水處理絮凝科學經歷了長久的發展歷史，不斷從有關基礎學科吸收新的觀念和方法，加深認識和改進技術，已形成了一門繫統的知識體繫，但深入、完整、繫統地介紹該領域知識的書籍尚不多見。本書注重該領域近年的新進展，進行了全面論述。

●第1章絮凝的基本概念及作用/1
1.1分散體繫與膠體分散體繫1
1.2膠體的擴散與布朗運動2
1.3膠體的沉降速度與Stokes公式5
1.4沉降平衡與高度分布定律7
1.5沉降穩定性與聚結穩定性的破壞8
1.6水環境和水處理中的絮凝9
第2章膠體的表面電化學與穩定性/11
2.1天然水膠體表面電荷的來源11
2.1.1鋁硅酸鹽礦的同晶代換11
2.1.2水合氧化物礦的電離與吸附12
2.1.3表面專屬化學作用14
2.1.4腐殖質的電離與吸附14
2.1.5蛋白質的兩性特征14
2.2電動現像15
2.2.1電泳15
2.2.2電滲16
2.2.3流動電位17
2.2.4沉降電位17
2.3雙電層模型18
2.3.1Helmholtz平板電容器模型18
2.3.2Gouy-Chapman擴散雙電層模型18
2.3.3Stern模型21
2.4動電現像的理論解釋及實驗研究27
2.4.1電滲的理論及實驗27
2.4.2電泳的理論及實驗29
2.4.3流動電位的理論及實驗34
2.4.4沉降電位的理論及實驗34
2.5膠體的穩定性與聚沉35
2.5.1微粒間的van der Waals吸引能35
2.5.2微粒雙電層的排斥作用能36
2.5.3微粒間的總相互作用能38
2.5.4Schulze-Hardy規則39
2.5.5異體凝聚41
2.5.6親液膠體的脫穩41
2.6絮體的分形與成長42
2.6.1絮體的分形結構42
2.6.2絮體分形維數的測定43
2.6.3絮體結構模型的發展44
2.6.4絮體分步成長模型45
2.6.5絮體的成長與破碎47
第3章高分子的穩定作用與絮凝作用/50
3.1高分子吸附層對膠體的穩定作用50
3.1.1高分子吸附層對電相互作用的影響50
3.1.2高分子吸附層對van der Waals作用的影響51
3.1.3高分子吸附層的空間穩定效應52
3.2有機高分子絮凝劑對膠體的絮凝作用56
3.2.1高分子絮凝劑的架橋作用56
3.2.2高分子絮凝劑的電中和作用58
3.3高分子絮凝劑的吸附對絮凝效果的影響60
3.3.1同電荷高分子的吸附對絮凝效果的影響60
3.3.2異電荷高分子的吸附對絮凝效果的影響63
3.3.3陽離子型高分子與水中溶解性物質的反應64
第4章疏水作用力與疏水絮凝/65
4.1疏水絮凝與水處理65
4.2疏水絮凝和疏水作用力的發現65
4.3疏水作用力產生的機理67
4.3.1熱力學機理67
4.3.2空化作用機理68
4.3.3偶極相互作用機理70
4.4疏水作用力的特性及影響因素71
4.4.1疏水作用力的作用範圍71
4.4.2疏水作用力的粒度界限73
4.4.3接觸角對疏水作用力的影響74
4.4.4電解質對疏水作用力的影響75
4.4.5溫度對疏水作用力的影響77
4.5水處理中的疏水絮凝79
4.5.1氣浮法中的疏水絮凝79
4.5.2粗粒化法及隔油池中的疏水絮凝80
4.5.3疏水締合型絮凝劑及其疏水絮凝機理80
第5章絮凝動力學/82
5.1異向絮凝82
5.2同向絮凝85
5.2.1均勻切變場絮凝85
5.2.2非均勻切變場絮凝89
5.2.3微渦旋理論90
5.2.4關於GT值的討論93
5.2.5湍流絮凝的擴散模型95
5.2.6同向絮凝速度與異向絮凝速度的比較95
5.3慢速絮凝動力學97
5.4高分子絮凝動力學99
5.5特殊形式絮凝的動力學101
5.5.1絮體毯絮凝101
5.5.2差速沉降絮凝101
5.5.3絮凝的多級串聯102
5.5.4顆粒多分散性增強絮凝105
5.6各種水體的動力學條件及其絮凝沉澱效果107
第6章絮凝劑及其效能/109
6.1無機鹽類絮凝劑109
6.1.1無機鹽絮凝作用機理109
6.1.2鋁(Ⅲ)鹽的水溶液化學及絮凝的設計操作圖112
6.1.3鐵(Ⅲ)鹽的水溶液化學及絮凝的設計操作圖120
6.1.4儲備溶液的化學組成及其對絮凝效果的影響123
6.1.5鋁(Ⅲ)鹽和鐵(Ⅲ)鹽的性能比較124
6.1.6主要鋁鹽和鐵鹽絮凝劑的生產原理及檢測方法125
6.1.7其他無機鹽絮凝劑129
6.2無機高分子絮凝劑130
6.2.1聚合氯化鋁及其優點130
6.2.2聚合氯化鋁的組成和基本形態132
6.2.3聚合氯化鋁的主要指標及物化性質139
6.2.4聚合氯化鋁的制作方法142
6.2.5聚合氯化鋁的質量標準和檢測方法161
6.2.6聚合硫酸鐵及其性能172
6.2.7聚合硫酸鐵的制作方法173
6.2.8聚合硫酸鐵的質量標準和檢測方法178
6.2.9聚合氯化鐵186
6.2.10聚硅酸及聚硅酸鹽復合絮凝劑188
6.3有機高分子絮凝劑192
6.3.1有機高分子絮凝劑概況192
6.3.2天然有機高分子絮凝劑193
6.3.3人工合成的有機高分子絮凝劑195
6.3.4聚丙烯酰胺類有機高分子絮凝劑196
6.3.5聚丙烯酰胺的質量標準和檢測方法203
6.3.6澱粉-丙烯酰胺接枝共聚物絮凝劑215
6.3.7聚二甲基二烯丙基氯化銨類絮凝劑218
6.3.8聚乙烯亞胺絮凝劑220
6.3.9殼聚糖及其改性絮凝劑221
6.3.10兩性高分子絮凝劑225
6.3.11其他人工合成的有機高分子絮凝劑226
6.3.12有機高分子絮凝劑與無機類絮凝劑的比較227
6.4微生物絮凝劑229
6.4.1微生物絮凝劑的絮凝機理229
6.4.2微生物絮凝劑的種類230
6.4.3微生物絮凝劑產生菌的篩選和微生物絮凝劑產品的提取230
6.4.4微生物絮凝劑的效能和應用舉例231
第7章絮凝的實驗方法/233
7.1稀分散體繫的實驗方法233
7.1.1異向絮凝實驗234
7.1.2同向絮凝實驗234
7.1.3絮凝實驗中的有關測定241
7.1.4絮體形成過程的光學在線監控及FI指數249
7.2濃分散體繫的實驗方法253
7.2.1高濃度分散體繫的沉降實驗254
7.2.2污泥調理及污泥性質的實驗255
7.2.3絮體強度及其實驗260
7.2.4沉降污泥的體積及脫水實驗262
第8章給水處理中的絮凝/266
8.1天然水中的膠體污染物266
8.2濁度的去除267
8.2.1膠體濃度的影響267
8.2.2pH值和堿度的影響269
8.2.3溫度的影響270
8.2.4共存離子的影響271
8.2.5助凝劑的影響271
8.3有機物的去除272
8.3.1作用機理273
8.3.2影響因素274
8.3.3絮凝區域圖278
8.3.4強化混凝281
8.4絮凝的衛生效益284
8.4.1致病微生物的去除284
8.4.2放射性物質的去除286
8.4.3地下水中砷的去除288
8.5直接過濾中的絮凝作用289
8.5.1直接過濾工藝的提出與發展289
8.5.2直接過濾的機理290
8.5.3直接過濾工藝的優缺點及應用291
8.6高濁度水絮凝291
8.6.1高濁度水的沉降特性292
8.6.2高濁度水的絮凝方法293
第9章廢水處理中的絮凝/298
9.1廢水中的污染物298
9.2絮凝法去除廢水中的有機物300
9.3絮凝法去除廢水中的磷302
9.3.1概述302
9.3.2絮凝法去除磷的機理302
9.3.3絮凝法去除磷的工藝304
9.4絮凝法去除重金屬306
9.4.1常見絮凝劑去除重金屬306
9.4.2具有重金屬捕集功能的高分子絮凝劑308
第10章絮凝的傳統工藝與設備/320
10.1藥液的制備320
10.1.1絮凝劑投加量的計算320
10.1.2藥液的濃度和溶液池的有效容積320
10.1.3攪拌裝置321
10.2藥劑的投加322
10.2.1計量泵投加322
10.2.2泵前投加323
10.2.3高位溶液池重力投加323
10.2.4水射器投加323
10.3絮凝劑投加量的控制324
10.3.1流動電流絮凝控制技術324
10.3.2濁度漲落法326
10.3.3現場模擬試驗法327
10.3.4數學模型法327
10.4混合器的主要形式和參數328
10.4.1常見混合方式329
10.4.2射流混合332
10.5反應器的主要形式和參數336
10.5.1渦流式反應池336
10.5.2隔板反應池和折板反應器336
10.5.3旋流式反應池339
10.5.4機械攪拌反應池339
10.5.5柵條、網格式反應池340
10.5.6穿孔旋流反應池342
10.6澄清器(池)概述343
10.6.1循環泥渣型澄清池343
10.6.2懸浮泥渣型澄清池345
10.6.3其他類型的澄清池348
10.7電絮凝的原理與方法350
10.7.1電絮凝的原理350
10.7.2電絮凝水淨化裝置351
10.7.3電絮凝法在廢水處理中的應用353
10.7.4電絮凝法與藥劑絮凝法的比較354
10.8總體設計354
第11章污泥調理與脫水/357
11.1污泥調理的作用和意義357
11.2污泥的特性359
11.3利用無機絮凝劑調理污泥359
11.4利用有機高分子絮凝劑調理污泥361
11.4.1污泥固體及膠體物質含量的影響361
11.4.2污泥含鹽量的影響363
11.4.3聚合物性質的影響364
11.4.4聚合物投加及混合方式的影響367
11.5無機鹽絮凝劑與有機高分子絮凝劑聯合調理污泥367
結論與展望/369
參考文獻/371

本書主要以膠體化學和流體力學的基本原理為基礎，對水處理中的絮凝問題從理論上做了深入全面的論述，同時對其應用技術也做了諸多詳盡的介紹。本書主要內容包括絮凝的基本概念及作用、膠體的表面電化學與穩定性、高分子的穩定作用及絮凝作用、疏水作用力與疏水絮凝、絮凝動力學、絮凝劑及其效能、絮凝的實驗方法、給水處理中的絮凝、廢水處理中的絮凝、絮凝的傳統工藝與設備、污泥的調理與脫水等。本書可供環境科學、環境工程、給水排水、化學化工及膠體科學等領域的科研和工程技術人員參考，也可作為高等學校環境科學與工程等相關專業研究生或本科生的教材。