聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)第一工作組報告《氣候變化2021: 自然科學基礎(chǔ)》明確了人類活動對氣候系統(tǒng)的影響,預估在未來幾十年,所有地區(qū)的氣候變化仍將加劇,極端天氣現(xiàn)象日益頻繁
出現(xiàn)。
習近平總書記在黨的十九大報告中提出,堅持人與自然和諧共生,必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的生態(tài)文明理念。
黨的十八大以來,
在習近平生態(tài)文明思想的指引下,我國生態(tài)環(huán)境治理取得顯著進展,尤其是十三五時期,我國生態(tài)環(huán)境政策改革與創(chuàng)新加速,全國生態(tài)環(huán)境治理總體上得到很大改善,生態(tài)環(huán)境政策體系建設(shè)也取得重大進展,為深入推進生態(tài)文明建設(shè)、美麗中國建設(shè)提供了重要動力機制。十九屆六中全會通過《中共中央關(guān)于黨的百年奮斗重大成就和歷史經(jīng)驗的決議》,將生態(tài)文明建設(shè)作為新時代十三個方面重大成就之一進行總結(jié)概括,并強調(diào)堅持人與自然和諧共生,協(xié)同推進人民富裕、國家強盛、中國美麗,為持續(xù)推進生態(tài)文明建設(shè)、朝著美麗中國建設(shè)目標邁進,指明了前進方向,注入了強大動力,提供了根本遵循。十四五時期,我國生態(tài)文明建設(shè)進入了以降碳為重點戰(zhàn)略方向、推動減污降碳協(xié)同增效、促進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善由量變到質(zhì)變的關(guān)鍵時期,由此繼續(xù)深化生態(tài)環(huán)境保護政策改革與創(chuàng)新,持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,加快推進生態(tài)環(huán)境治理體系,為全面開啟社會主義現(xiàn)代化建設(shè)新征程奠定生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)。
打破發(fā)展與保護對立的束縛,樹立保護環(huán)境就是保護人類、建立生態(tài)文明就是為人類造福的新理念。生命起源于自然,堅持生態(tài)文明建設(shè),實現(xiàn)人與自然的和諧共生,才能讓綠水青山帶來源源不斷的金山銀山。《中共中央國務(wù)院關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》明確要鞏固污染防治攻堅成果,堅持精準治污、科學治污、依法治污,以更高標準打好藍天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn),以高水平保護推動高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)造高品質(zhì)生活,努力建設(shè)人與自然和諧共生的美麗中國。站在人與自然和諧共生的高度來謀劃經(jīng)濟社會發(fā)展,統(tǒng)籌污染治理、生態(tài)保護、應對氣候變化,促進生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善,努力建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化。水氣土等污染防治相關(guān)法律及排放限值等相繼修訂,切實反映了環(huán)境質(zhì)量改善現(xiàn)實要求。黑臭水體治理在切實緊盯污染防治重點領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié),集中力量攻克老百姓身邊的突出生態(tài)環(huán)境問題,推動污染防治在重點區(qū)域、重要領(lǐng)域、關(guān)鍵指標上實現(xiàn)新突破。
與此同時,技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新也在不斷進行,新理論不斷地填補基礎(chǔ)理論的空白。例如,脫氮除磷新技術(shù)、高級氧化技術(shù)、深度處理、膜處理等新理論、新技術(shù)已廣泛用于污(廢)水處理中。而當前水污染控制工程實驗基本上還是固守著經(jīng)典的基礎(chǔ)理論實驗,因此,出現(xiàn)了當前水污染控制工程實驗的教學與新技術(shù)新理論存在脫節(jié)的問題。新技術(shù)的發(fā)展和應用離不開基礎(chǔ)理論的支撐,因此不應該出現(xiàn)厚此薄彼的問題,基礎(chǔ)理論重要,新技術(shù)同樣重要,兩者應該同時都要重視。
當前,實驗教學與新理論、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)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(shè)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(nèi)容陳舊,且與理論教學和工程實際脫節(jié),不利于水污染控制工程的理論學習和工程技術(shù)知識的傳授。
實驗教學中,
需要對學生創(chuàng)新能力進行培養(yǎng),因此改革、創(chuàng)新水污染控制工程實驗教學已非常急迫。為此,編者編寫了此實驗教材,以期在水污染控制工程實驗教學方面做出積極的探索。
本書編寫重視經(jīng)典理論的傳承和新技術(shù)新工藝的引進。實驗包含與污水相關(guān)參數(shù)的一些監(jiān)測實驗,如硬度的測定、殘渣的測定、凱氏氮的測定、磷的測定、有機碳的測定等; 還包括傳統(tǒng)的經(jīng)典水污染實驗,如懸浮物的沉淀實驗、混凝沉淀實驗、離子交換實驗、活性污泥特性測定實驗、污泥比阻測定實驗、動態(tài)和靜態(tài)活性炭吸附有機物實驗、厭氧消化實驗、曝氣充氧實驗等; 再就是包括一些比較成熟的新的技術(shù)實驗,比如,高級氧化實驗、膜生物反應器實驗、光催化降解實驗等內(nèi)容; 同時兼顧了與污水相關(guān)的微生物實驗,把一些成熟的新理論技術(shù)引入書中,例如,利用Biolog法測定分析廢水中微生物代謝特征,微生物絮凝劑與無機絮凝劑的復配,并加入了污水中新冠病毒檢測實驗。全書包含了化學、物理、物理化學和生物化學的各種主要理論和工藝技術(shù)實驗,涉及了水污染控制工程常見分析項目及其儀器、設(shè)備的使用,涵蓋了水污染控制工程實驗的重要教學內(nèi)容和工程技術(shù)要點,注重與新理論、新技術(shù)、新工藝、新標準的無縫銜接。因此,本書是一本綜合性的水污染控制工程實驗教材。
本書第一章和第四章由濰坊學院鄭師梅博士、王林同教授、陳剛博士、楊金美博士、臺夕市教授和濰坊水利水質(zhì)檢測有限公司李智華
高級工程師編寫; 第二章由濰坊學院鄭師梅博士、劉瑩博士和王元芳博士編寫; 第三章由濰坊學院耿啟金教授和劉瑩博士編寫; 第五章由濰坊學院鄭師梅博士、王元芳博士,濰坊市人民醫(yī)院湯善芳副主任護師、殷月慧副主任醫(yī)師和王延棟副主任醫(yī)師編寫。全書由濰坊學院鄭師梅博士、王元芳博士和臺夕市教授負責統(tǒng)稿。本書編寫過程中,得到了濰坊學院教材科和化學化工與環(huán)境工程學院和濰坊市人民醫(yī)院等單位的大力支持和幫助。本書得到濰坊學院濰院學者建設(shè)工程項目、濰坊學院化學工程與技術(shù)重點學科、濰坊學院綠色催化新材料的分子模擬及合成科研創(chuàng)新團隊項目、山東省自然科學基金(ZR2017MB057)資助。
由于編者時間和水平有限,錯誤和疏漏在所難免,敬請專家和讀者批評指正。
編者2023年5月
第一章實驗教學的目的和要求
第一節(jié)水污染控制工程實驗教學的目的
第二節(jié)水污染控制工程實驗的基本程序
第三節(jié)水污染控制工程實驗教學的要求
第二章水樣的采集、保存及預處理
第一節(jié)水樣采樣點位的布設(shè)
第二節(jié)水樣的采集與保存
第三節(jié)水樣的預處理
第三章數(shù)據(jù)處理與實驗分析
第四章水污染控制工程實驗
實驗一水中總硬度的測定
實驗二水中固體物質(zhì)的測定
實驗三水中鐵含量的測定
實驗四水中磷的測定
實驗五水中葉綠素的測定
實驗六水中凱氏氮的測定
實驗七水中總有機碳的測定
實驗八顆粒自由沉淀實驗
實驗九絮凝沉淀實驗
實驗十成層沉淀實驗
實驗十一平流式氣浮實驗
實驗十二活性污泥性質(zhì)測定實驗
實驗十三廢水可生化性實驗
實驗十四活性污泥脫氫酶活性的測定
實驗十五活性污泥法動力學系數(shù)的測定實驗
實驗十六氧傳遞系數(shù)測定實驗
實驗十七污水厭氧消化實驗
實驗十八曝氣生物濾池對污水的生物處理
實驗十九混凝實驗
實驗二十離子交換軟化實驗
實驗二十一降膜式光催化降解活性染料實驗
實驗二十二膜生物反應器污水處理實驗
實驗二十三陶粒吸附活性染料的性能與動力學分析
實驗二十四靜態(tài)活性炭吸附實驗
實驗二十五動態(tài)活性炭吸附實驗
實驗二十六化學氧化法去除有機廢水實驗
實驗二十七污泥比阻的測定實驗
實驗二十八普通活性污泥法污水處理實驗
第五章與污水相關(guān)的微生物實驗
實驗一微生物絮凝劑與無機絮凝劑的復配實驗
實驗二微生物去除廢水中的重金屬實驗
實驗三藻類生長抑制實驗
實驗四發(fā)光菌的毒性測試
實驗五污水中新冠病毒的檢測
實驗六水中總大腸桿菌群數(shù)的測定
實驗七水中細菌菌落總數(shù)的測定
實驗八廢水微生物代謝特性分析
實驗九活性污泥的培養(yǎng)
附錄一物理、化學及生化分析指標的保存技術(shù)(據(jù)HJ 4932009《水質(zhì)采樣樣品
的保存和管理技術(shù)規(guī)定》)
附錄二生物、微生物指標的保存技術(shù)(據(jù)HJ 4932009《水質(zhì)采樣樣品的保存和
管理技術(shù)規(guī)定》)
附錄三放射學分析的保存技術(shù)(據(jù)HJ 4932009《水質(zhì)采樣樣品的保存和管理
技術(shù)規(guī)定》)
附錄四大氣降水樣品的保存(據(jù)GB/T 13580.21992《大氣降水樣品的采集與
保存》)
附錄五氧在蒸餾水中的飽和溶解度
附錄六總大腸菌群檢數(shù)表
附錄七環(huán)境生物類實驗用培養(yǎng)基的配制
附錄八革蘭氏染色法
參考文獻