水质工程实验技术与应用

本书分为基础篇与技术篇，系统、翔实地介绍了水质工程学的实验技术与应用。在基础篇中，详细讲解实验设计与数据分析、样品测定及仪器使用方法等；在技术篇中，分别介绍了物理化学处理实验和生物处理实验。本书内容涵盖了给水处理、污水处理领域的主要实验技术。特别是在本书的第6章中，重点介绍了体现水处理领域研究热点的研究型实验，包括短程硝化反硝化、同步硝化反硝化、反硝化除磷等脱氮除磷理论在SBR工艺、氧化沟工艺、MUCT等工艺中的应用；污泥膨胀、污泥好氧消化、污水再生利用、生物脱氮过程N20的产生、垃圾渗滤液处理等。

本书可作为高校环境工程、市政工程、环境科学专业本科生实验教学用书和研究生的试验研究参考书，也可供给水厂、污水厂及其他相关的工程技术人员和管理人员参考。

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第2章 实验设计与数据分析处理

实验设计是否合理直接关系到能否取得满意的实验结果及发现内在规律。优化实验设计，就是一种在实验进行之前，根据实验中的不同问题，利用数学原理，科学地安排实验，以求迅速找到最佳方案的科学实验方法。它对于节省实验次数，节省原材料，较快得到有用信息是非常必要的。由于优化实验设计为我们提供了科学安排实验的方法，因此近年来优化实验设计越来越被科技人员重视，并得到广泛的应用。优化实验设计打破了传统均分安排实验的方法，其中单因素的0.618法和分数法、多因素的正交实验设计法在国内外已广泛地应用于科学实验上，取得了很好效果。

水质工程学实验的目的在于：

（1）找出影响实验结果的因素与各因素之间的主次关系，揭示水处理技术方法的内在规律，为解决水质工程实际问题奠定理论基础；

（2）确定水处理技术方法的最优控制条件，使水处理系统在最优环境下实施，达到高效、节能的目的；

（3）建立水质工程学数学模型并确定关键参数，指导水处理系统的优化设计和运行控制以及开发新技术、新方法。

2.1　实验设计

在进行实验设计之前，首先要了解关于实验设计的几个基本概念。

（1）实验方法：通过做实验获得大量的自变量与因变量一一对应的数据，以此为基础来分析整理并得到客观规律的方法，称为实验方法。

（2）实验设计：为节省人力、财力，迅速找到最佳条件，揭示事物内在规律，根据实验中不同问题，在实验前利用数学原理科学编排实验的过程。

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编辑推荐 本书是在多年教学和科研工作实践的基础上，全面详细介绍了水处理技术中的物理化学方法、生物方法，并重点阐述了目前国内外先进的水处理理论、方法和技术手段，本书内容主要集中在水质工程实验技术与应用。在介绍相关实验基础理论的前提下，更侧重于对具体试验内容、装置、仪器、实施步骤、测试分析方法的介绍，具有较强的实用性和可操作性。通过参考本书，实验人员即可搭建试验并进行相关的试验研究。

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第1章 水样的采集与保存

1.1 监测点位的布设

1.2 水样的分类

1.3 地表水和地下水样的采集

1.4 污水采样

1.5 水样的保存

第2章 实验设计与数据分析处理

2.1 实验设计

2.2 实验误差分析

2.3 实验数据分析处理

第3章 样品测定及仪器使用方法

3.1 五日生化需氧量（BOD5）

3.2 化学需氧量（COD）：COD快速测定仪

3.3 氨氮测定：纳氏试剂光度法

绪论 1

一、水质工程实验的作用 1

二、水质工程实验过程 2

第一章 实验设计 5

第一节 实验设计的几个基本概念 6

第二节 单因素优化实验设计 6

一、均分法和对分法 7

二、黄金分割法 8

三、分数法 9

四、分批实验法 11

第三节 多因素正交实验设计 11

一、正交实验设计 11

二、多指标的正交实验及直观分析 19

第二章 实验数据分析处理 24

第一节 实验误差分析 24

一、测量值及误差 24

二、直接测量值误差分析 26

三、间接测量值误差分析 27

四、测量仪器精度的选择 29

第二节 实验数据整理 30

一、有效数字及其运算规则 30

二、实验数据整理 31

三、实验数据中可疑数据的取舍 32

四、实验数据整理计算举例 34

第三节 数据处理 36

一、单因素方差分析 36

二、正交实验方差分析 40

三、实验成果的表示法 47

四、回归分析 53

第三章 水样的采集与保存 67

第一节 水样的采集 67

一、环境水样的采集 67

二、废水样品的采集 71

第二节 水样的保存 73

第三节 样品的管理 76

第四章 水质分析基础实验 77

实验4.1 水中色度、浊度、pH值的测定 77

实验4.2 水中总不可滤残渣的测定 80

实验4.3 水中Cr6 的测定 81

实验4.4 水中铁的测定 83

实验4.5 水中溶解氧的测定 86

实验4.6 水中氨氮的测定 89

实验4.7 水中亚硝酸盐氮的测定 91

实验4.8 水中硝酸盐氮的测定 95

实验4.9 水中凯氏氮的测定 98

实验4.10 水中总氮的测定 100

实验4.11 水中磷的测定 102

实验4.12 水中氯离子的测定 104

实验4.13 水中硫酸盐的测定 107

实验4.14 水中余氯的测定 108

实验4.15 水中COD的测定 110

实验4.16 水中BOD5的测定 113

实验4.17 水中矿物油的测定 118

实验4.18 水中挥发酚的测定 120

实验4.19 水中阴离子洗涤剂的测定 123

第五章 水质工程实验 127

实验5.1 显微镜的使用与活性污泥微生物形态的观察 127

实验5.2 微生物对含碳化合物的分解和利用 131

实验5.3 微生物对含氮化合物的分解和利用 134

实验5.4 活性污泥混合液耗氧速率的测定 137

实验5.5 总大肠菌群数的测定实验 138

实验5.6 混凝沉淀实验 140

实验5.7 过滤实验 146

实验5.8 消毒实验 157

实验5.9 污泥比阻测定实验 161

实验5.10 活性污泥性能的测定 165

实验5.11 氧总转移系数的测定实验 168

实验5.12 污水充氧修正系数α、β值测定实验 174

实验5.13 完全混合式活性污泥法处理系统的观测与运行 177

实验5.14 曝气池中环境因素的监测和菌胶团中生物相的观察 182

实验5.15 SBR法实验 186

实验5.16 加压溶气气浮实验 189

实验5.17 膜生物反应器(MBR)实验 192

实验5.18 吸附动力学实验 196

实验5.19 塔式生物滤池实验 197

实验5.20 生物转盘实验 200

实验5.21 污泥好氧消化 203

实验5.22 臭氧氧化法处理污水实验 210

附：臭氧浓度的测定 212

附录 214

附录1 常用正交实验表 214

附录2 离群数据分析判断表 221

附录3 F分布表 223

附录4 相关系数检验表 224

附录5 废水生物处理过程中常见的微生物 225

参考文献 2322100433B

《水质工程实验技术》可作为高等学校给水排水工程、环境工程、环境科学等专业实验课的教材，也可供相关领域的工作者参考。

水质科学工程是建立在实验的基础上的科学。水质科学与工程涉及的许多基本概念、专业理论、工程设计参数、操作条件、运行控制指标等均需要通过科学实验进行验证、分析、测试来决定，因此在实验技术是进行科学研究、新技术开发、技术改造的手段，是科研和工程技术人员应该具备的专业技能。《水质工程学实验与技术》是我们结合40多年的专业教学经验，总结、提炼出来的水质科学与工程有关的专业实验技术、实验操作过程和操作要领详解。水质科学与工程实验技术已经作为部分学校水务工程、给排水科学与工程和环境工程等相关专业的必修课程。 2100433B