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第1篇 污水生物处理和微生物固定化技术及其发展 1

1 污水生物处理及其发展 1

1.1 污水生物处理及工艺 1

1.1.1 废水生物处理的基本原理 2

1.1.2 废水生物处理的功能 14

1.1.3 废水生物处理的典型工艺 15

1.2 废水生物处理技术的发展 17

2.1.1 固定化微生物技术及其分类 21

2.1 固定化微生物技术的分类及主要特征 21

2 固定化微生物废水处理技术及其发展 21

2.1.2 固定化微生物技术的主要特征 23

2.2 固定化微生物反应器 25

2.3 废水处理微生物固定化技术的发展趋势 26

3 微生物固定化机理 28

3.1 微生物固定化的基本过程 28

3.1.1 微生物向载体表面的输送 28

3.1.2 可逆与不可逆附着过程 29

3.2.1 微生物结合固定化的可逆附着动力学描述 30

3.1.3 固定化微生物的生长 30

3.2 微生物固定化动力学 30

3.2.2 微生物结合固定化的不可逆附着动力学描述 33

3.3 影响微生物固定化的重要因素 35

3.3.1 微生物的性质 35

3.3.2 载体性质 37

3.3.3 环境特征 38

第2篇 固定化生物膜废水处理技术 41

4 生物膜及其载体 41

4.1 生物膜 41

4.1.1 生物膜及其生长 41

4.1.2 生物膜的微生物相 44

4.2 生物膜的除污机理 48

4.2.1 生物膜微生物的能量代谢 48

4.2.2 生物膜的除污机理 49

4.3 生物膜载体 50

4.3.1 生物膜载体的类型 51

4.3.2 选择生物膜载体的基本原则 52

5 生物膜性能评价 56

5.1 生物膜的活性 56

5.1.1 耗氧速率测定法 57

5.1.2 脱氢酶活性测定法 61

5.1.3 ATP测定法 63

5.2 生物膜的重量 64

5.2.1 生物膜的剥落 65

5.2.2 生物膜重量的测定 65

5.3 生物膜的厚度 66

5.3.1 直接显微测定法 67

5.3.2 微米计阻力测定法 67

5.4 生物膜的结构 68

5.4.1 生物膜的一般结构 68

5.4.2 生物膜的结构 69

6 生物膜污水处理工艺 71

6.1 生物滤池 71

6.1.1 普通生物滤池 72

6.1.2 高负荷生物滤池 77

6.1.3 塔式生物滤池 81

6.1.4 曝气生物滤池 84

6.1.5 厌氧生物滤池 89

6.2 生物转盘 94

6.2.1 概述 94

6.2.2 生物转盘的组成与构造特点 97

6.2.3 生物转盘处理系统的工艺流程与组合 99

6.2.5 厌氧生物转盘 101

6.2.4 生物转盘的生物相与生物量 101

6.3 生物接触氧化工艺 102

6.3.1 概述 102

6.3.2 生物接触氧化池的构造及形式 103

6.3.3 生物接触氧化法的工艺流程 110

6.3.4 生物接触氧化法的主要特点 111

6.4 生物流化床 112

6.4.1 两相流化床 113

6.4.2 三相生物流化床 116

6.4.3 机械搅拌流化床 117

6.5 微孔膜生物反应器 118

6.4.4 厌氧流化床 118

7 固定化生物膜污水处理工艺的运行控制及工艺设计 120

7.1 运行控制 120

7.1.1 微生物营养及营养比的控制 121

7.1.2 负荷 124

7.1.3 pH值及温度的控制 128

7.1.4 有毒有害物质的控制 132

7.2 工艺设计 135

7.2.1 反应器形式及工艺流程的选择 136

7.2.2 反应器容积的计算 148

7.2.3 辅助装置的设计 160

第3篇 固定化细胞废水处理技术 163

8 细胞固定化方法 163

8.1 细胞固定化技术 163

8.1.1 表面吸附固定技术 163

8.1.3 自身固定技术 165

8.1.4 多聚体包埋技术 165

8.1.2 键联固定技术 165

8.1.5 细胞间自交联固定技术 169

8.1.6 孔网状载体截陷固定技术 170

8.2 固定化细胞和固定酶的比较 171

8.3 各种固定化技术的比较 174

9 固定化细胞的性能评价 177

9.1 固定化颗粒的物理性质 177

9.1.1 固定化颗粒的密度 177

9.1.2 固定化颗粒的形状和大小 178

9.1.3 固定化颗粒的强度 179

9.2 固定化细胞的最适温度、最适pH值 180

9.3 固定化细胞的生物量 181

9.3.1 测定固定化细胞蛋白质含量 181

9.3.2 应用实例 184

9.4 固定化细胞活性 185

9.4.1 ATP法 185

9.4.2 INT法 187

9.4.3 TTC法 187

9.4.4 DNA法 187

9.4.5 耗氧率的测定 188

10.1 微生物悬浮生长动力学 189

10 固定化细胞动力学 189

10.1.1 间歇培养 190

10.1.2 补料分批培养 192

10.1.3 连续培养 193

10.2 固定化细胞动力学 195

10.2.1 效率因子 195

10.2.2 固定化细胞稳态动力学 197

11.1 纯种固定化细胞反应器 201

11.典型的固定化细胞污水处理工艺 201

11.1.1 纯种固定化细胞反应器的优点 202

11.1.2 纯种固定化细胞反应器的形式 202

11.1.3 纯种固定化细胞反应器的选择原则 204

11.1.4 纯种固定化细胞反应器的设计和操作 206

11.2 混合种群固定化微生物污水处理工艺 207

11.2.1 升流式厌氧污泥床反应器 208

11.2.2 厌氧折流板反应器(ABR) 231

11.2.3 好氧颗粒活性污泥工艺 249

12 固定化细胞在污水处理中的应用 252

12.1 难降解有机废水的处理 253

12.1.1 含酚废水的处理 254

12.1.2 含芳香族类化合物废水的处理 256

12.1.3 其他难降解废水的处理 258

12.1.4 固定化藻类处理废水 259

12.1.5 固定化技术用于难降解有机物处理的优点与研究要点 261

12.2 高浓度有机废水的处理 262

12.3 含重金属废水的处理 265

12.4.1 固定化细胞脱氮技术 266

12.4 污水脱氮除磷 266

12.4.2 固定化细胞除磷技术 268

12.4.3 固定化细胞脱氮除磷技术 268

12.5 印染废水处理 268

12.6 在其他废水处理中的应用 271

12.6.1 固定化细胞制氢技术 271

12.6.2 固定化细胞除微污染 272

12.7 发展趋势 273

主要参考文献 275