用安全性73

2.3.4 农业回用水对于农作物的影响74

2.3.4.1 再生水灌溉对作物生长与产量影响75

2.3.4.2 再生水灌溉对作物品质的影响77

2.3.4.3 再生水灌溉作物生理、生化指标的影响78

2.3.4.4 再生水中微量元素在作物体内中吸收与迁移79

2.3.5 再生水灌溉对农田土壤环境的影响83

2.3.5.1 土壤微生物多样性83

2.3.5.2 土壤常规养分和理化性83

2.4 景观环境回用84

2.4.1 再生水景观利用的历史84

2.4.2 再生水景观利用的必要性84

2.4.3 再生水景观利用维护方式86

2.4.4 再生水景观利用的设计和运行88

2.4.5 再生水景观利用示范工程89

2.4.5.1 示范工程背景介绍89

2.4.5.2 示范工程效果90

2.4.5.3 再生水景观湖藻类特征91

2.4.5.4 影响再生水景观水体爆发的因素92

2.4.5.5 再生水景观湖水力循环及水生植物的作用107

2.5 再生水地下回灌111

2.5.1 地下回灌的必要性111

2.5.2 国内外再生水地下回灌发展历史及研究应用情况112

2.5.3 地下水回灌方式119

2.5.4 地下水回灌工程设计和运行120

2.5.4.1 土壤地质条件勘察120

2.5.4.2 室内实验模拟121

2.5.4.3 预处理工艺设计121

2.5.4.4 回灌工程设计122

2.5.4.5 地下水回灌运行123

2.5.4.6 地下水回灌监测125

2.5.4.7 地下水回灌数值模拟126

2.5.5 高碑店再生水地下回灌示范工程介绍127

2.5.5.1 土壤岩性特征127

2.5.5.2 水文地质特征129

2.5.5.3 快速渗滤取水工程133

2.5.6 再生水地下回灌水质分析134

2.5.7 再生水地下回灌数值模拟141

2.5.7.1 水文地质条件143

2.5.7.2 污染物风险评价145

2.5.7.3 小结146

2.5.8 结论147

第3章 再生水利用相关标准解析148

3.1 景观回用水质标准解析148

3.1.1 国外的再生水景观回用标准148

3.1.2 国内的再生水景观回用标准150

3.1.3 标准解析154

3.1.4 标准建议155

3.2 市政杂用157

3.2.1 国外的再生水杂用水质标准157

3.2.2 国内再生水杂用标准160

3.2.3 国内外再生水杂用标准解析163

3.2.4 标准完善建议163

3.3 再生水回用于工业水质标准解析167

3.3.1 再生水回用于工业相关标准167

3.3.1.1 国外相关标准167

3.3.1.2 国内相关标准169

3.3.1.3 再生水回用于工业用水国家标准170

3.3.2 工业用水国家标准解析171

3.3.2.1 水质指标的选取原则171

3.3.2.2 水质指标的取值172

3.3.3 目前国家标准存在的局限及需注意问题173

3.3.3.1 存在问题173

3.3.3.2 执行中应注意事项173

3.4 再生水用于农业灌溉水质标准解析174

3.4.1 再生水回用于农业灌溉相关标准174

3.4.1.1 国外相关标准174

3.4.1.2 国内相关标准177

3.4.1.3 国家标准178

3.4.2 再生水回用于农业灌溉水质国家标准解析179

3.4.2.1 城市再生水水质基本控制项目的确定179

3.4.2.2 常规指标取值180

3.4.2.3 痕量有害物质控制指标的取值依据（Hg、Cd、As、Cr、Pb等）181

3.4.2.4 卫生学指标的取值依据（粪大肠菌群数和蛔虫卵2项）181

3.4.2.5 选择性控制项目的取值依据181

3.4.2.6 灌溉水中有机痕量污染物的最大限值181

3.4.3 目前国家标准存在的局限及应注意事项181

3.4.3.1 存在问题181

3.4.3.2 注意事项182

3.5 地下回灌182

3.5.1 国外地下水回灌水质标准183

3.5.2 国内地下水回灌水质标准191

3.5.3 国内外的地下水回灌水质标准解析193

3.5.4 地下水回灌标准建议195

第4章 再生水处理工艺技术196

4.1 再生水工艺发展历史196

4.2 再生水工艺分类197

4.3 混凝沉淀工艺198

4.3.1 工艺发展沿革198

4.3.2 工艺机理199

4.3.2.1 混凝机理199

4.3.2.2 沉淀机理204

4.3.2.3 澄清原理204

4.3.3 工艺影响因素207

4.3.3.1 水温207

4.3.3.2 pH值208

4.3.3.3 碱度208

4.3.3.4 水中悬浮物浓度208

4.3.3.5 水力条件208

4.3.4 混凝沉淀工艺分类及特点209

4.3.4.1 普通混凝沉淀209

4.3.4.2 石灰工艺209

4.3.4.3 ActifloTM工艺210

4.3.5 典型混凝沉淀工艺211

4.3.5.1 混凝工艺分析与设计212

4.3.5.2 澄清池工艺分析与设计216

4.3.5.3 沉淀池工艺分析与设计218

4.3.5.4 工艺运行与管理223

4.3.6 石灰混凝沉淀工艺223

4.3.6.1 工艺发展沿革及概况223

4.3.6.2 工艺机理225

4.3.6.3 工艺影响因素分析226

4.3.6.4 工艺设计及运行管理232

4.4 生物滤池工艺234

4.4.1 曝气生物滤池234

4.4.1.1 曝气生物滤池工艺原理及流程234

4.4.1.2 曝气生物滤池工艺影响因素235

4.4.1.3 曝气生物滤池工艺的设计、运行与控制250

4.4.1.4 曝气生物滤池在再生水生产中需要注意的问题253

4.4.2 反硝化生物滤池工艺254

4.4.2.1 反硝化生物滤池工作原理255

4.4.2.2 反硝化生物滤池稳定运行影响因素260

4.4.2.3 新型反硝化生物滤池266

4.4.2.4 反硝化生物滤池的设计、运行与控制271

4.4.3 上向流连续脱氮过滤器275

4.4.3.1 结构及原理275

4.4.3.2 影响因素277

4.5 物理过滤技术279

4.5.1 深床过滤279

4.5.1.1 深床过滤理论及发展279

4.5.1.2 分类及性能287

4.5.1.3 普通快滤池292

4.5.1.4 V型滤池296

4.5.2 转盘过滤300

4.5.2.1 发展历程300

4.5.2.2 转盘过滤工艺机理及工艺介绍300

4.5.2.3 转盘过滤工艺参数301

4.5.2.4 转盘过滤应用介绍302

4.5.3 滤布滤池303

4.5.3.1 发展历程303

4.5.3.2 滤布滤池工艺介绍304

4.5.3.3 滤布滤池应用介绍307

4.5.4 盘片过滤309

4.5.4.1 盘片过滤器结构309

4.5.4.2 工艺机理310

4.5.4.3 工艺特点310

4.5.4.4 盘片过滤应用介绍310

4.6 膜处理技术310

4.6.1 膜分离技术概述310

4.6.1.1 膜分离技术简介310

4.6.1.2 膜分离技术优点311

4.6.1.3 膜分离技术发展史及现状311

4.6.1.4 膜分离技术在再生水回用领域的发展应用312

4.6.1.5 膜分离技术的种类313

4.6.1.6 膜分类313

4.6.1.7 膜组件314

4.6.1.8 市政污水再生处理领域膜生产供应商315

4.6.2 微滤膜和超滤膜工艺315

4.6.2.1 微滤和超滤技术历史、发展及现状315

4.6.2.2 微滤膜和超滤膜的工艺原理316

4.6.2.3 微滤膜和超滤膜工艺设计及计算317

4.6.2.4 微滤膜和超滤膜工艺实验及生产运行319

4.6.2.5 微滤和超滤工艺运行和维护325

4.6.2.6 微滤／超滤膜作为反渗透预处理工艺328

4.6.3 反渗透328

4.6.3.1 反渗透技术的历史、发展及现状328

4.6.3.2 反渗透工艺原理329

4.6.3.3 反渗透工艺设计、计算329

4.6.3.4 反渗透工艺实验及生产运行332

4.6.3.5 反渗透膜工艺运行和维护335

4.6.4 纳滤337

4.6.4.1 纳滤技术的历史、发展及现状337

4.6.4.2 纳滤工艺机理337

4.6.4.3 纳滤工艺设计和计算341

4.6.4.4 纳滤工艺试验及生产运行342

4.6.5 膜生物反应器工艺343

4.6.5.1 工艺历史发展343

4.6.5.2 MBR工艺的组成及特点348

4.6.5.3 MBR膜组件351

4.6.5.4 MBR工艺原理354

4.6.5.5 浓差极化现象和膜污染355

4.6.5.6 MBR中试试验研究361

4.7 臭氧氧化技术376

4.7.1 概述376

4.7.1.1 臭氧的基本性质376

4.7.1.2 臭氧的毒性和腐蚀性379

4.7.2 臭氧氧化技术在再生水处理中的应用379

4.7.2.1 臭氧消毒380

4.7.2.2 臭氧直接氧化污染物384

4.7.2.3 臭氧化组合工艺386

4.7.2.4 臭氧化副产物389

4.7.3 臭氧制备及氧化反应器390

4.7.3.1 臭氧发生器390

4.7.3.2 臭氧反应器392

4.8 消毒技术393

4.8.1 再生水消毒的指标及标准393

4.8.2 常用的再生水消毒技术394

4.8.2.1 液氯消毒394

4.8.2.2 次氯酸钠消毒396

4.8.2.3 二氧化氯消毒396

4.8.2.4 其他药剂消毒397

4.8.2.5 臭氧消毒397

4.8.2.6 紫外消毒398

4.8.3 消毒方式的联合应用398

第5章 再生水处理新技术403

5.1 磁分离技术403

5.1.1 发展历程403

5.1.2 技术原理405

5.1.3 磁分离设备405

5.1.3.1 高梯度磁分离设备（HGMS）405

5.1.3.2 磁盘分离器407

5.1.3.3 磁絮凝器408

5.1.3.4 超导磁分离装置408

5.1.4 磁分离技术在再生水处理中的应用408

5.1.4.1 磁分离技术在国内外再生水处理中的应用410

5.1.4.2 磁分离技术应用于再生水处理的处理效果410

5.1.4.3 磁分离技术应用于再生水维护411

5.1.5 发展及应用前景412

5.2 磁树脂交换技术413

5.2.1 离子交换技术413

5.2.2 磁性树脂技术简介414

5.2.2.1 磁性树脂技术的发展沿革414

5.2.2.2 磁性树脂技术原理414

5.2.2.3 磁性树脂技术构造415

5.2.3 磁性树脂技术去除效果417

5.2.3.1 磁性树脂技术对DOC的去除作用417

5.2.3.2 磁性树脂技术对消毒副产物的去除作用420

5.2.3.3 MIEX？技术对色度、硝酸盐、TP的去除效果420

5.2.4 磁性树脂技术经济分析及前景422

5.3 GFH（Granulated ferric hydroxide）技术422

5.3.1 GFH技术介绍422

5.3.2 GFH特性及吸附原理423

5.3.3 GFH除磷研究424

5.3.3.1 GFH除磷试验条件424

5.3.3.2 GFH除磷吸附等温线425

5.3.3.3 GFH吸附除磷穿透曲线426

5.3.4 GFH的再生427

5.3.5 GFH除磷效果428

5.4 硅藻土技术429

5.4.1 硅藻土简介429

5.4.2 硅藻土的生产与应用现状分析431

5.4.3 硅藻土技术用于污水处理的原理432

5.4.4 硅藻土技术用于城市污水领域的发展历程433

5.4.5 硅藻土技术的典型工艺分析434

5.4.6 硅藻土技术在国内的成功案例436

5.4.7 硅藻土技术的应用前景及需要解决的问题438

第6章 再生水的安全性分析与风险评价440

6.1 再生水特征及水回用的公共卫生与环境问题440

6.1.1 再生水中的组分441

6.1.2 水回用的公共卫生与环境问题441

6.1.2.1 化学物质风险441

6.1.2.2 微生物风险445

6.1.2.3 水体富营养化风险447

6.1.3 再生水风险因素影响途径448

6.2 再生水安全性指标体系449

6.2.1 再生水安全指标体系的制定原则449

6.2.2 再生水安全指标体系的确立449

6.2.3 再生水不同用途安全性指标体系453

6.3 再生水安全性分析方法455

6.3.1 再生水中化学物质分析方法455

6.3.2 再生水中病原微生物分析方法457

6.3.3 再生水中富营养化风险分析方法457

6.4 再生水风险评价458

6.4.1 暴露评价的有关模式459

6.4.2 风险表征的计算模式461

6.4.3 风险评价中不确定性分析的评价模式465

6.4.3.1 蒙特卡罗方法（Monte Carlo Analysis）465

6.4.3.2 泰勒简化方法（Method of Moment）465

6.4.3.3 概率树方法（Probability Trees）465

6.4.3.4 专家判断法（Expert Judgement Method）465

6.4.3.5 其他方法465

6.4.4 生态环境风险评价研究465

6.4.4.1 源分析466

6.4.4.2 受体评价466

6.4.4.3 暴露评价467

6.4.4.4 危害评价468

6.4.4.5 风险表征469

6.5 风险评估在再生水回用中应用的局限471

第7章 国内再生水处理工程实例472

7.1 上海曲阳污水处理厂472

7.1.1 再生水厂介绍472

7.1.2 再生水厂工艺472

7.1.3 运行效果473

7.2 北小河污水处理厂（MBR+RO）474

7.2.1 再生水厂介绍474

7.2.2 再生水厂工艺474

7.2.3 MBR单元474

7.2.3.1 MBR膜生物反应池单元474

7.2.3.2 MBR膜的清洗476

7.2.4 RO（反渗透）处理单元478

7.2.5 MBR处理效果479

7.3 酒仙桥再生水厂（混凝过滤）480

7.3.1 再生水厂介绍480

7.3.2 再生水厂工艺480

7.3.2.1 工艺流程480

7.3.2.2 再生水厂主要构筑物设计参数481

7.3.3 运行情况482

7.3.3.1 混凝单元482

7.3.3.2 过滤及消毒单元482

7.3.4 处理效果483

7.4 方庄再生水厂（石灰法）484

7.4.1 再生水厂介绍484

7.4.2 再生水厂工艺484

7.4.2.1 再生水厂工艺484

7.4.2.2 再生水厂主要构筑物设计参数484

7.4.3 处理效果486

7.5 清河再生水处理厂——超滤＋臭氧技术486

7.5.1 再生水厂介绍486

7.5.2 工艺流程与技术参数487

7.5.3 运行效果489

7.6 天津纪庄子再生水处理厂——混凝沉淀＋微滤＋臭氧技术490

7.6.1 再生水厂介绍490

7.6.2 工艺方案491

7.6.3 运行效果492

7.7 无锡再生水处理厂——滤布滤池技术492

7.7.1 再生水厂介绍492

7.7.2 工艺方案493

7.7.3 运行效果494

7.8 天津泰达——双膜法（CMF+RO）＋水体生态修复494

7.8.1 再生水厂介绍494

7.8.2 工艺方案496

7.8.3 运行效果497

7.9 淄博再生水厂498

7.9.1 水厂介绍498

7.9.2 工艺流程与技术参数499

7.9.3 运行效果499

第8章 国外再生水处理工程实例502

8.1 美国West Basin再生水处理厂——微滤＋反渗透＋紫外技术／混凝＋沉淀＋过滤＋加氯技术502

8.1.1 再生水厂概况502

8.1.2 工艺介绍503

8.2 美国21世纪再生水处理厂——微滤＋反渗透＋紫外技术504

8.2.1 再生水厂概况504

8.2.2 工艺介绍504

8.2.3 运行效果505

8.3 美国Howard F.Curren再生水处理厂——反硝化滤池技术506

8.3.1 再生水厂概况506

8.3.2 工艺介绍506

8.3.3 运行效果508

8.4 美国West Warwick再生水处理厂——硝化滤池＋反硝化滤池技术509

8.4.1 再生水厂概况509

8.4.2 工艺介绍509

8.4.3 运行效果510

8.5 美国锡拉丘兹Metropolitan再生水处理厂——硝化技术511

8.5.1 再生水厂概况511

8.5.2 工艺介绍511

8.5.3 运行效果512

8.6 澳大利亚堪培拉Molonglo再生水处理厂——砂滤＋消毒技术512

8.6.1 再生水厂概况512

8.6.2 工艺介绍513

8.7 加拿大卡尔加里PineCreek再生水处理厂——滤布滤池＋消毒技术514

8.7.1 再生水厂概况514

8.7.2 工艺介绍514

8.7.3 运行效果515

8.8 以色列特拉维夫的Shafdan再生水处理厂——地下水回灌技术515

8.8.1 再生水厂概况515

8.8.2 工艺介绍516

8.8.3 运行效果517

8.9 美国UOSA污水处理厂——石灰法518

8.9.1 污水处理厂介绍518

8.9.2 工艺方案518

8.9.3 运行效果519

8.10 意大利Brescia污水处理厂——MBR工艺520

8.10.1 污水处理厂介绍520

8.10.2 工艺方案520

8.10.3 运行效果521

8.11 德国Nordkanal污水处理厂——MBR工艺521

8.11.1 污水处理厂介绍521

8.11.2 工艺方案522

8.11.2.1 生物池膜组件布置方式522

8.11.2.2 膜材料及关键运行参数522

8.11.2.3 曝气方式522

8.11.2.4 膜清洗方式523

8.11.3 运行效果523

8.12 希腊Thessaloniki再生水厂——砂滤＋活性炭吸附＋臭氧消毒组合工艺523

8.12.1 再生水厂介绍523

8.12.2 工艺方案524

8.12.2.1 砂滤单元524

8.12.2.2 活性炭吸附单元524

8.12.2.3 臭氧消毒单元524

8.12.3 运行效果525

参考文献526