第1章 活性污泥法概论 1
1.1 活性污泥法的基本概念 1
1.2 活性污泥法的发展沿革 2
1.3 活性污泥的形态与组成 3
1.3.1 活性污泥外观形态 3
1.3.2 活性污泥组成 3
1.3.3 活性污泥的性质与指标 3
1.3.3.1 表示及控制曝气池中混合液活性污泥微生物量的指标 3
1.3.3.2 表示活性污泥沉降与浓缩性能的指标 5
1.3.3.3 活性污泥沉降速度与沉降性能试验 7
1.3.3.4 评定活性污泥活性的指标 8
1.4 活性污泥法工艺概述 9
1.4.1 普通活性污泥法 9
1.4.2 阶段曝气活性污泥法 10
1.4.3 吸附再生活性污泥法 11
1.4.4 完全混合活性污泥法 12
1.4.5 延时曝气活性污泥法 13
1.4.6 高负荷活性污泥法 13
1.4.7 克劳斯（Kraus）活性污泥法 13
1.4.8 深水曝气活性污泥法 13
1.4.9 浅层曝气活性污泥法 15
1.4.10 纯氧曝气活性污泥法 15
1.4.11 投料活性污泥法 16
1.4.12 氧化沟活性污泥法 17
1.4.13 AB活性污泥法 22
1.4.14 序批式活性污泥法 23
1.4.14.1 概述 23
1.4.14.2 SBR工艺的运行操作 24
1.4.14.3 SBR工艺特点 24
1.4.15 序批式活性污泥法变型 26
1.4.15.1 ICEAS工艺 26
1.4.15.2 CASS工艺 27
1.4.15.3 UNITANK系统 28
1.4.15.4 LUCAS工艺 29
1.4.15.5 MSBR系统 29
1.4.15.6 DAT-IAT工艺 30
1.4.15.7 IDEA工艺 31
1.4.15.8 AICS工艺 31
1.4.16 OCO法 32
1.4.17 BIOLAK法 33
参考文献 34
第2章 化学反应动力学基础 36
2.1 反应速度 36
2.2 生化反应速度 37
2.3 反应级数 38
2.4 反应级数的确定方法 39
2.4.1 零级反应、一级反应和二级反应 39
2.4.1.1 零级反应 39
2.4.1.2 一级反应 39
2.4.1.3 二级反应 40
2.4.2 曲线拟合法确定反应级数 40
2.4.3 半衰期法确定反应级数 41
2.5 温度对反应速度常数的影响 42
参考文献 44
第3章 酶促反应动力学基础 45
3.1 酶反应动力学 45
3.1.1 酶反应中间复合物学说 45
3.1.2 酶促反应的动力学方程式 46
3.1.2.1 米-门（Michaelis-Menten）方程 46
3.1.2.2 Briggs-Haldane修正公式 46
3.1.2.3 米氏方程动力学参数的意义 48
3.1.2.4 作图法求米氏方程中的Km及vmax 49
3.2 酶的抑制动力学 51
3.2.1 酶的抑制作用 51
3.2.2 竞争性抑制动力学 52
3.2.3 非竞争性抑制动力学 53
3.2.4 反竞争性抑制动力学 54
3.3 影响酶反应速度的因素 55
3.3.1 pH的影响 56
3.3.2 温度的影响 56
参考文献 57
第4章 反应器理论基础 58
4.1 物料衡算 58
4.2 完全混合间歇反应器 60
4.3 完全混合连续反应器 61
4.4 多级串联完全混合连续反应器 62
4.5 推流反应器 63
4.5.1 推流反应器容积 63
4.5.2 推流反应器的纵向混合 65
4.6 反应器停留时间分布 67
4.6.1 停留时间分布函数及其性质 67
4.6.2 脉冲响应法测定停留时间分布函数 68
参考文献 70
第5章 活性污泥生物学 72
5.1 活性污泥中的细菌 72
5.1.1 菌胶团细菌 72
5.1.1.1 菌胶团细菌的种类 72
5.1.1.2 菌胶团形成机理 74
5.1.1.3 菌胶团细菌的作用 74
5.1.2 丝状细菌 75
5.2 活性污泥中的真菌 77
5.3 活性污泥中的原生动物 78
5.3.1 活性污泥中原生动物的种类 78
5.3.2 活性污泥中原生动物的作用 80
5.4 活性污泥中的后生动物 82
5.5 活性污泥中的微型藻类 83
5.6 非生物因子对活性污泥微生物及处理效果的影响 83
5.6.1 温度 84
5.6.2 pH 85
5.6.3 营养物质 85
5.6.3.1 碳 85
5.6.3.2 氮 85
5.6.3.3 磷 86
5.6.3.4 硫 86
5.6.3.5 矿物质 86
5.6.3.6 生长因子 86
5.6.3.7 水 87
5.6.4 氧化还原电位 87
5.6.5 溶解氧 87
5.6.6 水的活度与渗透压 87
5.6.7 有毒物质 88
5.7 活性污泥生物相 90
5.7.1 活性污泥絮凝体的形成 90
5.7.2 活性污泥系统的食物链与活性污泥形成过程中生物相的变化 91
5.7.3 活性污泥系统管理中的指标生物 94
5.7.3.1 活性污泥生物相观察及原生动物的指标意义 94
5.7.3.2 活性污泥中原生动物的形态、生理观察及数量分析 94
5.7.3.3 原生动物的指示作用 95
5.7.3.4 生物评价指数 96
参考文献 97
第6章 活性污泥净化有机污染物反应机理 99
6.1 废水水质有机污染的指标 99
6.1.1 概述 99
6.1.2 理论需氧量 99
6.1.3 化学需氧量 100
6.1.4 生物化学需氧量 100
6.1.4.1 定义和测定原理 100
6.1.4.2 反应动力学 101
6.1.5 总需氧量 103
6.1.6 理论有机碳 103
6.1.7 总有机碳 103
6.2 有机污染物的可生物降解性 104
6.2.1 有机物生物降解性鉴定的途径和影响因素 104
6.2.1.1 鉴定的途径 104
6.2.1.2 生物降解性鉴定的影响因素 104
6.2.2 有机物好氧生物降解性的鉴定方法 105
6.2.2.1 测定有机物去除效果的方法 106
6.2.2.2 测定有机物降解时消耗氧量的方法 108
6.2.2.3 测定降解产物的方法 110
6.2.2.4 根据微生物生理生化特征指标的方法 112
6.2.2.5 有机物的分子结构和物理化学参数与生物降解性的关系 115
6.2.3 共代谢作用与有机污染物的好氧生物降解性 121
6.3 活性污泥微生物增殖规律 122
6.4 活性污泥增长动力学 123
6.4.1 间歇培养 123
6.4.2 无回流充分混合模式的连续培养 124
6.4.3 有回流完全混合活性污泥系统中的连续培养 124
6.5 活性污泥净化过程与机理 125
参考文献 127
第7章 经典活性污泥法动力学模型 128
7.1 引言 128
7.2 基本术语与概念 128
7.2.1 污泥负荷 128
7.2.2 微生物的比增长速率 129
7.2.3 微生物的产率 129
7.2.4 底物利用速率 130
7.3 微生物的生长与Monod方程 131
7.3.1 微生物的生长特性 131
7.3.2 Monod方程 133
7.4 Eckenfelder模型 135
7.4.1 Eckenfelder模型 135
7.4.2 Eckenfelder模型的应用 137
7.4.2.1 无污泥回流的完全混合活性污泥系统 137
7.4.2.2 有污泥回流的完全混合活性污泥系统 138
7.4.2.3 有污泥回流的推流式活性污泥系统 139
7.4.3 图解法求解Eckenfelder模型中减速增长速度常数K2 139
7.4.4 Eckenfelder模型中有机物降解与生物量增长关系 139
7.4.5 Eckenfelder模型中有机物降解与需氧量关系 140
7.5 Grau模型 141
7.6 Lawrence-McCarty模型 142
7.6.1 生物固体停留时间（泥龄） 142
7.6.2 Lawrence McCarty模型的基本方程式 143
7.6.3 Lawrence-McCarty模型基本方程式的导出方程式 145
7.6.4 Lawrence-McCarty模型中的参数 146
7.6.5 Lawrence-McCarty模型在无污泥回流的完全混合系统中的应用 148
7.6.6 Lawrence-McCarty模型在推流系统中的应用 148
7.6.7 Lawrence-McCarty模型中活性污泥微生物增量的计算 150
7.6.8 Lawrence-McCarty模型中需氧量的计算 150
7.6.9 废水生物处理中营养需求量的计算 151
7.6.10 关于生物固体停留时间（泥龄）的讨论 151
7.6.10.1 最小生物固体停留时间（泥龄）和设计生物固体停留时间（泥龄） 151
7.6.10.2 出水中溶解性有机物浓度与生物固体停留时间的关系 152
7.6.11 生物处理出水中非溶解性有机物浓度 153
7.7 Mckinney模型 153
7.7.1 Mckinney模型的基本理论 154
7.7.1.1 Mckinney模型的基本公式 154
7.7.1.2 Mckinney模型中有氧代谢过程中的数量关系 154
7.7.1.3 Mckinney模型中的产率 155
7.7.1.4 Mckinney模型中的内源呼吸速率常数 155
7.7.2 Mckinney模型的设计计算公式 156
7.7.2.1 无回流完全混合活性污泥系统 156
7.7.2.2 有回流完全混合活性污泥系统 159
7.7.2.3 推流活性污泥系统 162
7.7.2.4 活性生物体的计量 164
7.7.2.5 温度对模型中常数的影响 164
7.7.2.6 双参数设计计算方法 165
参考文献 167
第8章 ASM系列活性污泥数学模型 168
8.1 引言 168
8.2 活性污泥1号模型（ASM1） 169
8.2.1 建模的基本假定 170
8.2.2 模型的矩阵表达形式 170
8.2.3 废水水质特性及曝气池中组分的划分 172
8.2.3.1 废水水质特性 172
8.2.3.2 活性污泥中的有机固体 176
8.2.4 模型的反应过程 177
8.2.5 模型的参数 178
8.2.5.1 化学计量系数 178
8.2.5.2 动力学参数 178
8.2.6 模型的缺欠与使用限制 181
8.3 活性污泥2号模型（ASM2） 182
8.3.1 模型中组分的划分 183
8.3.1.1 可溶性物质 183
8.3.1.2 颗粒性物质 183
8.3.2 模型的矩阵表达形式 183
8.3.3 模型的反应过程 186
8.3.3.1 生物反应过程 187
8.3.3.2 化学过程 188
8.3.4 模型的参数 189
8.3.4.1 化学计量系数 189
8.3.4.2 动力学参数 190
8.3.5 模型与城市污水的水质特性 191
8.3.5.1 城市污水的有机组分 191
8.3.5.2 城市污水氮组分 191
8.3.5.3 城市污水磷组分 191
8.3.6 模型的缺欠与使用限制 192
8.4 活性污泥2D号模型（ASM2D） 192
8.4.1 模型中组分的划分 192
8.4.1.1 可溶性物质 192
8.4.1.2 颗粒性物质 193
8.4.2 模型的矩阵表达形式 193
8.4.3 模型的反应过程 193
8.4.3.1 生物反应过程 193
8.4.3.2 化学过程 197
8.4.4 模型的参数 198
8.4.4.1 化学计量系数 198
8.4.4.2 动力学参数 198
8.4.5 模型的使用限制 200
8.5 活性污泥3号模型（ASM3） 200
8.5.1 模型中组分的划分 201
8.5.1.1 可溶性物质 201
8.5.1.2 颗粒性物质 202
8.5.2 模型的矩阵表达形式 202
8.5.3 模型的反应过程 204
8.5.4 模型的参数 204
8.5.4.1 化学计量系数 204
8.5.4.2 动力学参数 205
8.5.5 模型的缺欠与使用限制 206
8.6 ASM系列活性污泥数学模型的研究与应用 207
8.6.1 ASM系列模型应用过程中的几个问题 207
8.6.2 基于ASM系列的软件开发 209
参考文献 210
第9章 活性污泥法生物脱氮 211
9.1 氮磷污染与水体的富营养化 211
9.1.1 水体富营养化现象及成因 211
9.1.2 富营养化水体的生态结构特征 211
9.1.3 水体富营养化的危害 212
9.1.4 氮对水环境质量的其他危害 214
9.2 水环境与污、废水中氮的来源和循环 216
9.3 污水生物处理中氮的转化和去除 217
9.3.1 污水生物处理中氮的转化 217
9.3.2 生物合成和排除废弃污泥对氮的去除 219
9.4 生物硝化过程与动力学 220
9.4.1 生物硝化过程 220
9.4.2 生物硝化动力学 222
9.4.3 环境因素对生物硝化过程的影响 224
9.4.3.1 温度 224
9.4.3.2 溶解氧 224
9.4.3.3 pH 225
9.4.3.4 有毒物质 226
9.4.3.5 C/N比 230
9.5 生物反硝化过程与动力学 231
9.5.1 生物反硝化过程 231
9.5.2 生物反硝化动力学 233
9.5.3 环境因素对生物反硝化过程的影响 235
9.5.3.1 温度 235
9.5.3.2 pH 236
9.5.3.3 溶解氧 236
9.5.3.4 碳源有机物 237
9.5.3.5 有毒物质 237
9.5.3.6 C/N比 237
9.5.3.7 微量金属元素 238
9.6 活性污泥法生物脱氮技术概述 238
9.6.1 生物硝化 238
9.6.2 生物反硝化和生物脱氮 239
9.7 活性污泥法生物硝化工艺 241
9.7.1 引言 241
9.7.2 生物硝化的前处理 243
9.7.3 生物硝化的设计计算 243
9.7.3.1 设计理论及方法 244
9.7.3.2 完全混合活性污泥法硝化工艺设计计算 247
9.7.3.3 普通推流式活性污泥法硝化工艺设计计算 249
9.7.3.4 延时曝气活性污泥法与氧化沟工艺 250
9.7.3.5 吸附再生活性污泥法 251
9.7.3.6 阶段曝气、渐减曝气和污泥再曝气系统 254
9.7.3.7 高纯氧活性污泥法 254
9.7.3.8 粉状活性炭活性污泥法 254
9.7.3.9 序批式活性污泥法 255
9.7.3.10 生物硝化设计的其他考虑要点 256
9.7.3.11 活性污泥法和生物膜法合并或组合硝化工艺 259
9.8 活性污泥法反硝化及生物脱氮工艺 261
9.8.1 引言 261
9.8.2 甲醇为碳源活性污泥反应器反硝化 261
9.8.2.1 概述 261
9.8.2.2 反硝化速率 262
9.8.2.3 完全混合活性污泥反硝化反应器的动力学设计方法 262
9.8.2.4 推流式活性污泥反硝化反应器的动力学设计方法 265
9.8.3 单一缺氧池活性污泥脱氮系统 266
9.8.3.1历史沿革与工艺概述 266
9.8.3.2 工艺与设备设计通则 268
9.8.3.3 运行控制 270
9.8.4 双缺氧池和三缺氧池活性污泥脱氮系统 271
9.8.4.1 工艺概述 271
9.8.4.2 工艺与设备设计通则 272
9.8.4.3 脱氮效率分析 273
9.8.5 多缺氧池活性污泥脱氮系统 276
9.8.6 氧化沟脱氮工艺 277
9.8.6.1 工艺概述 277
9.8.6.2 常用的几种生物脱氮氧化沟系统工艺特点 277
9.8.6.3 工艺设计 283
9.8.7 SBR脱氮工艺 286
9.8.7.1 经典SBR工艺脱氮运行方式 286
9.8.7.2 CASS工艺和ICEAS工艺脱氮运行方式 287
9.8.8 改良型AB法脱氮工艺 289
9.9.8.1 AB-A/O工艺 289
9.9.8.2 AB-氧化沟工艺 289
9.9.8.3 AB-SBR工艺 289
9.9.8.4 ADMONT工艺 290
9.8.9 生物脱氮工艺的选择 290
9.8.9.1 单级活性污泥脱氮工艺与分级生物脱氮工艺比较 290
9.8.9.2 单污泥脱氮工艺选择 291
9.8.10 生物脱氮工艺配套设施设计要点 294
9.8.10.1 初沉池 294
9.8.10.2 二沉池 294
9.8.11 活性污泥系统脱氮工艺设计计算示例 296
9.8.11.1 工艺设计计算一般原则及程序 296
9.8.11.2 工艺设计计算示例 297
9.9 同时硝化-反硝化（SND）机理与工艺 301
9.9.1 同时硝化反硝化机理 301
9.9.1.1 宏观环境（混合形态）理论 301
9.9.1.2 微环境理论 302
9.9.1.3 生物学理论 303
9.9.2 同时硝化反硝化的影响因素 303
9.9.2.1 碳源 303
9.9.2.2 溶解氧 303
9.9.2.3 生物絮体大小 304
9.9.2.4 游离氨的浓度（FA）和pH值 304
9.9.3 活性污泥法同时硝化反硝化工艺——单级生物脱氮工艺 305
9.10 好氧反硝化机理 305
9.11 短程硝化-反硝化生物脱氮机理与工艺 307
9.11.1 短程硝化-反硝化生物脱氮原理 307
9.11.2 实现短程硝化-反硝化生物脱氮的途径 308
9.11.3 SHARON工艺 310
9.12 ANAMMOX（厌氧氨氧化）原理与工艺 313
9.12.1 ANAMMOX工艺的发现 313
9.12.2 ANAMMOX的原理和反应机理 314
9.12.3 ANAMMOX工艺的微生物特性 314
9.12.4 ANAMMOX的影响因素 315
9.12.5 ANAMMOX工艺的研究进展 315
9.12.6 SHARON-ANAMMOX组合工艺 316
9.13 好氧脱氨原理与工艺 316
9.14 CANON原理与工艺 318
9.15 OLAND（氧限制自养硝化反硝化）原理与工艺 319
9.16 EM脱氮技术 320
9.16.1 EM废水处理技术概述 320
9.16.2 EM脱氮原理 321
9.16.3 国内关于EM脱氮的研究 321
参考文献 322
第10章 活性污泥法生物除磷 326
10.1 概述 326
10.1.1 自然界中磷的循环与水环境和污水中磷的来源 326
10.1.2 城市污水中磷的组分 326
10.1.3 常规活性污泥法对磷的去除和活性污泥法生物除磷的基本概念 327
10.2 生物除磷技术的发展背景 327
10.2.1 活性污泥法污水处理厂除磷现象的发现 327
10.2.2 生物除磷的微生物学研究 327
10.2.3 生物除磷工艺的开发 328
10.3 生物除磷的生物学机理 328
10.3.1 生物除磷的生物学机理概述 328
10.3.2 生物除磷的微生物学基础 329
10.3.3 磷的厌氧释放 330
10.3.3.1 厌氧区细胞内贮存物PHB和聚磷的变化 330
10.3.3.2 厌氧区底物的变化和去向 330
10.3.3.3 底物类型对磷释放的影响 331
10.3.3.4 硝酸盐对磷释放的影响 331
10.3.3.5 pH对厌氧释放磷的影响 331
10.3.4 磷的好氧（缺氧）吸收 332
10.3.5 磷的有效释放和无效释放及其对好氧磷吸收的影响 332
10.3.6 磷的释放和吸收的生化反应模型 333
10.3.6.1 Comcau-Wentzel模型 333
10.3.6.2 Mino模型 334
10.4 活性污泥法生物除磷工艺 334
10.4.1 生物除磷工艺概述 334
10.4.2 Phostrip侧流生物除磷工艺 335
10.4.3 厌氧／好氧（A/O）生物除磷工艺 335
10.4.3.1 工艺流程 335
10.4.3.2 工艺特点 336
10.4.3.3 设计参数及设计要点 336
10.4.4 厌氧／缺氧／好氧（A/A/O）生物除磷脱氮工艺 336
10.4.4.1 工艺概述 336
10.4.4.2 设计要点及设计参数 337
10.4.4.3 A2/O工艺脱氮和除磷功能的固有矛盾和对策 338
10.4.4.4 A2/O工艺的改良和变型 339
10.4.5 Bardenpho脱氮除磷工艺 343
10.4.6 UCT脱氮除磷工艺 343
10.4.7 VIP脱氮除磷工艺 344
10.4.8 约翰内斯堡（Johannesburg）脱氮除磷工艺 344
10.4.9 分段进水的脱氮除磷工艺 345
10.4.9.1 工艺原理及特点 345
10.4.9.2 设计和运行要点 346
10.4.10 氧化沟工艺系列 347
10.4.11 序批式反应器（SBR）工艺系列 348
10.4.11.1 经典SBR的脱氮除磷运行模式 348
10.4.11.2 CASS工艺的脱氮除磷功能 348
10.4.11.3 UNITANK工艺的脱氮除磷功能 349
10.4.11.4 AICS工艺脱氮和除磷的运行模式 349
10.4.12 反硝化除磷机理与工艺 350
10.4.12.1 反硝化除磷现象的发现和证实 350
10.4.12.2 反硝化除磷机理 351
10.4.12.3 反硝化除磷工艺 351
10.4.12.4 反硝化除磷过程的影响因素 354
10.5 活性污泥法生物除磷数学模型 356
10.5.1 ASM2D模型及其扩展 356
10.5.1.1 生物除磷主流模型ASM2和ASM2D 356
10.5.1.2 Wentzel模型 356
10.5.1.3 营养物去除的第一个通用模型 357
10.5.1.4 PAO和GAO间的竞争 357
10.5.2 ASM3模型及其扩展 357
10.5.2.1 对内部贮存组分的分析 357
10.5.2.2 ASM3的EAWAG生物除磷模块 358
10.5.3 Johnsson模型 358
10.6 活性污泥法生物除磷影响因素 359
10.6.1 出水总悬浮固体浓度 359
10.6.2 废水中易生物降解底物浓度 359
10.6.3 废水中有机物与氮磷物质的比例 360
10.6.4 泥龄 361
10.6.5 厌氧区的硝态氮 362
10.6.6 环境及其他因素 362
10.6.6.1 污水温度 362
10.6.6.2 pH 363
10.6.6.3 厌氧区的溶解氧浓度 364
10.6.6.4 污水中的阳离子 364
10.6.6.5 厌氧停留时间 364
10.6.6.6 底物的可获得性 364
10.6.6.7 VFA产生量与磷去除量关系 365
10.6.7 提高生物除磷能力的途径和措施 365
10.7 活性污泥法生物除磷设施的设计 367
10.7.1 污水除磷工艺方案的选择 367
10.7.1.1 工艺方案选择所需的基础资料和数据 367
10.7.1.2 可供选择的生物除磷工艺方案 369
10.7.1.3 工艺方案选择的两个要点 370
10.7.1.4 除磷方案的选择和确定方法 370
10.7.2 影响污水除磷工艺方案选择的因素 371
10.7.2.1 工艺的功能要求 371
10.7.2.2 污水水质特性 372
10.7.3 污水生物除磷工艺设计的总体考虑 372
10.7.3.1 工艺流程的组成和单元设施选择 372
10.7.3.2 系统设计需要考虑的通用参数 372
10.7.4 主流生物除磷工艺设计 373
10.7.4.1 设计通则 373
10.7.4.2 主流生物除磷工艺设计方法 376
10.7.4.3 厌氧区和缺氧区搅拌能量 378
10.7.4.4 构筑物设计 378
10.7.4.5 主流除磷工艺设计参数 378
10.8 活性污泥法生物除磷设施的运行 379
10.8.1 BOD5/TP比值问题 379
10.8.2 活性污泥系统的泥龄 379
10.8.3 氮与回流的控制 379
10.8.4 厌氧区水力停留时间 380
10.8.5 溶解氧（DO）控制 380
10.8.6 污泥处理 380
10.8.7 浮渣控制 380
10.8.8 曝气池氧化还原电位的控制 381
10.8.9 有机酸发生器的监测和控制 381
10.8.10 化学药剂备用的需求 381
参考文献 381
第11章 传统活性污泥法工艺 384
11.1 活性污泥法的主要设计、运行和操作要素 384
11.1.1 活性污泥性质的指标 384
11.1.2 活性污泥法运行和控制的指标 384
11.1.2.1 BOD-污泥负荷与BOD-容积负荷 384
11.1.2.2 污泥龄 385
11.2 活性污泥法生物反应器容积计算方法 388
11.2.1 以曝气时间t（水力停留时间）为主要参数 389
11.2.2 以污泥负荷为主要参数 389
11.2.3 以泥龄为主要参数 390
11.2.4 活性污泥数学模型法 391
11.2.4.1 经典活性污泥法动力学模型 391
11.2.4.2 ASM系列活性污泥数学模型 391
11.3 普通活性污泥法 391
11.3.1 工艺特点 391
11.3.2 设计计算模式及要点 391
11.4 阶段曝气活性污泥法 393
11.4.1 工艺特点 393
11.4.2 设计计算模式及要点 394
11.5 渐减曝气活性污泥法 398
11.6 吸附再生活性污泥法 398
11.6.1 工艺特点 398
11.6.2 设计计算模式及要点 398
11.7 完全混合活性污泥法 401
11.7.1 工艺特点 401
11.7.2 设计计算模式及要点 401
11.8 延时曝气活性污泥法 401
11.8.1 工艺特点 401
11.8.2 设计计算模式及要点 401
11.9 高负荷活性污泥法 403
11.10 克劳斯（Kraus）活性污泥法 403
11.11 深井曝气活性污泥法 403
11.11.1 深井曝气池的构造 403
11.11.2 深井曝气法的工艺流程 404
11.11.3 深井曝气法优点 405
11.11.4 深井曝气法的设计计算 406
11.12 纯氧曝气活性污泥法 409
11.12.1 纯氧曝气的工作原理 409
11.12.2 纯氧曝气池的型式 410
11.12.2.1 加盖表面曝气叶轮式曝气池 410
11.12.2.2 联合曝气式纯氧曝气池 411
11.12.2.3 敞开式超微气泡纯氧曝气池 411
11.12.2.4 敞开式池外充氧纯氧曝气池 413
11.12.3 纯氧曝气活性污泥法设计参数 414
11.12.4 氧的制备和供应 414
11.12.4.1 氧的制备 414
11.12.4.2 氧的供应 415
参考文献 416
第12章 活性污泥法新工艺 418
12.1 氧化沟活性污泥法 418
12.1.1 氧化沟技术的发展简史 418
12.1.2 氧化沟活性污泥法的基本原理及工艺技术特征 418
12.1.2.1 氧化沟活性污泥法的基本原理 418
12.1.2.2 氧化沟的工艺特征 419
12.1.2.3 氧化沟的技术特点 420
12.1.2.4 氧化沟的水力特性 421
12.1.3 氧化沟的构造和设备 423
12.1.3.1 氧化沟的构造 423
12.1.3.2 氧化沟的设备 424
12.1.4 氧化沟的类型 426
12.1.5 氧化沟的工艺系统设计 426
12.1.5.1 设计通则 426
12.1.5.2 设计参数 427
12.1.5.3 氧化沟容积的设计计算 427
12.1.6 几种常用的氧化沟系统 428
12.1.6.1 Orbal氧化沟 428
12.1.6.2 Carrousel氧化沟 428
12.1.6.3 DE型氧化沟 431
12.1.6.4 T型氧化沟 431
12.1.6.5 一体化氧化沟 432
12.2 AB活性污泥法 437
12.2.1 典型AB活性污泥法工艺流程 437
12.2.2 AB活性污泥法工艺机理和特点 437
12.2.2.1 AB活性污泥法工艺机理 437
12.2.2.2 AB活性污泥法特性 440
12.2.3 AB活性污泥法工艺的适用性和局限性 443
12.2.4 AB活性污泥法工艺的运行控制 443
12.2.4.1 曝气系统的运行控制 443
12.2.4.2 污泥回流比与废弃污泥排放控制 444
12.2.4.3 除氮脱磷时C/N与C/P比值的控制 444
12.2.5 AB活性污泥法工艺的设计 444
12.2.5.1 设计通则 444
12.2.5.2 AB工艺设计参数的选择 445
12.2.5.3 AB工艺设计 446
12.2.6 AB法改良工艺-ADMONT工艺 448
12.2.6.1 ADMONT工艺流程 448
12.2.6.2 ADMONT工艺分析 449
12.3 经典序批式活性污泥法（SBR） 449
12.3.1 SBR的运行操作特点 449
12.3.2 SBR的运行方式 452
12.3.2.1 去除含碳有机物和硝化 452
12.3.2.2 生物脱氮 453
12.3.2.3 生物脱氮除磷 453
12.3.3 SBR工艺底物降解动力学 453
12.3.4 SBR与连续流工艺的类比 454
12.3.5 SBR中的污泥特性 455
12.3.5.1 SBR中的生物种群演变 455
12.3.5.2 SBR防止污泥膨胀的原因 456
12.3.6 SBR工艺特点分析和技术经济评价 457
12.3.6.1 对SBR工艺特点的分析 457
12.3.6.2 对SBR工艺的技术经济评价 457
12.3.7 SBR工艺反应池容积设计计算 458
12.3.7.1 污泥负荷法 458
12.3.7.2 容积负荷法 461
12.3.7.3 静态动力学法 463
12.3.7.4 动态模拟法 466
12.3.7.5 基于德国ATV标准的设计法 469
12.3.7.6 总污泥量综和设计法 472
12.3.7.7 考虑曝气方式的设计法 473
12.3.7.8 基于有效HRT和有效SRT概念的设计法 476
12.3.8 SBR工艺的运行与控制 478
12.4 ICEAS 工艺 479
12.4.1 工艺概述 479
12.4.2 反应池容积设计计算 480
12.5 CASS工艺 482
12.5.1 工艺概述 482
12.5.2 工艺循环操作过程 483
12.5.3 工艺的主要优点 483
12.5.4 工艺设计要点 483
12.6 UNITANK工艺 483
12.6.1 工艺概述 483
12.6.2 运行特征 484
12.7 MSBR工艺 486
12.7.1 工艺概述 486
12.7.2 运行方式 486
12.7.3 工艺特点 487
12.7.4 主要设计参数 487
12.8 DAT-IAT工艺 488
12.8.1 工艺概述与运行操作 488
12.8.2 反应池容积设计计算要点 488
12.9 LUCAS工艺 489
12.10 IDEA工艺 489
12.11 AICS工艺 489
12.12 UniFed SBR工艺 490
12.13 OCO工艺 491
12.14 OOC工艺 492
12.15 AOR工艺 493
12.16 AOE工艺 493
12.17 BIOLAK工艺 493
12.18 多孔悬浮载体活性污泥法 493
12.18.1 工艺原理与特性 493
12.18.2 Linpor工艺 494
12.18.3 国内研究与应用概况 495
12.19 膜生物反应器工艺 495
12.19.1 膜生物反应器的分类及特点 495
12.19.1.1 固液分离膜生物反应器 496
12.19.1.2 曝气-膜生物反应器 497
12.19.1.3 萃取-膜生物反应器 498
12.19.2 膜生物反应器适用的膜材料与膜组件 498
12.19.3 膜污染 499
12.19.3.1 膜污染的机理 499
12.19.3.2 膜污染的影响因素 500
12.19.3.3 膜污染防治与膜清洗技术 502
12.19.4 商业化膜生物反应器 503
12.19.5 国内对膜生物反应器技术的研究与应用 504
12.19.5.1 废水处理与回用 504
12.19.5.2 膜污染控制 506
参考文献 508
第13章 水解酸化技术 511
13.1 水解酸化的微生物学和生物化学基础 511
13.1.1 水解酸化概念 511
13.1.2 水解酸化的微生物学及生物化学 512
13.2 水解酸化过程及特点 512
13.2.1 水解酸化与厌氧消化的区别 512
13.2.2 水解酸化过程的影响因素 513
13.2.3 水解酸化过程的判断指标 515
13.2.4 维持水解酸化过程的条件 516
13.2.5 水解酸化工艺优点 517
13.3 水解酸化过程动力学 517
13.3.1 水解酸化反应器内的物料平衡 517
13.3.2 水解过程动力学 518
13.3.2.1 底物降解动力学 518
13.3.2.2 水解动力学 518
13.3.2.3 微生物增长动力学 519
13.3.3 水解酸化过程动力学模型的应用 519
13.4 水解酸化反应器的设计 520
13.4.1 水解酸化反应器形式和性能 520
13.4.2 水解酸化反应器的容积计算 521
13.4.3 水解酸化反应器的废弃污泥量计算 522
13.4.4 水解酸化反应器的构造及附属部分设计 522
13.5 水解酸化工艺的后续好氧生物处理 523
13.6 国内工业废水水解酸化处理的工程实践 523
参考文献 526
第14章 好氧颗粒污泥技术 528
14.1 引言 528
14.2 好氧颗粒污泥的形成过程 528
14.3 好氧颗粒污泥的形成机理 529
14.4 好氧颗粒污泥形成的影响因素 531
14.4.1 碳源 531
14.4.2 水力剪切力 532
14.4.3 有机负荷率 532
14.4.4 沉淀时间 532
14.4.5 水力停留时间 533
14.4.6 底物匮乏期的作用 533
14.4.7 钙离子 533
14.4.8 溶解氧、pH值和温度的影响 533
14.4.9 反应器的结构 534
14.5 好氧颗粒污泥的特性 534
14.5.1 宏观特性 534
14.5.2 微观特性 536
14.6 好氧污泥颗粒化技术的应用 537
14.6.1 去除颗粒性有机物 537
14.6.2 处理高浓度有机废水 537
14.6.3 脱氮除磷 537
14.6.3.1 好氧颗粒污泥脱氮除磷机理 537
14.6.3.2 好氧颗粒污泥脱氮除磷的研究 538
14.6.4 处理有毒有机废水 539
14.6.5 生物吸附重金属离子 540
参考文献 540
第15章 活性污泥膨胀理论与控制 543
15.1 引言 543
15.2 活性污泥的沉降性能 543
15.2.1 污泥沉降性能的评价指标 543
15.2.2 丝状菌与污泥结构和沉降性能的关系 544
15.3 活性污泥膨胀的类型 545
15.3.1 丝状菌性污泥膨胀 545
15.3.2 非丝状菌性污泥膨胀 545
15.4 活性污泥絮体形成机制的各种学说 545
15.5 活性污泥中的丝状菌 548
15.5.1 与污泥膨胀有关的丝状菌 548
15.5.2 活性污泥中丝状菌的作用 549
15.5.3 活性污泥中丝状菌的生理特点 549
15.5.4 丝状菌与菌胶团细菌的对比 550
15.6 污泥丝状菌膨胀的成因及相关理论 550
15.6.1 污泥膨胀的成因 550
15.6.1.1 废水水质成分 551
15.6.1.2 水温 551
15.6.1.3 溶解氧 552
15.6.1.4 pH值 552
15.6.1.5 有机负荷率 552
15.6.1.6 反应器的混合液流态 552
15.6.2 丝状菌污泥膨胀的有关理论 552
15.6.2.1 面积／容积比（A/V）假说 553
15.6.2.2 积累／再生（AC/SC）假说 553
15.6.2.3 选择性准则 553
15.6.2.4 饥饿假说理论 554
15.7 活性污泥膨胀的数学模型 555
15.7.1 单一底物限制模型 555
15.7.2 双底物限制模型 556
15.7.3 多底物限制模型 557
15.8 传统活性污泥膨胀的控制方法 558
15.8.1 控制方法 558
15.8.2 控制实例 559
15.9 生物选择器法控制活性污泥膨胀 561
15.9.1 选择器活性污泥法及生物选择器的类型 561
15.9.2 好氧选择器 562
1 5.9.2.1 作用机理 562
15.9.2.2 设计要点 562
15.9.2.3 絮体负荷设计法 563
15.9.3 缺氧选择器 564
15.9.3.1 作用机理 564
15.9.3.2 设计要点 564
15.9.4 厌氧选择器 564
15.9.4.1 作用机理 564
15.9.4.2 设计要点 565
15.10 活性污泥法中的生物泡沫问题与控制 565
15.10.1 活性污泥法中的泡沫问题 565
15.10.2 生物泡沫的形成机理与影响因素 565
15.10.2.1 生物泡沫的形成 565
15.10.2.2 与生物泡沫形成有关的微生物 566
15.10.2.3 生物泡沫形成的影响因素 566
15.10.3 生物泡沫的控制 566
参考文献 567