本书系统介绍了近年来水体有机物的强化混凝处理技术及其研究进展，分别对混凝研究现状、水质问题与微污染特征进行了概括性分析和探讨。针对混凝剂和混凝作用机制着重探讨了优势混凝形态的物化特性、表征技术与作用机制；结合典型微污染原水，从混凝剂的优化筛选、混凝剂作用效能的强化、混凝工艺过程的强化、絮体形态结构控制与混凝工艺监控等多个角度对强化混凝工艺进行了系统介绍；最后根据IPF的基础理论研究和工程实践，在高效絮凝集成系统（FRD）基础上，进一步探讨了以复合型IPF为核心的工艺集成系统的研究，并对强化/优化混凝技术的发展方向进行了论述。
本书适合从事水处理行业的科研、设计与运行管理的技术人员参考，同时也可用作给排水、环境工程等相关专业高等院校师生的参考用书。
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目录
序
前言
第1章 强化混凝概论 1
1.1 混凝：概念、定义与范畴 1
1.1.1 混凝基本概念 1
1.1.2 混凝研究概况 2
1.1.3 混凝评估方法体系与操作规范 4
1.2 水质问题与水质安全 6
1.2.1 水质问题 7
1.2.2 水质迁移转化过程 10
1.2.3 饮用水水质标准 10
1.2.4 水质安全保障、管理与计划 11
1.3 强化混凝与优化混凝 14
1.3.1 消毒副产物与控制标准 14
1.3.2 工艺研究与进展 15
1.3.3 混凝剂的研究与进展 17
参考文献 18
第2章 原水水质特征 20
2.1 流域水质变化特征 20
2.1.1 河流水质原理 20
2.1.2 河流水质变化趋势 22
2.1.3 河流水质监控分析 24
2.2 水体污染物及其赋存特征 26
2.2.1 微污染水质概况 26
2.2.2 水体颗粒物 27
2.2.3 水体有机物 29
2.2.4 水体无机物 34
2.3 典型区域原水水质特征 34
2.3.1 典型北方水厂原水水质变化 34
2.3.2 典型南方水厂原水水质变化 35
参考文献 45
第3章 微污染水体有机物及其去除特征 47
3.1 微污染水体DOM的分析表征 47
3.1.1 AOM分级表征的重要性与技术概况 47
3.1.2 化学分级表征 51
3.1.3 物理分级表征 56
3.2 有机物分级方法的改进与操作 57
3.2.1 化学分级方法的改进 57
3.2.2 物理分级参数的确定 63
3.3 典型水体DOM的分级表征 68
3.3.1 化学分级表征 68
3.3.2 分子质量分级表征 73
3.3.3 各组分SUVA和STHMFP的关系 76
3.3.4 物理化学结合DOM分级 77
3.4 DOM去除机制的分级研究 79
3.4.1 不同水体DOM的混凝去除率 79
3.4.2 分级组分的混凝去除特征及相互关系 81
3.4.3 结合分级方法对DOM混凝去除过程 83
3.5 水厂工艺对DOM的去除特征 84
3.5.1 常规处理工艺 84
3.5.2 强化处理工艺 87
参考文献 93
第4章 优势混凝形态表征与作用机制 96
4.1 高效混凝剂研究概况 96
4.2 优势混凝形态研究与进展 97
4.2.1 铝(Ⅲ)水解化学概论 97
4.2.2 Al13的形成机制 99
4.2.3 Al13形成的影响因素 102
4.2.4 形态鉴定方法 104
4.3 Ferron法的优化解析及k值判据 111
4.3.1 优化解析方程的建赢 112
4.3.2 铝形态的反应k值 115
4.3.3 改进Ferron法-k值判据 120
4.3.4 NMR法与Ferron法-k值判据法的比较 121
4.4 改进Ferron法的应用 123
4.4.1 铝盐的自发水解 123
4.4.2 铝盐的强制水解 124
4.5 Al13的亚稳平衡与转化 126
4.5.1 新制PACl的短期熟化行为 126
4.5.2 PACl的稀释 128
4.5.3 Al13在沉淀中的溶出 130
4.5.4 Al13的鉴定 132
4.5.5 沉淀转化Al13过程的Ferron解析 133
4.6 高浓PACl的制备 137
4.6.1 3种方法的初步比较 138
4.6.2 B=2.2高浓PACl中Al13的形成 139
4.7 Al13的形成机制 140
4.7.1 PLI-Al13的介稳平衡 140
4.7.2 对影响Al13生成参数的认识 142
4.8 Al13的静电簇效应 144
4.8.1 电中和能力比较 144
4.8.2 絮体生长动力学 145
4.8.3 静电簇效应 147
参考文献 149
第5章 混凝剂的优化与筛选 152
5.1 不同形态的相对重要性与稳定性 152
5.1.1 聚合铝混凝过程中的形态分布 152
5.1.2 聚合铝混凝过程的形态重要性 155
5.2 聚合铝混凝作用机制 158
5.2.1 pH对聚合铝混凝效果影响 158
5.2.2 温度对聚合铝混凝性能影响 163
5.2.3 混凝作用机制 164
5.3 混凝剂形态与效能的强化：无机、有机复合 166
5.3.1 不同助凝剂的复合特征 166
5.3.2 复合絮凝剂的混凝性能 168
参考文献 173
第6章 典型微污染水的强化混凝 176
6.1 原水基本水质特征 176
6.2 原水季节性混凝特征 176
6.3 原水中有机物特性及强化混凝目标 178
6.3.1 滦河水与黄河水污染物分析 178
6.3.2 黄河水和滦河水水体有机物混凝特性比较 181
6.3.3 天津水体强化混凝目标 182
6.4 天津原水碱度效应 184
6.4.1 pH优化 184
6.4.2 强化软化絮凝 187
参考文献 192
第7章 混凝过程强化与控制 194
7.1 絮体的形成与结构 194
7.1.1 絮体形态学 194
7.1.2 絮体形态学研究方法 196
7.1.3 絮体的分形维数 198
7.1.4 絮体的强度 201
7.1.5 絮体性状的影响因素 204
7.1.6 工艺控制条件对絮体性状的影响 205
7.2 混凝过程控制与监控技术 221
7.2.1 基于多变量参数模型的混凝控制 222
7.2.2 基于特性参数模型的混凝控制 222
7.2.3 基于人工智能模型的控制技术及其设计 223
7.2.4 絮体性状实时图像检测系统的开发 225
7.2.5 紮体性状神经网络预测的基础研究 229
参考文献 231
第8章 混凝工艺的优化集成 234
8.1 研究概况 234
8.2 混凝剂优化的中试系统对比 235
8.3 气浮与沉淀工艺对强化混凝的影响 236
8.3.1 有机物去除对比 236
8.3.2 颗粒物去除对比 237
8.4 预氧化工艺对混凝的影响 238
8.4.1 预臭氧化的除浊作用 238
8.4.2 预臭氧化去除水中有机污染物 240
8.5 强化混凝对过滤工艺的影响 241
8.5.1 有机物的去除 241
8.5.2 浊度的去除 242
8.5.3 对滤池过滤周期影响 242
8.6 系统优化的检测评价 243
8.6.1 全流程颗粒物成分分析 243
8.6.2 全流程金属元素迁移分析 244
8.6.3 全流程颗粒物去除规律 244
8.6.4 全流程DOM迁移转化 246
8.7 发展方向与研究展望 249
8.7.1 混凝剂形态组成的重要性及其作用机制 249
8.7.2 反应器与反应条件的重要性 251
8.7.3 水体有机物、颗粒物与水质数据库 252
8.7.4 优化混凝集成技术 254
8.7.5 高效絮凝技术的产业化 255
8.7.6 强化/优化混凝操作规范 255
参考文献 256
第1章 强化混凝概论
混凝现象是自然界与人工强化水处理体系中普遍存在的现象之一。在天然水体中，混凝过程是水质转化中十分显著的影响因素，对水体颗粒物及有害/有毒物质的迁移、转化与归宿起着十分重要的作用。作为水与废水处理的重要方法之一，混凝技术广泛地应用于各种水处理工艺流程之中，决定着后续流程的运行工况以及最终出水质量与成本费用，因而成为环境工程的重要科技研究开发领域，在我国水处理高新技术的发展中占有重要地位。与此同时，随着人类生存环境的恶化，水资源问题成为我国21世纪国民经济发展中仅次于人口的第二大难题。在其互为因果、辩证相关的水量与水质两方面中，由于水环境污染的加剧，水质问题尤显突出和严峻。混凝技术作为其中被广泛应用的重要水处理方法，在净化提高水质从而增加有效水量中起着关键作用，成为解决整个水污染问题的十分重要的环节之一。
随着环境污染问题日趋严重以及水质标准越来越严格，常规混凝技术已经不能很好地满足人们对水质安全的要求。尤其由于工农业生产的高速发展，而环保措施普遍不足，水安全问题近年来陡显突出。保护水源，发展、完善水安全保障技术显得十分迫切。强化/优化混凝在现有的水处理工艺设施基础上进行改进与提高，同时兼顾前、后续工艺流程的运行工况，使水与废水达到深度处理的效果。因此，大力发展强化/优化混凝技术，并加以重点研究，有助于进一步完善我国的水处理工艺技术，推动我国水工业的发展。
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