水污染控制工程實驗教學指導書（簡體書）

《水污染控制工程實驗教學指導書》是普通高等教育“十二五”規劃教材，是編者在十餘年“水污染控制工程”本科教學研究基礎上編寫的。本書的編寫重視經典理論的傳承和新技術、新工藝的引進，實驗包含化學絮凝沉澱、MAP法同時去除氮磷、活性炭吸附有機物、沸石吸附氨氮、Fenton試劑化學氧化、好氧生物處理、生物硝化反硝化、膜過濾等實驗內容，兼顧了化學、物理、物理化學和生物化學的各種主要理論和工藝技術。《水污染控制工程實驗教學指導書》可作為高等院校環境工程等專業的實驗教材，也可供相關領域的工作人員參考。

近二十年來，我國水污染控制技術與工程無論在理論研究還是在工程應用方面都取得了長足的發展，脫氮除磷、高級氧化、深度處理、膜處理等新理論、新技術已廣泛用於污（廢）水處理中，其對應的城鎮污水處理排放標準（如氮、磷）也大幅度提高。然而，我國水污染控制技術與工程的實驗教學卻仍然停留在20世紀中葉的實驗教學內容上，基本是清一色的自由沉澱實驗、成層沉澱實驗、混凝沉澱實驗、離子交換實驗、活性污泥特性測定實驗、污泥比阻測定實驗、酸性廢水過濾中和及吹脫實驗、電解法處理含鉻廢水實驗、折點加氯消毒實驗、水的軟化實驗等，不僅重複了無機化學最為基礎的酸鹼中和、水軟化、離子交換等化學教學實驗，還存在折點加氯消毒、電解法處理含鉻廢水等與工程實際脫節、高耗能的實驗內容，實驗教學與新理論、新技術、新工藝、新設備、新標準不夠接軌；實驗教學方法基本為驗證性、單因素實驗，較少考慮多因素設計、多分析測試手段研究以及學校教學特色等方面的綜合訓練；實驗教學理念、教學內容陳舊，且與理論教學和工程實際脫節，不利於水污染控制工程的理論學習、工程技術知識傳授、“卓越工程師教育培養計劃”實施和學生創新能力培養，改革、創新水污染控制工程實驗教學已非常急迫。為此，編者編寫了此實驗指導書，以期在水污染控制工程實驗教學方面做出一些積極的探索。
本書是編者在十餘年“水污染控制工程”本科教學研究的基礎上編寫的。十餘年來，本課程的教學經過了從系級重點課程、學校重點課程、學校精品課程、省（區）級重點課程、省（區）級精品建設課程到國家級精品建設課程的建設過程，積累了大量的教學資源和實踐經驗。本書編寫重視經典理論的傳承和新技術、新工藝的引進，實驗包含化學絮凝沉澱、MAP法同時去除氮磷、活性炭吸附有機物、沸石吸附氨氮、Fenton試劑化學氧化、好氧生物處理、生物硝化與反硝化、膜過濾等實驗內容，兼顧了化學、物理、物理化學和生物化學的各種主要理論和工藝技術，涉及了濁度、色度、COD、BOD、氨氮、硝酸氮、亞硝酸氮、總磷、MLSS、DO、pH、鹼度等水污染控制工程常見分析項目及其儀器、設備的使用，標準曲線繪製、正交實驗設計和多種研究方法、手段的應用，SV%、SVI、污泥負荷、硝化速率、反硝化速率、膜通量、吸附容量等重要工藝技術參數的測定等，基本涵蓋了水污染控制工程的重要教學內容和工程技術要點，注重與新理論、新技術、新工藝、新標準的無縫銜接，多個實驗都能給出基於不同學校實驗條件、辦學特色、當地水環境污染實際的多實驗方案以供選擇，以適應新時期環境工程專業本科教學改革以及學生創新能力培養的需要。
本書第一章由桂林理工大學成官文博士、教授編寫，第二章由同濟大學黃翔峰博士、教授編寫，第三章由桂林理工大學朱宗強博士編寫，第四章由桂林市環境保護局梁凌碩士編寫，各實驗指導書由桂林理工大學成官文博士、教授編寫。全書由桂林理工大學成官文博士、教授負責統稿，桂林理工大學碩士研究生徐珊、王浩、徐子涵參與了全書的校核工作。
教材編寫過程中，得到了桂林理工大學教材科和環境科學與工程學院的大力支持和幫助。
由於編者時間和水平有限，疏漏之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

第一章水污染控制工程實驗的教學目的和要求1
一、水污染控制工程實驗的教學目的1
二、水污染控制工程實驗的基本程序2
三、水污染控制實驗的教學要求2
第二章實驗設計4
第一節實驗設計簡介4
一、實驗設計的目的4
二、實驗設計的幾個基本概念5
三、實驗設計的步驟6
四、實驗設計的應用7
第二節單因素實驗設計9
一、均分法和拋物線法9
二、分批實驗法10
三、對分法、0618法和分數法10
第三節雙因素實驗設計13
一、好點實驗法13
二、平行線法14
第四節正交實驗設計14
一、正交表14
二、正交設計法多因素實驗步驟15
三、結果分析與討論17
第三章水樣的採集、管理運輸、保存及其預處理20
第一節採樣點的設置20
一、地表水污染防治監測採樣斷面和採樣點的設置20
二、地下水污染防治監測採樣斷面和採樣點的設置23
三、污染源污(廢)水調查和監測採樣24
四、其他監測採樣24
第二節水樣的採集、管理運輸和保存25
一、水樣的分類25
二、採樣前的準備26
三、採樣方法28
四、水樣的管理運輸29
五、水樣的保存30
第三節水樣的預處理31
一、水樣的稀釋31
二、水樣的消解32
三、水樣的分離與富集33
第四章分析測試的數據處理與成果解釋39
第一節基本概念39
一、測試數據的“五性”39
二、靈敏度40
三、檢出限、測定下限和測定上限40
四、最佳測定範圍41
五、校準曲線41
第二節誤差的基本概念41
一、真值與平均值41
二、誤差的分類42
三、誤差的表示方法43
第三節實驗數據的統計處理46
一、有效數字與運算46
二、可疑數據的取捨47
第四節實驗數據的表示法51
一、列表表示法52
二、圖形表示法52
三、回歸分析表示法54
實驗一混凝沉澱實驗59
實驗二化學沉澱法處理重金屬廢水正交實驗66
實驗三化學沉澱法處理高氮磷廢水正交實驗73
實驗四活性炭吸附實驗81
實驗五沸石氨氮吸附實驗85
實驗六Fenton試劑化學氧化有機廢水實驗89
實驗七曝氣充氧實驗93
實驗八活性污泥評價指標測定100
實驗九活性污泥法好氧生物處理生活污水實驗104
實驗十SBR生物硝化反硝化實驗110
實驗十一膜分離實驗115
實驗十二水污染控制工程綜合實驗121
參考文獻124