废水处理与资源化新工艺PDF电子书下载

第1章　传统废水处理工艺概述 1

1.1　预处理与一级处理工艺 1

1.1.1 格栅 1

1.1.2 沉砂池 1

1.1.3　调节池 2

1.1.4 除油 3

1.1.5 沉淀池 4

1.1.6 离心分离 8

1.1.7 气浮 9

1.2　悬浮生长生物处理工艺－活性污泥法 12

1.2.1 完全混合式 13

1.2.2　传统推流式 14

1.2.3　高负荷曝气式 14

1.2.4　分段进水式 15

1.2.5　接触稳定式 15

1.2.6　高纯氧曝气式 16

1.2.7　传统延时曝气式 16

1.2.8　氧化沟工艺 17

1.2.9　序批式反应器（SBR）工艺 18

1.3.1 生物滤池 20

1.3 附着生长生物处理工艺－生物膜法 20

1.3.2 生物转盘 21

1.3.3 生物接触氧化 22

1.3.4 生物流化床 24

1.4 自然处理工艺 26

1.4.1 稳定塘 26

1.4.2　土地处理系统 27

1.4.3　湿地处理系统 28

1.5.1 混凝 29

1.5.2　过滤 29

1.5　深度处理工艺 29

1.5.3 吸附 30

1.6　消毒处理工艺 31

1.7　废水处理工艺流程的确定 32

1.7.1　原废水的水质 32

1.7.2 废水处理要求达到的程度 33

1.7.3　工程造价与运行费用 33

1.7.4 自然条件 34

1.7.5　废水水量及变化动态 34

1.7.6　运行管理与施工 34

参考文献 34

2.1　膜生物反应器（MBR） 36

2.1.1　膜生物反应器的发展与应用现状 36

第2章　废水好氧生物处理新工艺 36

2.1.2　膜生物反应器的种类 37

2.1.3　膜生物反应器的工艺类型 39

2.1.4　膜与膜组件 40

2.1.5　膜通量与膜污染 42

2.1.6　膜污染后的清洗与更换 45

2.1.7　膜生物反应器的能耗 46

2.1.8　膜生物反应器的应用 47

2.2 曝气生物滤池（BAF） 49

2.2.1 曝气生物滤池（BAF）的实质 49

2.2.2　曝气生物滤池（BAF）的构造与影响因素 51

2.2.3　曝气生物滤池（BAF）系统的组成与工艺流程 54

2.2.4　曝气生物滤池（BAF）的设计计算 54

2.2.5　曝气生物滤池（BAF）的反冲洗 56

2.2.6　曝气生物滤池（BAF）的应用实例 57

2.3　循环活性污泥工艺（CAST） 58

2.3.1　循环活性污泥工艺（CAST）的组成与原理 58

2.3.2　循环活性污泥工艺（CAST）的循环操作过程 59

2.3.3　循环活性污泥工艺（CAST）的设计计算 60

2.3.4　循环活性污泥工艺（CAST）的特征与应用 60

2.4.1　好氧颗粒污泥的形成过程 61

2.4.2 影响好氧颗粒污泥形成的因素 61

2.4　好氧颗粒化污泥反应器 61

2.4.3 好氧颗粒污泥技术的应用 63

参考文献 63

第3章　废水厌氧生物处理新工艺 68

3.1　厌氧生物处理技术的特征与应用现状 68

3.1.1　厌氧生物处理技术的特征 68

3.1.2　厌氧生物处理技术的应用现状 68

3.2　厌氧生物处理的生物化学原理与动力学 70

3.2.1 复杂有机物的厌氧降解过程 70

3.2.2　厌氧生物处理动力学 73

3.2.3 影响厌氧生物处理的主要因素 75

3.3.1　UASB的构造 83

3.3　升流式厌氧污泥床（UASB） 83

3.3.2　UASB中颗粒污泥的形成与特征 84

3.3.3　UASB的工艺设计 85

3.3.4　UASB的启动与运行 86

3.3.5　UASB的工程应用 87

3.4　厌氧内循环反应器（IC） 87

3.4.1 IC的构造 87

3.4.2　IC的工艺特征 87

3.4.3　IC的工程应用 88

3.5　膨胀颗粒污泥床（EGSB） 88

3.5.2　EGSB的构造与工艺流程 89

3.5.1　EGSB的工艺特征 89

3.5.3　EGSB的有关研究与工程应用 90

3.6　附着生长厌氧生物处理工艺 93

3.6.1　厌氧挡板反应器（ABR） 93

3.6.2　厌氧生物转盘（anRBC） 94

3.6.3　厌氧流化床（AFBR）与厌氧膨胀床（AEBR） 95

3.6.4 复合厌氧法（UASB+AF） 96

3.7　两相厌氧工艺 97

3.7.1 两相厌氧工艺的相分离技术 97

3.7.2 两相厌氧工艺的工艺流程 98

3.7.4 两相厌氧工艺的应用 99

3.7.3 两相厌氧工艺的设计 99

3.8　废水厌氧生物处理系统的工艺设计 100

3.8.1 有关工艺设计计算 100

3.8.2　厌氧生物处理工艺流程的选择 102

3.9　厌氧处理过程中有价物质的回收 103

3.9.1　厌氧发酵法生物制氢 103

3.9.2　厌氧发酵法产甲烷 106

3.9.3 生物燃料电池产生电能 106

参考文献 112

4.1.1　硝化与反硝化反应过程 118

4.1　生物法脱氮原理 118

第4章　废水脱氮除磷处理新工艺 118

4.1.2　硝化及反硝化反应动力学 119

4.1.3　常用硝化及反硝化反应的动力学常数 120

4.1.4　影响硝化及反硝化反应的主要因素 121

4.2　实用生物法脱氮工艺 125

4.2.1 硝化工艺的基本流程 125

4.2.2　硝化－反硝化工艺的基本流程 126

4.2.3　前置缺氧反硝化脱氮工艺 127

4.2.4　后置缺氧反硝化脱氮工艺 130

4.2.5 同步硝化－反硝化脱氮工艺－氧化沟 131

4.2.6 外加碳源的硝化－反硝化工艺 134

4.2.7　序批式反应器（SBR）工艺 135

4.3　新型生物脱氮工艺 135

4.3.1 短程亚硝化脱氮（SHARON？）工艺 136

4.3.2　厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺 137

4.3.3　SHARON-ANAMMOX联合工艺 139

4.3.4　其他新型生物脱氮工艺 140

4.3.5　新型生物脱氮工艺与传统硝化－反硝化工艺的比较 141

4.4　化学沉淀法去除与回收高浓度氨氮 142

4.4.1 基本原理 142

4.4.2　影响化学沉淀除氨氮的因素 143

4.4.3　磷酸铵镁的物理化学特性 145

4.4.4　磷酸铵镁的肥分特性 146

4.5　生物法除磷原理 147

4.5.1　聚磷微生物 148

4.5.2 强化生物除磷的一般原理 148

4.6　实用生物法除磷工艺 148

4.6.1　A/O工艺和A2/O工艺 148

4.6.2 UCT工艺和Johannesburg工艺 149

4.6.3　VIP工艺 150

4.6.4　五段Bardenpho工艺 151

4.6.5　PhoStripTM工艺 151

4.7.2　影响化学沉淀法除磷的主要因素 153

4.7.3 化学沉淀剂的选择 153

4.7　化学法除磷技术 153

4.7.1 化学沉淀法除磷原理 153

4.7.4　不同化学法除磷工艺的优缺点 154

4.7.5　化学法除磷实际运行效果 154

参考文献 155

第5章　废水人工湿地和新型稳定塘处理工艺 160

5.1　人工湿地处理系统 160

5.1.1　人工湿地的研究与应用进展 160

5.1.2 人工湿地处理系统的类型 161

5.1.3　人工湿地去除污染物的机理 162

5.1.4　人工湿地废水处理系统的特点 164

5.1.5 人工湿地处理系统的设计 164

5.1.6　人工湿地的运行 169

5.1.7 人工湿地的维护管理 169

5.1.8　深圳市沙田人工湿地工程实例 170

5.2　新型稳定塘及系统 173

5.2.1　水生植物塘 173

5.2.2 生态塘 173

5.2.3　双曝气功率水平、多级串联曝气塘系统 174

5.2.4　高级组合塘系统（AIPS） 175

5.2.5 附着生长废水稳定塘 177

5.2.6 山东省东营市废水稳定塘处理系统工程实例 179

参考文献 181

第6章　微生物强化废水生物处理技术 185

6.1　废水处理中常用环境生物制剂 185

6.1.1　环境生物制剂的主要类型 185

6.1.2　环境生物制剂的制备 185

6.1.3 生物制剂的添加与投加技术 186

6.1.4　生物制剂的特点 187

6.1.5 生物制剂的安全性评价 187

6.2.1 生物强化脱氮技术 188

6.2　生物强化技术在废水处理中的应用 188

6.2.2 生物强化除磷技术 192

6.2.3 生物增强技术去除废水中难降解有毒有害物质 199

6.3 固定化微生物在废水处理中的应用 207

6.3.1 固定化生物活性炭（IBAC）工程菌的筛选、驯化与固定 207

6.3.2 固定化生物活性炭工程菌的固定机制与协同净化作用 209

6.3.3 固定化生物活性炭工艺处理低浓度甲醇废水 211

6.3.4 固定化生物活性炭工艺对洗浴废水中有机污染物的去除 212

6.3.5 臭氧－固定化生物活性炭工艺深度处理石化废水 213

6.3.6 臭氧－固定化生物活性炭工艺去除煤气废水中酚的研究 214

6.4.1 生物絮凝剂的研究沿革 216

6.4　生物絮凝剂的研发与应用研究 216

6.4.2　生物絮凝剂的定义与分类 217

6.4.3 生物絮凝剂作用机制 217

6.4.4 生物絮凝剂的制备 218

6.4.5 生物絮凝剂处理废水的研究与应用现状 218

6.4.6 生物絮凝剂安全性评价 218

参考文献 219

第7章　废水的高级氧化处理工艺 224

7.1　高级湿式氧化 224

7.1.1 高级湿式氧化技术概述 224

7.1.2　超临界水氧化法 225

7.2　臭氧氧化 229

7.2.1 超声强化臭氧氧化技术 229

7.2.2　臭氧－活性炭协同降解有机物 229

7.2.3　O3/H2O2高级氧化技术 230

7.2.4 O3/UV高级氧化技术 230

7.2.5 臭氧氧化在水处理中的应用 231

7.2.6　臭氧氧化去除水中石油类污染物 232

7.3　二氧化氯氧化 234

7.3.1　二氧化氯的性质 234

7.3.2　二氧化氯与氯、臭氧消毒的比较 235

7.3.3 二氧化氯的消毒工艺 236

7.3.4 二氧化氯在饮用水处理中的应用 237

7.4　Fenton体系 238

7.4.1　Fenton体系的作用机理 239

7.4.2 电－Fenton技术的特性 241

7.5　光催化氧化 245

7.5.1　TiO2作为光催化材料的发展过程 245

7.5.2　TiO2光催化氧化作用 245

7.5.3　TiO2光催化剂现存的问题和改善方法 246

7.6　电催化氧化 248

7.6.1 电催化降解有机物机理 248

7.6.3 电催化氧化的应用及其局限性 250

7.6.2 电极 250

7.7　声电、紫外光助催化氧化 252

7.7.1 声电催化氧化 252

7.7.2　超声波催化氧化 254

7.7.3　超声波－紫外光联合氧化 255

7.7.4 紫外光－Fenton氧化体系 256

参考文献 257

第8章　处理后废水的回收与再利用技术 260

8.1　废水回用的意义与再利用方式 260

8.1.1 废水回用的意义 260

8.1.2　废水的再利用方式 261

8.2　废水回用水质控制指标与标准 263

8.2.1 回用水的水质指标 263

8.2.2 回用水的水质标准 263

8.3　废水回用的处理方法与工艺流程 269

8.3.1 回用水处理的基本方法及功能 269

8.3.2 回用水处理的工艺流程 269

8.4　废水回用的现状与途径 273

8.4.1　废水回用的现状 273

8.4.2　废水回用的途径 276

8.5　废水资源化实施策略 278

8.6.2　工程技术参数及指标 281

8.6　处理后废水回收与再利用工程示范 281

8.6.1 项目概况 281

8.6.3　项目研究开发方案及说明 282

8.6.4　工程调试运行结果及分析 285

参考文献 287

第9章　废水生物处理的污泥减量化技术 289

9.1　剩余污泥减量化的意义 289

9.2　污泥减量化的理论基础 290

9.2.1　解偶联代谢 290

9.2.2　维持代谢和内源呼吸 290

9.3　污泥减量化工艺 291

9.3.1 物理工艺 291

9.2.4　生物捕食 291

9.2.5　溶胞－隐性生长 291

9.2.3　生物强化 291

9.3.2　化学工艺 292

9.3.3　生物工艺 298

9.3.4　组合工艺 302

9.4　各种污泥减量化工艺评价 302

9.5　污泥减量化的重点发展方向 303

参考文献 304

10.1.1 污泥的产量估算 307

第10章　剩余污泥的消化与资源化技术 307

10.1　污泥处理的必要性 307

10.1.2　污泥的污染物及危害 308

10.1.3　污泥的特性指标 309

10.2　污泥的传统处理／处置工艺 312

10.2.1 污泥浓缩 313

10.2.2　污泥厌氧消化 314

10.2.3　污泥好氧消化 317

10.2.4　污泥干化与脱水 318

10.2.5　污泥干燥与焚烧 320

10.3　污泥与其他高浓度有机废弃物的高温－中温两相厌氧消化 321

10.3.1 高温－中温两相厌氧消化系统工艺流程 322

10.3.2　污泥与有机物消化的性能 323

10.3.3　工程应用情况 323

10.4　污泥的堆肥与农业利用 324

10.4.1 污泥农业利用的特性 324

10.4.2　污泥堆肥处理工艺 326

10.4.3 污泥农业利用的有益作用 328

10.4.4 污泥农业利用的有害作用及其控制 329

10.5　污泥中有价物质的再用 332

10.5.1 污泥气的收集与利用 333

10.5.2　将污泥转化为燃料 335

10.5.3　将污泥转化为燃气与甲醇 337

10.5.4　将污泥转化为建筑材料 338

10.5.5　将污泥转化为塑料 341

10.5.6　将污泥转化为吸附剂 341

10.5.7 其他应用 342

参考文献 342

第11章　废水处理中的臭味控制与臭气处理 345

11.1　臭气、臭味的来源及危害 345

11.1.1 臭气组分及污染物特点 345

11.1.2　臭味的来源 346

11.1.3 臭味的危害 347

11.2　废水中引致臭味的化合物检测及恶臭评价标准 348

11.2.1 废水中引致臭味的化合物及其检测 348

11.2.2　恶臭评价标准 349

11.2.3　我国恶臭污染物排放标准与废水处理厂臭气污染状况 351

11.3　废水处理设施中逸散的挥发性有机化合物（VOCs） 352

11.3.1 VOCs的逸散方式与地点 352

11.3.2 VOCs逸散的数学模型 354

11.3.3　活性污泥曝气池中VOCs的传质 355

11.4　臭气的收集与处理 356

11.4.1　湿式洗涤 356

11.4.2 吸附 357

11.4.3 臭氧接触氧化 358

11.4.4　燃烧 359

11.4.5　土壤／肥堆过滤 359

11.4.6　生物洗涤 359

11.4.7　利用废水处理厂内生物处理设施 360

11.5　臭味的防治对策 361

11.5.1 臭味的源头防治 361

11.5.2 臭味的化学药剂防治 361

11.5.3　臭味的改性与屏蔽 362

11.6.1　废水处理厂恶臭污染调查与分析 363

11.6　某废水处理厂的恶臭污染调查分析与臭气处理研究 363

11.6.2 复合生物滤池除臭的中试实验研究 364

参考文献 368

第12章　受污染水体的修复技术 370

12.1　水体类别及其特征 370

12.1.1 河流 370

12.1.2 水库／湖泊 372

12.1.3　地下水 372

12.1.4 海洋 374

12.2　水体污染类型 375

12.1.5 其他水体 375

12.2.1 物理性污染 376

12.2.2　化学性污染 378

12.2.3　生物性污染 383

12.3　受污染水体的物理修复 384

12.3.1　底泥疏浚 384

12.3.2　调水／置换 391

12.3.3 曝气／复氧 392

12.4　受污染水体的化学修复 395

12.4.1　地下水的渗透反应格栅（PRB）修复 395

12.3.4　其他物理修复技术 395

12.4.2 电动力学修复 399

12.4.3　稳定和固化修复 402

12.5　受污染水体的生物修复 404

12.5.1 生物修复分类及特点 404

12.5.2　微生物修复及影响因素 405

12.5.3　微生物修复的应用 406

12.5.4　植物修复 415

12.5.5　生态修复 420

12.5.6 生物修复的设计 422

参考文献 423

索引 433