本书以“装备基础—装备设计—装备制造—装备智慧化—装备经济分析”为主线,系统介绍水污染控制装备的原理、设计、制造、标准化与智能化、经济分析等理论知识及相关应用案例,构建涵盖水污染控制装备“设计—制造—标准化和智慧化—管理与应用”全生命周期的模块化知识体系。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 水污染控制装备概述 1
1.1.1 水污染控制装备的分类 1
1.1.2 水污染控制装备的发展 1
1.2 水污染控制装备工程学概述 4
1.2.1 水污染控制装备工程学的学科体系 4
1.2.2 水污染控制装备工程学的主要任务 4
1.3 水污染控制装备工程学的主要内容 5
1.3.1 装备设计 5
1.3.2 装备制造 5
1.3.3 装备标准 5
1.3.4 装备管理 5
1.4 水污染控制装备工程学发展趋势 5
1.4.1 政策与法规 5
1.4.2 热点趋势 6
思考题 6
参考文献 7
第2章 装备设计基础 8
2.1 装备设计原理 8
2.1.1 设计原则 8
2.1.2 设计方法 9
2.1.3 设计流程 9
2.2 装备强度设计 10
2.2.1 强度设计基础 10
2.2.2 材料力学特性 11
2.2.3 静态载荷和动态载荷分析 11
2.2.4 结构设计优化 12
2.2.5 焊接和连接技术 13
2.2.6 腐蚀与磨损防护 14
2.2.7 性能测试与验证 16
2.3 流体流动设计 16
2.3.1 流体力学基础 16
2.3.2 流体仿真与模型分析 22
2.3.3 水头损失 25
2.3.4 流体分布与混合 26
2.4 装备材质选型 28
2.4.1 材料性能与选择标准 28
2.4.2 金属材料 30
2.4.3 非金属材料 32
2.4.4 复合材料 33
2.4.5 耐腐蚀材料 33
2.4.6 材料测试与认证 33
思考题 34
参考文献 34
第3章 主体设备设计 35
3.1 分离设备 35
3.1.1 机械分离设备的设计与应用 35
3.1.2 膜分离设备设计与应用 70
3.2 反应设备 79
3.2.1 化学反应设备 79
3.2.2 生物反应设备 96
3.2.3 电化学反应设备 122
3.3 微反应器 129
3.3.1 微反应器特性与制造 129
3.3.2 新型微反应器 135
思考题 137
参考文献 137
第4章 辅助设备 138
4.1 泵和风机 138
4.1.1 泵的选型与应用基础 138
4.1.2 风机的选型与应用基础 148
4.2 管子、管件与阀门 160
4.2.1 管子的规格、选择及连接 160
4.2.2 管件 162
4.2.3 阀门 163
4.3 传动设备 169
4.3.1 传动的功用与分类 169
4.3.2 带传动和链传动 171
4.3.3 齿轮传动 173
4.3.4 蜗杆传动 175
4.3.5 传动装置实例——搅拌装置 176
4.4 污泥处理设备 179
4.4.1 污泥浓缩设备 179
4.4.2 污泥消化设备 182
4.4.3 污泥脱水设备 184
思考题 187
参考文献 187
第5章 控制系统 188
5.1 概述 188
5.1.1 自动控制系统组成及分类 188
5.1.2 被控对象的数学模型及建模方法 190
5.2 自动控制系统组件 193
5.2.1 自动控制仪表 193
5.2.2 显示仪表 196
5.2.3 检测仪表 203
5.2.4 执行器 212
5.3 装备智能化控制 213
5.3.1 智能化控制系统组成 213
5.3.2 装备运行智能化控制 213
5.3.3 装备建模与仿真 214
5.3.4 问题及前沿趋势 219
5.4 装备智能管控案例 220
5.4.1 污水处理厂智慧水务系统 220
5.4.2 曝气智能化控制 223
思考题 225
参考文献 225
第6章 装备制造 227
6.1 概述 227
6.1.1 水污染控制装备制造现状 227
6.1.2 装备制造发展趋势 229
6.2 水污染控制装备制造工艺发展 230
6.2.1 水污染控制装备机械制造工艺 230
6.2.2 污水处理装备模块化 236
6.3 水污染控制装备的智能制造 238
6.3.1 概述 239
6.3.2 水污染智能制造装备 240
6.3.3 水污染智能生产线与智能工厂 241
6.3.4 水污染装备云制造 247
思考题 254
参考文献 255
第7章 装备标准化 256
7.1 标准与标准化概述 256
7.1.1 标准的定义及分类 256
7.1.2 标准的表示方法 258
7.1.3 标准评价的内容与过程 258
7.1.4 标准化的定义及对象 259
7.1.5 标准化组织(机构)介绍 259
7.1.6 标准化的作用 260
7.1.7 标准化的基本原理 261
7.2 装备标准化方法 262
7.2.1 标准化的一般形式 262
7.2.2 模块化概述 262
7.2.3 模块化设计 264
7.3 装备标准化案例 277
7.3.1 项目背景 277
7.3.2 技术简介 277
7.3.3 标准化流程 277
思考题 278
参考文献 278
第8章 装备技术经济管理 279
8.1 装备技术经济管理概述 279
8.1.1 经济效益与装备技术经济效益 279
8.1.2 装备技术经济分析的研究对象与特点 281
8.1.3 技术经济指标分类 282
8.1.4 技术经济指标构成 285
8.1.5 可靠性指标 286
8.1.6 影响装备设计的技术经济因素 287
8.2 装备成本估计 289
8.2.1 装备费用的概述 289
8.2.2 装备费用的构成分析 289
8.2.3 装备费用估算的一般程序 291
8.2.4 装备费用的估算方法 293
8.2.5 装备费用估算管理机制 298
8.3 装备经济分析方法 299
8.3.1 装备经济分析法 299
8.3.2 投资回收期法 299
8.3.3 方案比较法 300
8.3.4 最优化法 302
8.3.5 费用-效益分析法 304
8.3.6 投资分析 306
8.4 装备能效评价 309
8.4.1 能效评价指标 310
8.4.2 能效评价方法 313
思考题 316
参考文献 316
第9章 装备综合管理 317
9.1 装备安装与调试 317
9.1.1 装备安装 317
9.1.2 装备调试 319
9.1.3 装备验收 320
9.2 装备维护与改造 320
9.2.1 装备维护 320
9.2.2 装备磨损 324
9.2.3 装备改造 328
9.2.4 装备的残值与折旧计算 329
9.2.5 装备的寿命 334
9.2.6 装备大修的概念及特点 337
9.2.7 装备维修技术经济分析 339
9.3 装备信息管理 348
9.3.1 装备信息管理系统 350
9.3.2 装备信息管理应用 353
思考题 357
参考文献 357
第10章 装备应用案例 358
10.1 UASB 厌氧塔案例 358
10.1.1 背景介绍 358
10.1.2 工艺比选 359
10.1.3 装备设计 359
10.1.4 运行效果 362
10.2 深床滤池案例 362
10.2.1 背景介绍 362
10.2.2 工艺比选 363
10.2.3 装备设计 364
10.2.4 运行效果 374
10.3 成套装备应用案例 375
10.3.1 背景介绍 375
10.3.2 工艺比选 375
10.3.3 装备设计 376
10.3.4 运行效果 381