“十四五”期間和未來(lái)15年，我國再生水利用將會(huì )得到快速發(fā)展。本書(shū)作者被建設部科技司及全國給排水學(xué)會(huì )確認為“中國水工業(yè)有影響的專(zhuān)家學(xué)者”之一。本書(shū)前兩版銷(xiāo)售較好，第三版更新了設計方法和例題。本書(shū)羅列了回用的各種工藝基本計算方法，對設計工作有幫助。

前言
近年來(lái)，隨著(zhù)經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口的不斷增漲，水資源短缺和水環(huán)境污染已成了全球面臨的重大水安全問(wèn)題。若與雨水和海水相比，城鎮產(chǎn)生的污水量大且穩定，水質(zhì)可控，就近可取，是可靠的第二水源。其再生利用潛力巨大、經(jīng)濟可行，也是解決缺水和水污染問(wèn)題的雙贏(yíng)途徑。
2021年1月，我國在國家發(fā)展改革委聯(lián)合九部門(mén)印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導意見(jiàn)》中，明確了我國污水再生利用的發(fā)展目標、重要任務(wù)和重點(diǎn)工程，標志著(zhù)污水再生利用上升為國家行動(dòng)計劃?！笆奈濉逼陂g和未來(lái)15年，我國再生水利用將會(huì )得到快速發(fā)展。
《城市污水回用深度處理設施設計計算》（第二版）出版至今已有6年多時(shí)間，應當進(jìn)一步更新豐富內容，使其使用參考價(jià)值與時(shí)俱進(jìn)。此次再版，其增新刪舊的主要內容如下。
① 對第一章的內容進(jìn)行了更新修改。
② 增加了幾種新型深度處理單元技術(shù)的計算例題。
③ 更新和補充了附錄中的幾個(gè)重要水質(zhì)標準。
④ 對不常用設施的計算例題進(jìn)行了刪減。
⑤ 對第九章的實(shí)例進(jìn)行了增減。
⑥ 對書(shū)中的設計綜合例題進(jìn)行了全部驗算改正。
城鎮污水的深度處理工藝一般包括脫氮除磷（活性污泥法、生物膜法），澄清（絮凝、沉淀、氣浮、過(guò)濾），軟化除鹽（離子交換、ED、UF、RO），吸附（粒狀或粉狀活性炭），消毒（氯及其衍生物、紫外線(xiàn)、臭氧和高級氧化）等。本書(shū)列出各處理單元設施的設計計算例題共78個(gè)。本書(shū)可供給水排水工程、環(huán)境工程等專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員及高等學(xué)校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生使用參考。
本書(shū)由太原理工大學(xué)崔玉川主編，張弛副主編，參與編寫(xiě)的人員有陳琳、王樹(shù)峰、付世沫、王紅濤等。在此對本書(shū)第二版的第二主編陳宏平表示感謝。
由于編寫(xiě)時(shí)間緊張，資料有限，書(shū)中難免會(huì )有不足及缺憾，敬請讀者指教！

編者
2023年8月



第一版前言
我國是一個(gè)缺水的國家，人均水資源占有量不足世界人均值的1/4，被聯(lián)合國糧農組織列為13個(gè)缺水國之一。20世紀80年代以來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，以及人民生活水平的提高，一方面使城市需水量大大增加，供需矛盾日益突出；另一方面污廢水的排放量與日俱增，既污染了水環(huán)境，又浪費了水資源。因此，實(shí)施污水回用的城市污水資源化方略，既可解決缺水問(wèn)題，又可合理利用水資源，既可節約用水，又有利于環(huán)境保護，是水資源可持續利用以保證城市建設和經(jīng)濟建設可持續發(fā)展的重要舉措之一。
本書(shū)首先介紹了城市污水回用的途徑、深度處理的工藝和要求，之后主要以計算例題的形式具體闡述了城市污水回用深度處理各單元工藝設施(設備、裝置和構筑物)的設計計算內容、方法和步驟。內容包括混凝、沉淀(澄清、氣浮)、過(guò)濾、消毒，以及活性炭吸附、離子交換、膜分離技術(shù)(電滲析、反滲透、超濾)、臭氧氧化和脫氮除磷等單元處理設施的設計計算例題共90個(gè)。本書(shū)可供給水排水、環(huán)境工程等專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員和大專(zhuān)院校師生使用或參考。
本書(shū)由崔玉川主編，各章的編寫(xiě)分工為：第一章、第二章、第四章、第八章由崔玉川、張東偉編寫(xiě)；第三章、第七章由張東偉編寫(xiě)；第五章、第六章由楊崇豪編寫(xiě)。
由于我國尚未頒布有關(guān)詳盡的法規性設計文件，加上我們的水平有限，書(shū)中難免會(huì )有不足和缺憾，懇請讀者指正。

編者
2003年1月



第二版前言
《城市污水回用深度處理設施設計計算》的第一版于2003年7月出版，至今已有12年時(shí)間了，我們感謝廣大讀者對本書(shū)的喜愛(ài)。
隨著(zhù)我國工農業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對水資源的需求量日益增加。而水資源嚴重短缺和自然水體污染程度日益加重，缺水已成為制約我國社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一。為了保證國民經(jīng)濟的可持續發(fā)展和改善生態(tài)環(huán)境，緩解城市發(fā)展與水資源短缺之間的矛盾，將城市污水處理廠(chǎng)的出水作為城市第二水源，實(shí)現城市污水資源化是解決這一問(wèn)題的良策。
近些年來(lái)，由于城市污水資源化工程越來(lái)越多，污水回用處理技術(shù)不斷開(kāi)發(fā)創(chuàng  )新，有關(guān)的設計規范及回用標準不斷更新，本書(shū)第一版原有的內容已經(jīng)不能很好地滿(mǎn)足現在的使用要求。因此，結合城市污水處理技術(shù)的發(fā)展和應用情況編寫(xiě)本書(shū)的第二版，以使其內容與時(shí)俱進(jìn)，為讀者提供更好的學(xué)習參考書(shū)。
本書(shū)在保持第一版特點(diǎn)和風(fēng)格的基礎上，擴充、更新了一些工藝技術(shù)、設施和計算方法與例題，以及城市污水回用處理的工程案例。具體內容如下。
① 按照城市污水處理廠(chǎng)深度處理的流程特點(diǎn)，更新整合了本書(shū)的組成體系和章節順序，將脫氮除磷設施置于第二章。刪去了回用處理不多用的工藝技術(shù)和構筑物設施的設計計算例題。
② 按照最新室外排水設計規范（GB 50014—2006）的要求，對常用的脫氮除磷工藝設施進(jìn)行了重新設計計算。并增加了曝氣生物濾池、復合生物反應池、AB法工藝、SBR工藝、MBR工藝的設計計算例題。
③ 澄清處理部分增加了網(wǎng)格絮凝池、高密度沉淀池、機械刮泥沉淀池、渦凹氣浮、溶氣泵氣浮、V形濾池、翻板濾池、轉盤(pán)濾池的計算例題。
④ 水質(zhì)軟化部分增加了全自動(dòng)軟水器、石灰法軟化及納濾軟化的計算例題。
⑤ 消毒部分增加了漂白粉、次氯酸鈉和紫外線(xiàn)消毒的計算例題。
⑥ 匯集并更新了有關(guān)的水質(zhì)標準。
⑦ 增設了一章“國內外部分已建城市污水深度處理回用工程實(shí)例”。
書(shū)中共列出污水深度處理的脫氮除磷(活性污泥法、生物膜法)、澄清(絮凝、沉淀、氣浮、過(guò)濾)、軟化除鹽(離子交換、ED、UF、RO)、吸附和消毒(粒狀與粉狀活性炭吸附，氯及其衍生物、紫外線(xiàn)與臭氧消毒)的各處理單元設施的設計計算例題共77個(gè)。
本書(shū)由崔玉川、陳宏平主編，曹昉、付世沫、周茜參加了部分章節的編寫(xiě)。另外，呂秀彬、楊雅云、李謙等協(xié)助做了不少輔助性工作，天津膜天膜科技股份有限公司的孫超及其他設計、環(huán)保單位的同行提供了有關(guān)計算及工程應用資料，特致謝意！同時(shí)，對本書(shū)第一版的參編者張東偉和楊崇豪表示深深感謝。
本書(shū)可供從事給水排水工程、環(huán)境工程、資源與環(huán)境工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的設計、研究、管理和設備制造的工程技術(shù)人員參考使用，也可供高等學(xué)校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生學(xué)習參考。
由于我們的水平有限，書(shū)中難免會(huì )有缺點(diǎn)和不妥之處，敬請讀者批評指正。

編者
2015年6月

本書(shū)介紹了城市污水回用的途徑、深度處理的工藝和要求，主要以計算例題的形式具體闡述了城市污水回用深度處理各單元工藝設施的設計計算內容、方法和步驟。全書(shū)共九章，內容包括城市污水回用深度處理的要求及工藝，脫氮除磷設施，混凝設施，沉淀、澄清、氣浮設施，過(guò)濾設施，活性炭吸附及軟化裝置，膜分離裝置，消毒，國內外部分已建城市污水深度處理回用工程實(shí)例。
本書(shū)具有較強的針對性和可操作性，可供給水排水、環(huán)境工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考，也可供高等學(xué)校給水排水、環(huán)境工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參閱。

第一章城市污水回用深度處理的要求及工藝1
第一節城市污水資源化及回用途徑1
一、城市污水資源化的內涵意義2
二、我國城市污水處理后的回用方向3
三、城市污水回用的發(fā)展概況5
第二節城市污水處理系統6
一、城市污水處理方法6
二、污水處理程度8
三、污水處理的產(chǎn)物11
第三節污水回用深度處理的要求12
一、回用水水質(zhì)指標13
二、再生水分級14
三、回用水水質(zhì)標準16
第四節城市污水回用深度處理工藝17
一、概述17
二、懸浮物的去除18
三、難降解有機物的去除19
四、溶解性無(wú)機鹽的去除20
五、污水的消毒處理21
六、氮、磷的去除21
七、同步脫氮除磷系統23
八、城市污水回用深度處理的工藝選擇與組合23

第二章脫氮除磷設施25
第一節城市污水脫氮除磷技術(shù)25
一、城市污水脫氮技術(shù)25
二、城市污水除磷技術(shù)概述32
三、同步脫氮除磷及其新技術(shù)概述36
四、污水生物法的類(lèi)別及相應的工藝設施38
第二節活性污泥法脫氮除磷38
一、設計概述38
二、計算例題44
【例題2-1】活性污泥法合并硝化曝氣池工藝的設計計算44
【例題2-2】氧化溝硝化工藝的設計計算56
【例題2-3】AB法硝化工藝的設計計算62
【例題2-4】經(jīng)典SBR法硝化工藝的設計計算72
【例題2-5】MBR法硝化工藝的設計計算77
【例題2-6】A2O工藝的設計計算82
【例題2-7】氧化溝工藝脫氮除磷工藝的設計計算85
【例題2-8】SBR工藝脫氮除磷工藝的設計計算87
【例題2-9】MBR法脫氮除磷工藝的設計計算88
第三節生物膜法脫氮除磷91
一、設計概述91
二、計算例題93
【例題2-10】生物接觸氧化法硝化工藝的設計計算93
【例題2-11】曝氣生物濾池硝化工藝的設計計算97
【例題2-12】復合生物反應器工藝的設計計算100

第三章混凝設施103
第一節混凝劑的配制投加104
一、設計概述104
二、計算例題107
【例題3-1】藥劑溶解池和溶液池的設計計算107
【例題3-2】壓縮空氣攪拌調制藥液的設計計算108
【例題3-3】投藥水射器的計算111
【例題3-4】藥劑倉庫的計算113
第二節混合設施114
一、設計概述115
二、計算例題117
【例題3-5】管式混合器的計算117
【例題3-6】槳板式機械混合池的計算118
第三節絮凝設施120
一、設計概述121
二、計算例題127
【例題3-7】廊道式水力旋流網(wǎng)格絮凝池的計算127
【例題3-8】柵條絮凝池的設計計算134
【例題3-9】網(wǎng)格絮凝池的設計計算138
【例題3-10】水平軸式等徑葉輪機械絮凝池的設計計算141
【例題3-11】垂直軸式等徑葉輪機械絮凝池的設計計算143
【例題3-12】自旋式微渦流絮凝池的計算147

第四章沉淀、澄清、氣浮設施156
第一節沉淀池156
一、設計概述157
二、計算例題172
【例題4-1】按面積負荷計算平流式沉淀池172
【例題4-2】機械排泥平流式沉淀池的設計計算173
【例題4-3】輻流式沉淀池的設計計算174
【例題4-4】上向流斜管沉淀池的設計計算176
【例題4-5】高密度沉淀池的設計計算177
【例題4-6】側向流倒V形斜板沉淀池的設計計算183
【例題4-7】水平管沉淀池的設計計算185
【例題4-8】加砂高速沉淀池的設計計算189
第二節澄清池192
一、設計概述194
二、計算例題199
【例題4-9】機械攪拌澄清池池體部分的設計計算199
【例題4-10】機械攪拌澄清池攪拌設備工藝設計計算205
【例題4-11】鐘罩式脈沖澄清池池體的設計計算208
【例題4-12】鐘罩式虹吸脈沖發(fā)生器的設計計算212
第三節氣浮215
一、設計概述219
二、計算例題219
【例題4-13】平流式部分回流壓力溶氣氣浮法的設計計算219
【例題4-14】渦凹氣浮法的設計選型222
【例題4-15】溶氣泵氣浮法的設計選型222

第五章過(guò)濾設施224
第一節普通快濾池227
一、設計概述227
二、計算例題234
【例題5-1】普通快濾池池體的設計計算234
【例題5-2】普通快濾池的設計計算234
【例題5-3】固定管式表面沖洗系統的計算238
【例題5-4】旋轉管式表面沖洗系統的計算241
第二節虹吸濾池244
一、設計概述245
二、計算例題247
【例題5-5】矩形虹吸濾池的設計計算247
第三節單閥濾池252
一、設計概述253
二、計算例題253
【例題5-6】設池頂水箱的單閥濾池的設計計算253
【例題5-7】在清水池內設沖洗水箱的單閥濾池的設計計算257
第四節V形濾池261
一、設計概述263
二、計算例題264
【例題5-8】V形濾池的設計計算264
第五節翻板濾池273
一、設計概述273
二、計算例題274
【例題5-9】翻板濾池的設計計算274
第六節濾布濾池281
一、設計概述281
二、計算例題282
【例題5-10】濾布濾池的設計計算282

第六章活性炭吸附及軟化裝置285
第一節活性炭吸附285
一、設計概述286
二、計算例題294
【例題6-1】顆?；钚蕴窟x型試驗計算294
【例題6-2】間歇式一級吸附粉末活性炭投入量的計算295
【例題6-3】 粉狀活性炭二級逆流靜態(tài)間歇式吸附投炭量計算296
【例題6-4】 活性炭動(dòng)態(tài)吸附柱工作時(shí)間與炭床利用率計算298
【例題6-5】 顆?；钚蕴繛V池的設計計算300
【例題6-6】 活性炭吸附塔的設計計算303
【例題6-7】 粉末活性炭補充量的計算303
第二節離子交換304
一、設計概述305
二、計算例題311
【例題6-8】 離子交換樹(shù)脂再生度的計算311
【例題6-9】 強酸陽(yáng)樹(shù)脂全交換容量的計算313
【例題6-10】 弱酸陽(yáng)樹(shù)脂全交換容量的計算313
【例題6-11】 強堿陰樹(shù)脂全交換容量的計算314
【例題6-12】 時(shí)間型全自動(dòng)軟水器再生時(shí)間的計算314
【例題6-13】 流量型全自動(dòng)軟水器的流量設定值計算314
第三節石灰軟化315
一、設計概述317
二、計算例題317
【例題6-14】 石灰軟化法加藥量計算317
【例題6-15】 石灰軟化法加藥量及鎂的殘留量計算318

第七章膜分離裝置319
第一節膜分離技術(shù)概述319
一、膜分離法的類(lèi)別319
二、膜分離法的特點(diǎn)321
三、膜分離法的設計321
第二節微濾322
一、設計概述322
二、計算例題323
【例題7-1】 轉盤(pán)濾池用于污水回用深度處理的計算323
第三節超濾324
一、設計概述325
二、計算例題326
【例題7-2】 超濾用于污水回用深度處理的計算326
【例題7-3】 內壓式超濾膜死端過(guò)濾工藝計算327
【例題7-4】 浸沒(méi)式超濾膜工藝計算329
【例題7-5】 在線(xiàn)清洗浸沒(méi)式超濾膜工藝設計計算333
第四節納濾340
一、設計概述341
二、計算例題341
【例題7-6】 納濾軟化用于污水回用深度處理的計算341
第五節反滲透342
一、設計概述343
二、計算例題344
【例題7-7】 反滲透用于污水回用深度處理的計算344
第六節電滲析348
一、設計概述349
二、計算例題350
【例題7-8】 電滲析用于污水回用深度處理的計算350

第八章消毒356
第一節液氯消毒357
一、設計概述357
二、計算例題360
【例題8-1】 液氯消毒加氯量及設備選擇的計算360
第二節次氯酸鈉消毒361
一、設計概述362
二、計算例題362
【例題8-2】 次氯酸鈉消毒的計算362
第三節二氧化氯消毒363
一、設計概述364
二、計算例題364
【例題8-3】 二氧化氯消毒的計算364
第四節紫外線(xiàn)消毒366
一、設計概述367
二、計算例題368
【例題8-4】 橫置光源水面式紫外線(xiàn)消毒設備的計算368
第五節臭氧消毒370
一、設計概述371
二、計算例題372
【例題8-5】 臭氧消毒設備選用計算372
第六節高級氧化373
一、高級氧化技術(shù)374
二、芬頓高級氧化工程設計概述375
三、計算例題376
【例題8-6】 高級氧化用于污水深度處理的計算376

第九章國內外部分已建城市污水深度處理回用工程實(shí)例379
第一節國外部分城市污水回用工程實(shí)例379
第二節國內部分城市污水回用工程實(shí)例381

附錄391
附錄1《城市污水再生利用 分類(lèi)》(GB/T 18919—2002)391
附錄2《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》(GB/T 18920—2020)392
附錄3《城市污水再生利用 景觀(guān)環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T 18921—2019)392
附錄4《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923—2005)393
附錄5《城市污水再生利用 地下水回灌水質(zhì)》(GB/T 19772—2005)394
附錄6《城市污水再生利用 農田灌溉用水水質(zhì)》(GB 20922—2007)395
附錄7《農田灌溉水質(zhì)標準》(GB 5084—2021)396
附錄8《水回用導則再生水廠(chǎng)水質(zhì)管理》(GB/T 41016—2021)398

參考文獻400