第1章 概论 1
1.1受污染原水净化的意义 1
1.2我国水环境现状 2
1.2.1水环境污染现状 2
1.2.2影响水质特征的几个主要因素 5
1.2.3受城市污染的地表水污染特征 6
1.2.4受污染原水净化的意义 7
1.3有机物和氨氮对水源水的污染及其处理方法 8
1.3.1有机物对水源水的污染及其处理方法 8
1.3.2氮化物对水源水的污染法及其处理方法 9
1.3.2.1氮化物污染的主要危害 10
1.3.2.2氮化物限量标准 11
1.3.2.3氮化物的处理方法 11
1.4常规水处理工艺及其局限性 13
1.5强化混凝 15
1.5.1强化混凝及其目的 15
1.5.2影响强化混凝作用的因素 15
1.6深度处理技术 17
1.6.1颗粒活性炭吸附 17
1.6.2臭氧氧化 18
1.6.3臭氧活性炭 18
1.6.4生物活性炭 19
1.6.5光催化氧化 19
1.6.6正在研究中的新技术 21
1.6.7深度处理技术的局限性 21
1.7预处理技术 23
1.7.1吸附预处理技术 23
1.7.2生物接触氧化预处理 24
1.8本书研究的目的、意义和内容 26
第2章 微污染原水试验工艺流程设计及设计参数的选择 28
2.1微污染原水水质概况 28
2.2微污染原水试验工艺流程设计及设计参数的选择 30
2.2.1全流程生物氧化试验工艺流程设计及参数的选择 30
2.2.1.1试验工艺流程 30
2.2.1.2中试初期试验工艺流程 31
2.2.1.3生物接触氧化池设计参数及曝气系统 31
2.2.2球形轻质填料生物氧化预处理试验工艺设计 34
2.2.3张江陆家大桥水厂生产性工艺流程 36
2.2.4城镇水厂生产性工艺流程 37
2.3.2.1挥发性和半挥发性有机物分析方法 38
2.3.2非常规分析项目与测定方法 38
2.3.1常规水质分析项目与测定方法 38
2.3水质的分析测定 38
2.3.2.2Ames试验方法 39
2.3.2.3异养细菌、氨化细菌、硝酸细菌与亚硝酸细菌的测定方法 40
2.3.2.4亚甲蓝吸附值测定 41
2.3.2.5碘吸附值测定 42
2.3.2.6测定亚甲蓝吸附值与碘吸附值所需的主要仪器装置 44
2.4生物膜分析技术 44
2.4.1生物膜重量的确定 45
2.4.1.1机械剥落技术 45
2.4.1.2超声剥落技术 45
2.4.1.3超声＋化学剥落技术 45
2.4.2生物膜干重 46
2.4.3生物膜TOC 46
2.4.5生物膜多聚糖 47
2.4.6生物膜总蛋白质 47
2.4.4生物膜COD 47
2.4.7生物膜中的磷脂测定方法 48
2.5生物膜厚度的确定 49
2.5.1直接显微镜法 49
2.5.2微米计阻力法 50
2.5.3微米计电导法 50
2.5.4膜侧线法 50
2.5.5间接计算法 51
第3章 全流程生物氧化技术处理微污染原水 52
3.1加氯对含有生物接触氧化工艺的水处理各单元除污染效果的影响 53
3.1.1混凝沉淀前预加氯对常规净水工艺除氨氮效果的影响 54
3.1.2凝沉淀前预加氯对常规工艺CODMn去除效果的统计比较分析 63
3.1.3混凝沉淀前预加氯对常规工艺UV254去除效果的影响 66
3.2预加氯对中试及城镇水厂常规工艺各单元出水三氯甲烷和四氯化碳的影响 72
3.3滤后水加氯试验 73
3.3.1生物活性炭池出水加氯试验 74
3.3.2Ames试验 77
3.4生物接触氧化工艺与水厂常规净水工艺单元除亚硝酸氮的比较 81
3.4.1常规净水工艺中亚硝酸氮的去除 82
3.4.1.1较低加氯量对常规净水工艺去除NO-2-N的影响 82
3.4.1.2较高加氯量对城镇水厂常规工艺去除NO-2-N的影响 84
3.4.2生物氧化各工艺单元亚硝酸氮的去除 86
3.5全流程生物接触氧化的探讨 88
3.5.1生物处理试验结果 89
3.5.2实现EPBO的措施 91
3.6生物预处理池除NO-2-N作用效果诸影响要素分析 93
3.6.1原水NH-4-N浓度的影响作用 93
3.6.2原水中亚硝酸盐的浓度对生物预处理池去除亚硝酸盐效果的影响 94
3.6.3原水CODMn对生物预处理池除NO-2-N效果的影响 96
3.6.4水温对生物预处理池去除NO-2-N效果的影响 98
3.6.5生物预处理池NO-2-N的浓度累积及影响因素分析 100
3.7生物预处理池除有机物和色度作用效果与影响因素分析 102
3.7.1生物预处理池除CODMn效果与影响因素分析 102
3.7.2生物预处理池除色度作用效果分析 105
3.8生物预处理池去除浊度效果与影响因素分析 107
3.8.1生物预处理池常温下除浊度效果分析 108
3.8.2生物预处理池去除浊度作用效果影响因素分析 109
3.8.3原水浊度对生物预处理池浊度去除效果的影响 111
3.8.4生物预处理池去除原水浊度机理分析 112
3.9生物预处理的除藻功能及除藻机理分析 113
3.10生物膜特性研究 117
第4章 水力因素对生物接触氧化工艺挂膜的影响 123
4.1.1挂膜期间原水水质概况及工艺运行参数 124
4.1.2YDT弹性波纹立体填料挂膜试验研究 124
4.1YDT弹性波纹立体填料挂膜试验 124
4.1.3生物膜成熟与否判断的依据 127
4.2PS轻质填料的挂膜过程 128
4.2.1挂膜期间水质概况 128
4.2.2PS填料型生物接触氧化滤柱的运行参数简介及挂膜试验设计 128
4.2.3BCO滤柱挂膜研究 129
4.2.3.1第一阶段挂膜试验 129
4.2.3.2第二阶段挂膜试验 135
4.2.3.3第三阶段挂膜试验 136
4.2.3.4第四阶段挂膜试验 137
4.2.3.5第五、第六挂膜试验阶段 137
4.2.3.6影响生物膜氨氮去除率的最低氨氮浓度限值 138
4.2.4挂膜期间CODMn的去除 140
4.2.5挂膜试验结论 140
4.3.1微生物向载体表面的输送 141
4.3水力因素——生物膜形成与成熟的主要影响因素 141
4.3.2微生物的附着过程 142
4.3.3影响微生物附着的因素 144
4.4结论 145
第5章 两级生物接触氧化工艺处理微污染原水 146
5.1YDT弹性波纹立体填料分层取样试验 146
5.2PS填料分层取样试验 149
5.3PS填料中微生物在不同高度处的分布 151
5.4两级生物接触氧化工艺处理微污染原水的可行性探讨 154
第6章 臭氧生物活性炭与生物活性炭 157
6.1常规处理、生物接触氧化预处理与活性炭处理的关系 158
6.1.1常规处理与活性炭处理的关系 158
6.1.2生物预处理对活性炭吸附的影响 159
6.2中试全流程生物氧化系统对水中氨氮与有机物的去除 160
6.3.1中试各工艺单元对CODMn的去除 163
6.3生物活性炭池与臭氧生物活性炭池对CODMn与TOC的去除效果 163
6.3.2中试各工艺单元对TOC的去除 164
6.4生物活性炭与臭氧生物活性炭滤柱中活性炭上的微生物 165
6.5Ames试验 166
6.6生物活性炭池运行监控指标的确定 168
6.6.1试验期间原水水质概况 168
6.6.2试验工艺流程及参数选择 169
6.6.3试验结果与分析 169
6.6.3.1碘吸附值比较 169
6.6.3.2亚甲蓝吸附值比较 171
6.6.4生物活性炭运行指标的确定 172
6.7微生物对活性炭的再生作用 176
6.7.1“胞外酶”——活性炭生物再生的必要条件 177
6.7.2孔径——生物再生的基础 178
6.7.3浓差扩散——生物再生作用的动力 179
6.7.4结论 179
6.8臭氧生物活性炭处理效果并不优于生物活性炭 182
6.9建议 183
第7章 生物接触氧化法所用的填料及曝气系统的比较 185
7.1生物接触氧化法所用到的填料特点 185
7.1.1填料的材质 186
7.1.2填料的结构形式 187
7.1.3填料的比表面积 193
7.1.4填料的挂膜与脱膜 195
7.2曝气装置与填料的配套选择 196
7.2.1曝气装置的演变 196
7.2.2生物接触氧化法中对曝气装置要考虑的几个问题 198
7.2.3曝气均匀性 200
7.3关于穿孔管曝气装置的建议 201
7.3.1保证布气的均匀性 201
7.3.2防止堵塞 202
7.3.3管路变径连接技术 202
7.4生物处理中曝气系统的选择与设计 203
7.4.1设计参数 203
7.4.2曝气器种类 205
7.5几种不同填料在生物接触氧化预处理中部分性能评价比较 208
7.5.1生物接触氧化预处理池清水充氧对比试验 208
7.5.2不同生物预处理方式的特性分析 211
7.5.3不同生物预处理方式的运行与管理 217
7.6生物处理的优化调控 220
第8章 微污染原水生物预处理工程实例及存在问题解决方案 225
8.1.1东江－深圳供水渠原水生物处理工程 226
8.1.1.1东深供水工程背景简介 226
8.1微污染原水处理工程实例简介 226
8.1.1.2工程方案简介 229
8.1.1.3各主体处理单元简介 231
8.1.1.4池体布置 233
8.1.1.5运行管理 235
8.1.1.6鼓风曝气系统设计 236
8.1.1.7管道系统设计 240
8.1.1.8填料系统设计 245
8.1.1.9结语 249
8.1.2上海张江陆家大桥生物预处理工程 250
8.1.2.1川杨河原水水质 250
8.1.2.2生物接触氧化法预处理工艺与常规净水系统优化组合流程 251
8.1.2.3生物接触氧化预处理池工艺设计及运行参数 252
8.1.2.4浊度较高的污染原水生化净水系统除污染效果 253
8.1.2.5结语 262
8.1.3上海南汇县惠南水厂生物预处理工程 262
8.1.4宁波姚江生物氧化预处理工程 272
8.2生物预处理工程运行当中所存在的问题及解决方案 278
8.2.1生物接触氧化预处理池的排泥问题 278
8.2.2YDT弹性波纹立体填料的冲洗 278
8.2.3生物接触氧化预处理池的水力负荷太低 279
8.2.4生物接触氧化处理池内的短流现象 279
第9章 YDT弹性波纹立体填料生物接触氧化预处理池的设计 283
9.1YDT弹性波纹立体填料简介及布置要求 283
9.1.1YDT弹性波纹立体填料简介 283
9.1.2产品主要技术指标 285
9.1.3YDT弹性波纹立体填料的安装与使用 286
9.2.1净化效果的影响因素与优化调控 288
9.2影响YDT弹性波纹立体填料正常运行的因素 288
9.2.2YDT弹性波纹立体填料生物接触氧化池的启动挂膜 292
9.3YDT弹性波纹立体填料预处理工程的设计要求 296
9.3.1生物预处理池的池型选择 296
9.3.2生物预处理池的进水及布气方式 298
9.3.3关于生物接触氧化预处理池设计时的几个建议 299
9.3.4生物接触氧化池的运行与维护 300
第10章 紫外UVC技术在微污染原水处理中的应用 302
10.1水中藻类给饮用水生产带来的问题 302
10.2现代紫外UVC技术简介 304
10.3紫外UVC技术灭菌除藻的原理 307
10.4现代紫外UVC灭菌除藻的技术特征 307
10.4.1灭活效率及杀灭的广谱性 307
10.4.2水化学变化 310
10.4.3介质中紫外UVC辐射 311
10.5紫外UVC灭活微生物的动力学 312
10.6紫外UVC除藻技术在工程运用中的要点 313
10.7紫外UVC技术的经济技术比较 317
10.7.1投资成本核算 317
10.7.2运行维修成本 318
10.8结论 319
第11章 生物接触氧化预处理节约混凝剂和液氯用量研究 320
11.1净水工艺系统 320
11.2生化净水工艺系统节约混凝剂用量研究 321
11.3生化净水工艺系统节约液氯用量研究 323
11.4生物接触氧化法除污染的效益分析 324
11.4.1生物接触氧化法除污染的社会效益分析 324
11.4.2生物接触氧化法除污染的经济效益分析 324
11.5生物接触氧化法除污染的可行性与应用前景分析 327
参考文献 328