《水质工程学》学习指南目录一、学习水质工程学Ⅰ所需预备知识 (2)二、学习水质工程学II所需预备知识 (4)三、学习水质工程学Ⅲ所需预备知识 (6)四、水质工程学Ⅰ内容提要 (7)五、水质工程学Ⅱ内容提要 (28)六、水质工程学Ⅲ内容提要 (30)七、与本课程学习相关的规范标准 (33)八、学习本课程相关教材、辅导书 (35)九、学习本课程相关手册图集 (37)附件、大学专业课程学习指南手册 (39)一、学习水质工程学Ⅰ所需预备知识1、学习本课程所需的水力学知识学习第二章2.3混凝动力学需要水力学方面关于布朗运动，菲克定律，层流流速分布，等基础知识；学习第二章2.6混合和絮凝设备需要水力学方面关于局部和沿程水头损失的计算，学习第三章3.1悬浮颗粒在静水中的沉淀需要水力学方面关于浮力计算，沉速公式，相似原理等基础知识。

学习第三章3.2 平流式沉淀池需要水力学方面关于雷诺数，弗劳得数判别，出口堰，淹没式孔口出流，变水头放空容积公式等基础知识。

学习第三章3.3 斜管与斜板沉淀池需要水力学方面关于水力半径，雷诺数，弗劳得数，层流，紊流等基础知识。

学习第三章3.4 澄清池需要水力学方面关于拥挤沉淀水力学规律，孔口出流公式，孔口面积计算等基础知识。

学习第四章 4.2 过滤理论需要水力学方面关于惯性力，扩散理论，水动力学，水流剪力，粘附力，管渠水头损失，测压管水头等基础知识。

学习第四章 4.4 滤池冲洗需要水力学方面关于沿途泄流穿孔管水力计算，穿孔管大阻力配水系统，孔口出流，小阻力配水系统的计算，水泵扬程等基础知识。

学习第四章 4.6无阀滤池需要水力学方面关于虹吸管，虹吸管道的水力计算，谢才公式等基础知识。

2、学习本课程所需的水分析化学知识学习第二章2.1混凝机理和2.4影响混凝效果主要因素需要水分析化学方面关于水溶液中的酸碱平衡，酸碱平衡中有关组分浓度。

酸碱溶液中[H+]的计算，包括强酸、强碱、弱酸、弱碱、多元酸、多元碱及缓冲溶液中[H+]的计算等基础知识；学习第五章5 .1氯消毒和第六章地下水除铁除锰需要水分析化学方面关于反应条件对氧化还原反应进行程度的影响，掌握氧化还原反应中条件平衡等基础知识。

3、学习本课程所需水泵知识学习第七章7.4水厂平面和高程布置需要泵与泵站方面关于一级泵站概念知识；4、学习本课程所需给排水管道工程知识学习第七章7.4水厂平面和高程布置需要给排水管道工程关于经济流速与经济管径的意义及确定管径的方法，水头损失的计算公式等基础知识。

4、学习本课程所需水资源利用与保护知识学习第一章1.1原水水质需要水资源利用与保护关于水资源的概念及水源卫生防护的重要性和一般方法等基础知识。

二、学习水质工程学II所需预备知识1. 所需数学知识：第1章中的水体自净容量和污水处理程度的估算、河流中溶解氧平衡关系的表达方式及其分析需要掌握数学中关于模型建立、微积分、线性和非线性方程组等知识；第2章中沉淀的类型分析需要微积分知识；第2章至第8章中各种类型的处理构筑物设计计算均需要数学中的基础计算知识。

2. 所需水力学知识：第2章至第7章中各种处理构筑物上的各种管道或渠道的设计计算、污水处理和污泥处理高程计算均需要掌握《水力学》中流动形态、流量、流速、摩阻、水头损失计算、明渠均匀流计算等方面的知识；3. 所需水泵基础知识：污水处理厂内总泵站、污泥回流泵、污泥提升泵、以及污水处理工艺流程中各种需要污水回流提升的地方需要设计泵时均需掌握水泵的各方面基础知识。

4. 所需水分析化学基础知识：第1章中关于污水水质的各项评价指标、第3章内活性污泥的各项评价指标，第7章中污泥的各项评价指标均需掌握水分析化学中的水质分析方法及计算知识。

5.所需水微生物学的知识第3章活性污泥中各种微生物的特性及生长规律和好氧代谢模式；第4章生物膜内各种微生物特性及生长规律；第5章稳定塘内各种生物的特点及生态系的关系等；第6章内生物脱氮除磷中硝化菌、除磷菌的特性及生长规律；第7章内污泥厌氧消化模式等内容均需要水微生物学的各方面知识。

6. 所需工程制图及技能知识：污水处理厂内各构筑物的构造设计、污水处理厂平面及高程需要绘制构筑物平、立、剖面图、平面图和高程图等，需要全面掌握工程制图的各方面知识及技能。

三、学习水质工程学Ⅲ所需预备知识1、预备知识：水质工程学Ⅲ与物理化学，水分析化学、水微生物学等课程有一定的联系，需要具备上述课程的基础知识。

学习第二章2.2 水的药剂软化法需要水分析化学关于化学沉淀等基础知识；学习第六章工业废水的化学处理需要水分析化学方面关于沉淀、溶解度等基础知识；学习第四章水的腐蚀与结垢需要水微生物方面关于微生物方面的基础知识；学习第八章工业废水的生物处理需要水微生物方面关于微生物的增殖、营养与代谢等基础知识；学习第二章2.3-2.4离子交换软化需要物理化学方面关于离子交换原理等基础知识；学习第二章2.5-2.6离子交换除盐需要物理化学方面关于阴阳离子交换、中和等基础知识；学习第三章膜分离的原理与应用需要物理化学方面关于渗透、渗析、超滤、纳滤等基础知识；学习第五章工业废水的物理处理需要物理化学方面关于离心分离、过滤等基础知识；学习第七章工业废水的物理化学处理需要物理化学方面关于胶体化学、混凝机理、气浮、吸附等基础知识；四、水质工程学Ⅰ内容提要1.1原水水质1.1.1原水中的杂质原水中的杂质的两种来源：自然过程和人为因素原水中杂质按尺寸大小可分成悬浮物、肢体和溶解物3类，（1)悬浮物和胶体杂质(2)溶解杂质包括有机物和无机物两类。

无机溶解物是指水中所含的无机低分子和离子。

有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在的，如腐质质等。

受污染水个溶解杂质多种多样。

这里重点介绍天然水体中原来含有的主要溶解杂质：1）溶解气体天然水中的溶解气体主要是氧、氨和二氧化碳、有时也含有少量硫化氢。

2）离子天然水中所含主要阳离于有Ca2+，Mg2+，Na+；主要阴离子有HCO3-，SO42-，Cl-等。

此外还含有少量K+，Fe2+，Mn2+，Cu2+等阳离子及HSiO3-，CO32-，NO3-等阴离子。

1.1.2 各种天然水质的特点（1）地下水——水质清澈、水质、水温较稳定，一般宜作为饮用水和工业冷却用水的水源。

硬度较高，含盐量较高。

（2）江河水——江河水易受自然条件影响。

水中悬浮物和胶态杂质含量较多，浊度高于地下水。

江河水的含盐量和硬度较低。

（3）湖泊及水库水——湖泊及水库水，主要由河水供给，水质与河水类似。

（4）海水——海水含盐量高，而且所含各种盐类或离子的重量比例基本上一定，这是与其它天然水源所不同的一个显著持点。

其中氯化物含量最高。

1.1.3 水源污染水源污染给人类健康带来厂严重威胁。

解决的办法：一是保护水源，控制污染源；二是强化水处理工艺。

1.2 用户对水质的要求——水质标准.水质标准——是用水对象(包括饮用和工业用水等)所要求的各项水质参数应达到的指标和限值。

水质参数——指能反映水的使用性质的量，但不涉及具体数值。

1.2.1 生活饮用水的水质标准1 生活饮用水卫生标准的项目：（1）感官性状和一般化学指标——色度、浑浊度、PH值、硬度等。

（2）感官性状和一般化学指际——氯化物和溶解性总固体。

（3）毒理学指标——氟化物，氰化物，汞等重金属和氯仿等有机物。

（4）细菌学指标——细菌总数，总大肠菌数和游离余氯。

（5）放射线指标——总a放射性和总放射性。

2 根据我国具体情况，将自来水公司·(以下简称“水司”)分成四类，分别提出四类水司暂行水质目标。

第一类水司——指最高日供水量超过100万m3的直辖市、对外开放城市、重点旅游城市和国家一级企业的水司，水质目标共列出88项水质指标。

第二类水司——指最高日供水量为50～100万m3的城市的水司。

第三类水司——指最高日供水量为10～50万m3的城市的水司。

第四类水司指最高日供水量小于10万m3的小城镇水司，水质标准按现行标准执行。

3 在＜生活饮用水卫生标准＞中所列的水质项目可分成以下几类：一类属于感官性状方面的要求，如水的浊度、色度、臭和味以及肉眼可见物等。

二类是对人体健康有益但不希望过量的化学物质，如水中钠、钾、钙、铁、锌、镁、氯等是人体必需的化学元素．但含量过多，往往会对生活使用产生种种不良影响。

第三类是对人体健康无益但一般情况下毒性也很低的物质，如挥发酣类、阴离子合成洗涤剂等。

第四类是有毒物质，如砷、汞、锦、销、氰化物、氯仿、苯并(a)芘等。

1.2.3 工业用水水质标准工业用水种类繁多，水质要求各不相同。

水质要求高的工艺用水，不仅要求去除水中悬浮杂质和胶体杂质，而且还需要不同程度冲击去除水中的溶解杂质。

（1）食品、酿造及饮料工业的原料用水，水质要求应当高于生活饮用水的要求。

（2）纺织、造纸工业用水，要求水质清澈，且对易于在产品上产生斑点从而影响印染质量或漂白度的杂质含量，加以严格限制。

(3)对锅炉补给水水质的基本要求是：凡能导致锅炉、给水系统及其它热力设备腐蚀、结垢及引起汽水共腾现象的各种杂质，都应大部或全部去除。

锅炉压力和构造不同，水质要求也不同。

(4)在电力行业中，零件的清洗及药液的配制等，都需要纯水。

特别是半导体器件及大规模集成电路的生产，几乎每道工序均需“高纯水”进行清洗。

(5)此外，许多工业部门在生产过程中部需要大量冷却水，用以冷凝蒸汽以及工艺流体或设备降温。

冷却水首先要求水温低，同时对水质也有要求，如水中存在悬浮物、藻类及微生物等，会使管道和设备堵塞；在循环冷却系统中，还应控制在管道和设备中由于水质所引起的结垢、腐蚀和微生物繁殖。

1.3给水处理方法概论；给水处理的任务——是通过必要的处理方法去除水中杂质，使之符合生活饮用或工业使用所要求的水质。

常见的给水处理方法：（1）澄清和消毒澄清工艺通常包括混凝、沉淀和过滤。

处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。

消毒是灭活水中的致病微生物，通常在过滤后进行。

主要的消毒方法是在水中投加消毒剂消灭致病微生物。

当前我国普遍采用的消毒剂是氯，也有采用漂白粉，二氧化氯及次氯酸钠等。

臭氧消毒也是一种消毒方法。

“混凝--沉淀--过滤--消毒”可称之为生活饮用水的常规处理工艺。

（2）除臭、除味除臭、除味的方法取决于水中臭和味的来源。

例如：对于水中有机物所产生的臭和味——可用活性炭吸附或氧化法去除；对于溶解性气体或挥发性有机物所产生的臭和味——可采用曝气法去除；因藻类繁殖而产生的臭和味——可采用微滤机或气浮法去除藻类，也可在水中投加除藻药剂；因溶解盐类所产生的臭和味——可采用适当的除盐措施等（3）除铁、除锰和除氟1）常用的除铁、锰方法是：自然氧化法和接触氧化法。

前者通常设置曝气装置、氧化反应池和砂滤池；后者通常设置曝气装置相接触氧化滤池。