厌氧生物技术原理与应用PDF电子书下载

1.1环境生物技术 1

1.1.1环境生物技术及其基本特征 1

1 总论 1

1.1.2环境生物技术的主要研究内容 2

1.1.3环境生物技术的主要发展进程 2

1.2厌氧生物处理技术及其优越性 4

1.2.1选择废水（物）厌氧处理技术的依据 4

1.2.2废水（物）处理厌氧生物技术 5

1.2.3厌氧生物处理的技术优越性和缺点 9

2 厌氧处理生物技术的一般原理 14

2.1厌氧可处理性原则与要点 14

2.1.1厌氧可处理性原则 14

2.1.2厌氧可处理性参数 15

2.1.3厌氧可处理性研究注意要点 15

2.2.1微生物降解转化有机物的巨大潜力 16

2.2有机物厌氧生物降解 16

2.2.2有机物厌氧生物降解的基本过程 18

2.2.3水解处理 22

2.2.4缺氧处理 22

2.3厌氧微生物降解动力学 23

2.3.1分析厌氧微生物降解动力学的必要性 23

2.3.2厌氧生物转化速率与细胞产率 23

2.4厌氧处理微生物生态学 25

2.4.1非产甲烷细菌和产甲烷细菌之间的相互关系 25

2.4.2产甲烷细菌的生态学特性 26

2.4.3厌氧处理过程中微生物的群落生态演替 26

2.4.4产酸发酵细菌的生态学特性 27

2.5废水厌氧处理中的关键因素探讨 28

2.5.1温度 28

2.5.2酸碱度（pH值） 30

2.5.4基质的营养比例 31

2.5.5基质微生物比（COD/VSS） 31

2.5.6毒性物质 31

2.5.3氧化还原电位 31

3 传统厌氧处理生物技术 33

3.1厌氧消化生物技术 33

3.1.1厌氧消化过程中的微生物 33

3.1.2厌氧消化过程的生化反应动力学 35

3.1.3影响微生物厌氧消化的主要因素 36

3.1.4厌氧消化反应器设计 39

3.1.5厌氧消化工艺的运行与管理 43

3.1.6两级厌氧消化 44

3.1.7两相厌氧消化 45

3.1.8厌氧接触工艺 45

3.2.1厌氧滤池的原理和特点 46

3.2厌氧滤池（AF）生物技术 46

3.2.2厌氧滤池中的微生物相 47

3.2.3厌氧生物滤池的设计 48

3.3厌氧膨胀床和厌氧流化床工艺 49

3.3.1厌氧膨胀床（AAFEB）工艺 50

3.3.2厌氧流化床反应器（AFB） 52

4 升流式厌氧污泥床（UASB）生物处理技术 57

4.1UASB的工作原理和特点 57

4.1.1升流式厌氧污泥床反应器的主体结构 57

4.1.2升流式厌氧污泥床反应器的原理与特点 57

4.2升流式厌氧污泥床反应器的设计 59

4.2.1有效容积 59

4.2.2进水配水系统 60

4.2.3三相分离器 61

4.2.5浮渣清除系统 64

4.2.6排泥系统 64

4.2.4出水系统 64

4.2.7防腐措施 65

4.2.8沼气的收集、贮存 65

4.2.9水封高度 66

4.2.10反应器加热和保温所需热量计算 66

4.3UASB启动和运行中的关键生物技术 68

4.3.1启动 68

4.3.2颗粒污泥的培养及其结构 70

4.3.3颗粒污泥培养过程的注意事项 71

5 两相厌氧废水处理生物技术 73

5.1两相厌氧工艺系统的相分离 73

5.1.1相分离的方法 73

5.1.2相分离的微生物学基础 75

5.1.3两相厌氧工艺中微生物生长动力学 78

5.2.1有机废水产酸发酵原理 81

5.2产酸相发酵类型的形成及其特征性产物组成 81

5.2.2不同发酵类型的特征性产物组成 85

5.2.3影响三种发酵类型形成的生态因子及其调控 88

5.2.4厌氧发酵类型的稳定性分析 92

5.3产甲烷相物质转化规律的研究 93

5.3.1甲烷的形成途径 94

5.3.2连续流条件下产甲烷细菌对产酸相发酵产物的转化规律 94

5.3.3产酸相不同发酵类型对产甲烷相运行稳定性的影响 98

5.3.4产甲烷相反应器不同高度菌群的底物转化规律 99

5.4两相厌氧工艺处理高浓度废水的工程应用 114

5.4.1两相厌氧工艺处理啤酒废水 114

5.4.2两相厌氧工艺处理含高悬浮物的有机废水 115

5.4.3两相厌氧工艺处理中药废水 115

5.4.4两相厌氧工艺处理固体有机废弃物 116

5.4.5两相厌氧工艺处理医药废水 116

5.5.1一体化两相厌氧工艺特点 117

5.4.6温度两相厌氧工艺 117

5.5一体化两相厌氧工艺 117

5.5.2甲醇废水在一体化两相厌氧反应器中的降解途径 122

5.5.3一体化两相厌氧系统的影响因素分析 127

5.5.4一体化两相厌氧系统中微生物的特征 128

6 硫酸盐废水厌氧处理生物技术 131

6.1硫酸盐废水生物处理技术研究现状 131

6.1.1传统单相厌氧工艺的弊端 131

6.1.2硫酸盐废水处理新工艺 132

6.2硫酸盐废水厌氧处理中限制因子的生态调控对策 135

6.2.1硫酸盐负荷率 135

6.2.2pH值 136

6.2.3碱度 137

6.2.4氧化还原电位（ORP） 140

6.2.5SRB代谢产物的反馈抑制与调节 142

6.3.1产酸菌的发酵类型 144

6.3硫酸盐废水厌氧处理中AB和SRB的生物学特征 144

6.3.2SRB对底物的利用规律 145

6.4提高硫酸盐废水生物处理效能的要点 146

7 第三代废水厌氧处理生物技术 147

7.1厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器 148

7.1.1反应器及其工作原理 148

7.1.2EGSB中颗粒污泥的特性 148

7.1.3EGSB工艺的主要特点 149

7.1.4EGSB反应器的工程应用 149

7.2内循环（IC）厌氧反应器 150

7.2.1IC厌氧反应器的工艺思想 150

7.2.2IC厌氧工艺的特点和优点 151

7.2.3IC厌氧工艺的工作原理 151

7.2.4IC厌氧工艺的特性分析 152

7.2.5IC厌氧工艺的应用情况 153

7.3.1厌氧折流板反应器（ABR）的工艺思想 154

7.3厌氧折流板反应器（ABR）工艺 154

7.3.2厌氧折流板反应器（ABR）的生物相分离特性 156

7.3.3厌氧折流板反应器（ABR）的颗粒污泥特性 157

7.3.4厌氧折流板反应器（ABR）的应用 161

7.3.5厌氧折流板反应器（ABR）的研究趋势 162

8 废水中营养物质去除的厌氧生物技术 164

8.1传统脱氮除磷生物技术 164

8.1.1生物脱氮技术 164

8.1.2生物除磷技术 167

8.2厌氧氨氧化生物技术 168

8.2.1ANAMMOX工艺的原理 168

8.2.2ANAMMOX工艺的研究进展 169

8.2.3ANAMMOX工艺的应用 169

8.3短程硝化－反硝化生物技术 170

8.4.1自养反硝化菌的厌氧反硝化途径 172

8.4全程自氧脱氮生物技术 172

8.4.2OLAND工艺 173

8.5同步脱氮除磷生物技术 173

8.5.1反硝化除磷工艺 174

8.5.2影响反硝化除磷和有机物降解的限制因子 174

9 固体废物处理（置）的厌氧生物技术 176

9.1固体废物 176

9.1.1固体废物的相关概念 176

9.1.2固体废物的来源及分类 177

9.1.3固体废物的危害与控制 177

9.1.4固体废物处理与处置 180

9.2垃圾填埋厌氧生物技术 181

9.2.1垃圾厌氧微生物降解的基本原理 182

9.2.2微生物的活性 182

9.2.3影响填埋场中垃圾生物降解的因素 183

9.2.4填埋场垃圾中的微生物生态及演替规律 189

9.2.5填埋实例 197

9.3.1渗滤液的特点及危害 206

9.3垃圾渗滤液处理厌氧生物技术 206

9.3.2渗滤液的厌氧生物处理工艺 208

10 有机废液发酵法生物制氢技术 212

10.1生物制氢技术研究现状与应用前景 212

10.1.1生物制氢技术的研究现状 212

10.1.2生物制氢技术的应用前景 218

10.2细菌产氢发酵机理 219

10.2.1细菌产氢发酵的生物物理化学机理 219

10.2.2细菌产氢发酵的生物化学机理 224

10.2.3细菌产氢发酵的生态学机理 233

10.2.4细菌产氢发酵的动力学分析 239

10.3生物制氢反应器及其最佳控制条件 247

10.3.1生物制氢反应器分析 247

10.3.2生物制氢反应器的最佳控制条件 256

10.4.1选育高效产氢发酵细菌 265

10.4高效产氢发酵细菌的选育与生物强化技术 265

10.4.2高效产氢细菌B49的生长及产氢特性 266

10.4.3Fe2+和Mg2+对高效产氢细菌B49产氢的促进作用 269

10.4.4生物制氢反应器的生物强化 272

11 废弃物资源化厌氧生物技术 276

11.1工业废物的农用资源化 276

11.1.1工业废物农用资源化的可行性 276

11.1.2工业废物农用资源化的途径 276

11.1.3工业废物厌氧堆肥化 277

11.1.4工业废物制造有机复合肥 279

11.2工业废物生产单细胞蛋白 281

11.2.1生产单细胞蛋白的废物原料 281

11.2.2生产单细胞蛋白的微生物 283

11.2.3工业废物生产单细胞蛋白的方法 284

11.3.1乳酸菌与乳酸发酵 285

11.3有机废弃物资源化制取乳酸 285

11.3.2有机废弃物发酵生产乳酸的研究现状 288

11.3.3有机废弃物资源化制取乳酸的关键技术条件 289

11.3.4乳酸发酵生产的新技术 290

附录1 厌氧细菌分离鉴定方法 294

1.1产酸发酵细菌 294

1.1.1细菌计数 294

1.1.2产酸发酵细菌的分离鉴定 294

1.2产甲烷菌 297

1.2.1分离产甲烷细菌应具备的条件 297

1.2.2分离产甲烷细菌的基本要点 298

1.2.3产甲烷菌培养基 298

1.2.4产甲烷菌计数 298

1.2.5产甲烷菌鉴定方法 298

1.3硫酸盐还原菌 300

1.3.2硫酸盐还原菌分离 301

1.3.1硫酸盐还原菌计数 301

附录2 厌氧实验室分析方法 303

2.1沼气测定 303

2.1.1液体置换系统 303

2.1.2沼气测定方法及换算 304

2.2碱度测定 306

2.2.1碱度与碳酸氢盐碱度 306

2.2.2碱度的澳甲酚绿－甲基红指示剂滴定法分析 306

2.2.3碱度的电位滴定法分析 307

2.2.4碱度的分步滴定法分析 308

2.2.5碳酸氢盐碱度和VFA分析的联合滴定法 309

2.3氧化还原电位的测定 310

2.3.1基本概念与测定原理 310

2.4.2pH值的比色测定法 311

2.4.1测定意义 311

2.3.2Eh的电位计测定方法 311

2.4pH值的测定 311

2.4.3pH值的电位计测定法 312

2.5挥发性脂肪酸的测定 313

2.5.1C2～C5挥发性脂肪酸的气相色谱测定法 313

2.5.2挥发性脂肪酸总量的比色测定法 315

2.6硫酸盐和硫化物的测定 317

2.6.1硫酸盐的络合滴定法测定 317

2.6.2硫酸盐的质量法测定 318

2.6.3硫化物的甲基蓝比色法测定 318

2.7厌氧生物可降解性测定 320

2.7.1目的与原理 320

2.7.2测定的条件 320

2.7.4测定步骤 321

2.7.5结果计算 321

2.7.3测定所用装置 321

2.8产甲烷毒性的测定 322

2.8.1目的和原理 322

2.8.2测定的装置 322

2.8.3测定的方法与结果的分析 322

2.9厌氧消化污泥产甲烷活性测定 323

2.9.1产甲烷细菌的氢化酶活性分析法 323

2.9.2最大比产CH4速率测定 325

2.10反应器内污泥量的测定 329

2.10.1意义和原理 329

2.10.2目的 329

2.10.3仪器与设备 329

2.10.4取样 329

2.10.5测定步骤 329

2.10.6计算 330

参考文献 331