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第一篇 厌氧消化技术 1

第一章 厌氧消化微生物学 1

第一节 概述 1

第二节 发酵细菌群 7

一 发酵细菌的种类 7

二 发酵细菌的功能 7

三 发酵细菌与生态环境 7

四 发酵细菌的生化反应 9

第三节 产氢产乙酸细菌群 10

一 产氢产乙酸细菌的发现及其意义 10

二 产氢产乙酸反应的调控 11

三 基质组成对产氢产乙酸过程的调控 13

第四节 同型产乙酸细菌 14

第五节 甲烷细菌群 15

一 甲烷细菌的分类和形态 16

二 甲烷细菌的生理特性 21

第六节 细菌种群之间的关系 33

第二章 有机污染物的厌氧生物转化 35

第一节 基本原理 35

一 有机污染物及其污染指标 35

二 有机污染物的可生化性 36

三 有机污染物的生物转化机制 37

四 好氧和厌氧生物转化 39

五 酶和酶促反应动力学 42

第二节 基本营养型有机物的厌氧生物降解 61

一 概述 61

二 碳水化合物的厌氧生物降解 67

四 蛋白质的厌氧生物降解 73

三 油脂的厌氧生物降解 73

五 尿素及尿酸的生物降解 75

第三节 非基本营养型有机物的厌氧生物降解 76

第四节 有机物生物转化后的环境效应 77

一 最终代谢产物的环境效应 78

二 中间代谢产物的影响 82

第三章 厌氧消化工艺的方法与系统 83

第一节 厌氧消化工艺发展概况 83

第二节 厌氧消化工艺方法的分类 87

一 以厌氧微生物存在状态为依据的分类法 87

二 以废水中悬浮固体浓度为依据的分类法 91

第三节 厌氧消化工艺系统 96

第一节 概述 98

第四章 厌氧消化控制条件及反应动力学 98

第二节 氧化还原电位 99

一 厌氧环境 99

二 氧化还原电位的计算和测定 101

三 氧化还原电位的控制 103

第三节 温度 103

一 温度对厌氧消化过程的影响 104

二 温度突变对厌氧消化的影响 109

三 消化温度的选择与控制 112

第四节 pH值及酸碱度 113

一 厌氧消化微生物适应的pH值范围 113

二 厌氧消化液的实际pH值及其控制 114

三 pH值的控制 117

四 酸度和碱度 119

第五节 厌氧活性污泥 120

一 厌氧微生物的存在形式 120

二 厌氧活性污泥的浓度 120

三 厌氧活性污泥的性状 122

第六节 废水成分 123

一 废水的可生化性 123

二 营养配比 124

三 水质水量的均匀性 126

四 抑制剂 127

五 促进剂 127

第七节 负荷率与发酵状态 129

一 负荷率 129

二 发酵状态 131

第八节 接触 132

一 搅拌接触 133

二 流动接触 133

三 气泡搅动接触 134

第九节 厌氧消化反应动力学 134

一 基质降解和微生物增长表达式 135

二 动力学基本方程 139

三 连续式完全混合反应器 141

四 间歇式完全混合反应器 144

五 带有泥水分离设备的完全混合反应器 145

六 上流式厌氧污泥床反应器 148

七 厌氧滤池 150

第五章 普通厌氧消化池 153

第一节 概述 153

一 工况分析 155

第二节 工作原理 155

二 污泥分层现象及污泥活性 157

第三节 种类与系统 164

一 种类 164

二 系统 171

第四节 池体构造和容量计算 172

一 池体构造 172

二 容量计算 173

第五节 加热系统及其计算 178

一 热量计算 178

二 加热方式 181

三 热源 184

一 搅拌方法 185

第六节 搅拌方法及设备计算 185

四 消化池的保温 185

二 设备计算 188

第七节 配管与附属设备 193

一 配管 193

二 附属设备 195

第八节 应用实例 196

第六章 厌氧接触工艺 201

第一节 基本原理与工艺流程 201

一 基本原理与工艺流程 201

二 厌氧接触工艺的特点 203

第二节 厌氧接触工艺设计 203

一 厌氧接触工艺设计 203

二 厌氧接触工艺存在的问题及其对策 204

第三节 厌氧接触工艺的研究与应用 205

第一节 概述 209

第七章 上流式厌氧污泥床反应器 209

第二节 反应区工况 210

一 UASB反应器功能构造 210

二 反应区污泥固体分布规律 211

三 颗粒污泥的形成及污泥的高浓度和高活性 216

第三节 布水区工况 225

第四节 分离出流区工况 227

第五节 设计计算 232

一 反应区设计计算 232

二 布水区设计计算 236

三 分离出流区设计计算 236

第六节 应用实例 240

一 厌氧生物膜的形成及其作用 244

第八章 厌氧生物滤池和生物转盘 244

第一节 厌氧生物膜法概述 244

二 厌氧生物膜法的特点 246

三 厌氧生物膜法的种类 246

第二节 厌氧生物滤池 247

一 工作原理与构造 247

二 厌氧生物滤池中的微生物 249

三 厌氧生物滤池的特点 251

四 厌氧生物滤池的主要影响因素 251

五 厌氧生物滤池的工艺设计 255

六 厌氧生物滤池的研究与应用 257

第三节 厌氧生物转盘 259

一 工作原理与构造 260

二 影响厌氧生物转盘的因素 261

三 厌氧生物转盘的研究及应用前景 264

第九章 厌氧附着膜膨胀床和厌氧流化床 266

第一节 基本原理 266

一 固体流态化的基本原理 266

二 AAFEB的工作原理及特性 269

三 生物颗粒的生物特性 270

四 影响因素 271

第二节 研究与应用情况 276

一 AAFEB的研究与应用情况 276

二 AFB的研究与应用情况 278

第十章 两相厌氧消化系统 281

第一节 基本原理 281

一 两相厌氧消化原理 281

二 相分离 282

三 两相厌氧消化工艺的特点 284

第二节 研究与应用情况 284

第十一章 沼气的应用 287

第一节 沼气的组成与性质 287

一 沼气的组成 287

二 沼气的性质 289

第二节 沼气的产生量 290

第三节 沼气系统 291

第四节 沼气的综合利用 295

第十二章 厌氧消化系统的运行与控制 297

第一节 起动 297

一 厌氧活性污泥的来源 297

二 培养 299

三 驯化 300

第二节 运行 301

第三节 监测 302

一 项目设置 302

二 试样的采集和保存 308

第十三章 化学物质对厌氧消化的影响 309

第一节 概述 309

一 综合生物活性 309

二 化学物质对综合生物活性的影响 309

三 抑制类别 311

第二节 有机抑制剂 313

第三节 无机抑制剂 318

第十四章 硝化--反硝化生物脱氮系统 322

第一节 概述 322

第二篇 生物脱氮和厌氧水解酸化 322

第二节 硝化 323

一 微生物学与生物化学 323

二 硝化过程动力学 325

三 影响硝化过程的主要因素 328

四 活性污泥法生物硝化系统 331

五 生物膜法生物硝化系统 342

第三节 反硝化 350

一 概述 351

二 微生物学与生物化学 351

三 反硝化过程动力学 354

四 重要的环境因素 356

五 生物反硝化系统 359

二 三相生物脱氮系统 367

一 概述 367

第四节 硝化--反硝化生物脱氮系统 367

三 两相生物脱氮系统 369

四 单相活性污泥法生物脱氮系统 370

第十五章 水解(酸化)--好氧生物处理系统 379

第一节 概述 379

第二节 水解过程及其特点 380

一 水解(酸化)的概念 380

二 水解(酸化)与厌氧消化的区别 381

三 影响水解(酸化)过程的主要因素 383

四 水解(酸化)过程判断指标 386

五 维持水解(酸化)的条件 388

六 某些难降解物质的水解 390

一 水解池内物料平衡关系 393

第三节 水解(酸化)过程动力学 393

二 水解过程动力学 394

三 动力学模式的应用 396

第四节 水解(酸化)反应器设计 399

一 水解(酸化)反应器形式和性质 399

二 水解池池容 400

三 剩余污泥量 401

四 水解池构造及附属部分设计 402

第五节 后续好氧生物处理 403

第六节 水解(酸化)--好氧生物处理工艺应用 403

一 城市污水处理 403

二 纺织印染废水处理 404

三 造纸废水中段水处理 405

参考文献 406