水处理工程师手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:唐受印

出品人:

页数:766

译者:

出版时间:2000-4

价格:98.00元

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787502527754

丛书系列:

图书标签:

• 水处理
• 工程师
• 手册
• 给排水
• 环境工程
• 化学工程
• 工业废水
• 市政给水
• 污水处理
• 水质检测
• 环境保护

《现代工业过程控制技术：原理与实践》 图书简介 本书全面深入地探讨了现代工业过程中控制系统的设计、实现、优化与维护，旨在为工程技术人员、自动化专业学生以及对工业自动化感兴趣的读者提供一套系统而实用的知识体系。本书内容覆盖了从基础的控制理论到前沿的智能控制策略，并结合大量的工业案例，阐述了如何将理论知识转化为高效、可靠的实际控制系统。 第一部分：控制系统基础与经典理论 本书首先构建了扎实的控制系统基础框架。第一章从工业自动化系统的宏观视角出发，界定了过程控制的内涵、重要性及其在现代制造业中的地位。重点分析了典型工业过程（如连续过程、间歇过程）的特性，为后续的建模和控制打下基础。 第二部分详细阐述了过程动态特性的数学描述。包括一阶、二阶模型的建立与辨识，特别是针对复杂工业对象的传递函数和状态空间模型的推导方法。我们强调了系统参数辨识在实际应用中的重要性，介绍了离线和在线辨识技术，包括最小二乘法及其在噪声环境下的改进算法。 第三部分聚焦于经典反馈控制理论。对比例-积分-微分（PID）控制器进行了深入剖析，不仅涵盖了经典的三项控制作用的数学原理，更着重于PID参数的整定方法。书中系统地介绍了Ziegler-Nichols法、Cohen-Coon法等经验整定法，并详细对比了基于根轨迹和频率响应分析（如波德图、奈奎斯特图）的精确整定技术。为应对工业中常见的滞后和不确定性，我们还引入了先进的PID设计理念，如增量式PID、串级控制结构，以及如何处理执行器饱和和过程死区等非线性问题。 第二部分：先进控制策略与前沿技术 在掌握经典控制的基础上，本书进阶探讨了多种先进控制技术，这些技术是提升复杂系统性能、应对高维度耦合问题的关键。 第四章深入讲解了基于模型的先进控制。重点剖析了模型预测控制（MPC）。我们从原理出发，详细介绍了MPC的核心——滚动时域优化、约束处理和模型预测机制。通过对具体应用案例的分析（例如多变量换热网络控制），读者可以清晰理解MPC如何有效地处理过程间的相互耦合和输入/输出约束，实现系统性能的最优化。 第五章探讨了鲁棒控制和最优控制。针对模型不确定性对控制性能的影响，本书介绍了H-无穷（$H_{infty}$）控制的设计思想，旨在保证系统在模型误差范围内的稳定性与性能。同时，介绍了LQR（线性二次型调节器）的设计流程，阐述了如何通过权重矩阵的选择，在调节性能和控制能量消耗之间取得平衡。 第六章是关于智能控制与自适应控制的专题。我们涵盖了神经网络在过程建模和前馈补偿中的应用，特别是RBF网络和BP网络的结构与训练方法。在自适应控制方面，本书详细介绍了模型参考自适应控制（MRAC）和自整定控制器（STR）的工作机制，重点分析了它们在过程参数随时间漂移或工艺条件变化时，维持性能的有效性。 第三部分：系统集成、安全与优化 本书的后半部分将理论与工程实践紧密结合，关注控制系统的实际部署、可靠性以及与上层系统的集成。 第七章系统地介绍了工业控制系统的架构。详细分析了集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）和监督控制与数据采集系统（SCADA）的结构、功能和通信协议（如OPC UA、Modbus）。重点讲解了如何根据过程的复杂度和实时性要求，合理选择和配置控制平台。 第八章聚焦于控制系统的安全与可靠性工程。讨论了过程安全联锁系统（SIS）的设计标准，如依据IEC 61511/ISA 84标准进行功能安全评估。内容包括安全仪表级（SIL）的确定、冗余系统的配置（如1oo2D、2oo3D）以及故障诊断与容错技术，确保控制系统在极端情况下的固有安全。 第九章探讨了过程优化与能源管理。介绍了如何将优化算法（如线性规划、非线性规划）集成到实时控制环境中，实现经济效益最大化或能耗最小化。例如，如何通过优化锅炉燃烧效率或精馏塔操作点，实现节能降耗。 第十章对现代控制系统中的数据分析和大数据应用进行了展望。讨论了工业物联网（IIoT）背景下，控制数据采集、存储和分析的新趋势，包括大数据挖掘在故障早期预警和预测性维护中的潜力。 本书特色： 理论与实践并重： 每章均配备了大量的工程实例和流程图，展示了控制算法在实际工业场景中的部署细节。 数学工具的工程化： 避免了过度晦涩的数学推导，侧重于介绍如何运用矩阵运算、拉普拉斯变换和Z变换等工具解决实际工程问题。 系统化知识结构： 结构严谨，从基础到前沿，逻辑清晰，非常适合作为工程人员的进阶培训教材或大学高年级专业的参考用书。 通过阅读本书，读者将不仅掌握先进控制理论，更能理解如何构建一个高效、安全、经济的现代化工业过程控制系统。

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从**成本核算与项目经济性评估**的角度来看，这本书提供了一套极为严谨且实用的方法论。它没有停留在理论最优解，而是深度聚焦于“钱”的问题，这对于任何一个肩负项目预算压力的工程师来说至关重要。书中有一整章专门用于剖析新建水厂的资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）的构成，并详细拆解了不同工艺路线在能耗、药剂消耗和人工投入上的相对差异。让我受益匪浅的是关于“生命周期成本分析”（LCCA）的章节，它教会我如何将设备的折旧年限、维护周期、以及预期的技术淘汰速度纳入到一个长期的财务模型中去比较两种截然不同的处理方案——比如，是选择初期投资高但运行成本低的膜技术，还是选择初期投入低但后续维护频繁的传统工艺。书中还提供了一系列经过实际工程验证的经验公式和系数，用于快速估算不同规模项目的基础造价。这让我在进行初步项目可行性研究时，能够迅速给出一个有理有据的财务预测，而不是仅仅停留在技术指标的讨论上。它确保了技术上的“可行性”最终能转化为商业上的“可接受性”。

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这本被誉为行业内“圣经”的工具书，内容之详尽，简直让人叹为观止。我尤其欣赏它在**高级膜分离技术**应用案例分析上的深度挖掘。书中不仅仅停留在理论公式的堆砌，而是真正深入到实际项目——比如超高压海水淡化厂和复杂工业废水回用系统——的工艺设计、运行优化以及故障排除的每一个细节。我记得有一次，我们团队在面对一个高难度反渗透（RO）系统结垢问题时束手无策，翻开这本书的特定章节后，里面详细列举了不同水质条件下化学清洗的优化程序、药剂选择的敏感性分析，甚至给出了不同清洗频率对膜寿命的量化影响模型。这种将理论与工程实践紧密结合的叙述方式，远超出了我阅读过的大多数标准教科书。它更像是一位经验丰富的老工程师，手把手地指导你如何从零开始搭建一个高效、稳定的水处理系统，并且预见那些你尚未遇到的“坑”。对于希望从初级技术员晋升到能够独立负责大型项目的工程师来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种解决复杂工程难题的思维框架和实战能力。它对新兴的臭氧氧化、高级氧化技术（AOPs）在微污染物去除上的最新进展描述得尤为透彻，提供了大量数据支持和经济性评估，确保我们使用的技术方案既环保又具备商业可行性。

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我是一个偏爱历史脉络和宏观视野的读者，这本书在**水处理技术发展史与法规演变**这块的梳理，给我带来了极大的满足感。它并没有简单地罗列时间点，而是构建了一幅清晰的图景：从早期的混凝沉淀技术如何一步步演进以应对工业革命带来的污染挑战，到上世纪中叶，随着公共卫生意识的觉醒，饮用水消毒标准是如何被逐步提高并全球化的。书中对不同国家和地区在水质标准制定上的哲学差异也进行了精彩的对比分析，比如欧洲的“预防性”原则与北美“基于风险”的评估体系之间的权衡。更让我印象深刻的是，它如何将技术进步置于社会经济背景下去考察。例如，它分析了活性污泥法从实验室走向工业化应用时，所遇到的能源消耗和污泥处理难题，以及后续出现的厌氧/好氧交替运行模式如何体现了可持续发展的理念。这种追根溯源的写作风格，帮助我理解了我们今天所遵循的每一个操作规程背后，都承载着无数先驱者的探索和妥协。它让我们明白，当前的水处理技术并非终点，而是不断演进过程中的一个里程碑。这本书让我跳出了“操作员”的角色，成为了一个能理解行业“为什么是这样”的思考者。

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这本书的**数据可视化和图表质量**简直是教科书级别的典范，对于依赖直观理解的工程人员来说，这是无价之宝。我发现它在阐述复杂流体力学模型和反应动力学时，几乎从不使用冗长晦涩的文字描述，而是通过一系列精妙制作的二维和三维示意图来清晰地展示过程。比如，在讲解颗粒污泥的形成机制时，书中提供的显微照片与计算流体力学（CFD）模拟结果相结合，清晰地展示了微生物聚集体内部的物质传递限制是如何影响其代谢效率的。再比如，对于化学药剂投加的动态控制系统，书中的流程图（PFD）清晰地标示了所有关键的传感器位置、反馈回路以及报警阈值，使得理解PID控制的实际应用变得异常直观。我甚至将书中关于不同类型絮凝剂沉降曲线的对比图打印出来，贴在了我的工作站旁边，作为快速参考。这些图表不仅准确，而且美观，它们极大地缩短了从抽象概念到具体工程实现的认知距离。如果没有这些高质量的视觉辅助，许多关于复杂过程的章节恐怕需要花费数倍的时间去消化和重建模型。

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这本书的另一大亮点在于它对**非常规水处理领域**的全面覆盖，展现出一种面向未来的前瞻性视野。例如，对于**地下水污染修复**中涉及的土壤蒸汽提取（SVE）和化学氧化（ISCO）的耦合技术，书中不仅描述了化学反应机理，更重要的是，它细致地分析了现场实施的物流挑战、安全操作规程，以及如何利用地球物理方法（如探地雷达）来追踪氧化剂的前进波面。此外，在**非常规水资源利用**方面，它对灰水（Greywater）回收利用的等级划分、消毒要求，以及相关的法律壁垒进行了非常详细的梳理，这在水资源日益紧张的今天具有极强的现实指导意义。它甚至探讨了微生物燃料电池（MFCs）在废水处理中的潜力，虽然承认目前尚处于前沿研究阶段，但其潜力分析令人振奋。这种广度与深度的完美结合，使得这本书不仅仅是一本“手册”，更像是一个涵盖了水处理领域所有前沿和关键分支的知识地图。它激发了我去深入研究那些我原本认为与我日常工作无关的技术领域，极大地拓宽了我的专业视野。

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