第1章 概论 1
1.1.2 可持续发展的定义 1
1.1.1 环境问题 1
1.1 环境与可持续发展 1
1.2 可持续发展的城市 3
1.1.3 可持续发展与环境的关系 3
目录 3
Preface 3
1.3 城市可持续污水／废物处理、利用 5
1.3.1 传统城市排水／卫生工程方式的弊端 5
序 6
序二 8
1.3.2 可持续污水／废物处理、利用基本思路 10
前言 11
1.4 可持续污水处理技术发展方向 11
1.4.1 有机物尽可能实现能源化 11
缩略语英中文对照表 12
1.4.2 有机物转化能源的有效途径 12
1.4.3 氮、磷可持续转化途径 14
1.4.4 污泥减量技术发展趋势 19
1.4.5 发展节省占地型空间反应器 20
1.4.6 实现生态循环技术 23
1.4.7 有效控制污泥膨胀是实现活性污泥法可持续发展的关键 25
1.4.8 厌氧处理是回收有机能源的重要技术手段 25
1.4.9 污水／尾气中硫的控制与回收是未来可持续技术研发的一个新亮点 26
1.4.10 利用数学模型实现研发、设计、优化工艺的可持续性 27
1.4.11 理念更新与体制变革有利于可持续技术的推广应用 27
第2章 污水除磷工艺的现状与未来：去除向回收转变 29
2.1 传统除磷工艺 30
2.1.1 金属离子沉淀工艺 30
2.1.2 人工湿地处理系统 32
2.1.3 传统生物除磷工艺 34
2.2 强化生物除磷工艺（EBPR） 36
2.2.1 生物除磷工艺基本概念 36
2.2.2 外加碳源的影响 37
2.2.3 环境因素的影响 38
2.2.4 EBPR工艺的发展——反硝化除磷 40
2.2.5 聚磷菌种群的研究 41
2.3.1 强化生物除磷原理 42
2.3 生物除磷工艺的发展沿革 42
2.3.2 强化生物除磷工艺发展沿革 43
2.4 磷的回收利用 45
2.4.1 鸟粪石 46
2.4.2 磷回收的其他方法及磷酸盐溶解微生物的作用 47
2.5 未来技术研究与发展方向 48
3.1 侧流富集／主流强化硝化升级工艺——BABE技术 51
3.1.1 研发背景 51
第3章 可持续污水生物脱氮除磷技术 51
3.1.2 技术概念 52
3.1.3 发展过程 53
3.1.4 试验效果 54
3.1.5 应用前景 56
3.2 反硝化除磷原理与工程实践 57
3.2.1 生物除磷代谢模型 57
3.2.2 生物除磷的工程原理 58
3.2.3 反硝化除磷单污泥UCT系统 60
3.2.5 反硝化除磷双污泥系统 61
3.2.4 反硝化除磷单污泥BCFS？系统 61
3.2.6 反硝化除磷节省COD之作用 62
3.3 可持续除磷脱氮BCFS？工艺：流程、结构与控制 63
3.3.1 技术概述 63
3.3.2 工艺创新 64
3.3.3 工艺构造 66
3.3.4 过程控制 68
3.3.5 工艺要点 68
3.4 可持续污水生物脱氮除磷技术概念工艺 68
3.4.1 可持续生物脱氮除磷工艺技术基础 69
3.4.2 反硝化除磷工艺 70
3.4.3 厌氧氨（氮）氧化脱氮技术原理及应用前景 71
3.4.4 可持续生物脱氮除磷概念工艺 76
3.5 可持续技术工程杰作——荷兰鹿特丹DOKHAVEN污水处理厂 80
3.5.1 历史背景 80
3.5.2 排放标准紧缩与处理工艺升级 81
3.5.3 处理厂总揽 82
3.5.4 污水处理工艺流程 83
3.5.5 自动控制 84
3.5.6 污泥处理流程 85
3.5.7 除磷脱氮 87
3.5.8 通风、尾气利用与处理 89
3.5.9 运行安全性 90
3.5.10 运行效果及设计参数 90
3.6 从污水处理过程中回收磷技术动态 93
3.6.1 为什么要从污水中回收磷 94
3.6.3 研究与应用实例 95
3.6.2 磷回收的方法与形式 95
3.6.4 磷回收与污泥管理的关系 96
3.6.5 磷回收技术展望 97
3.6.6 回收磷的经济效益 99
3.7 化粪池设置与污水脱氮除磷的关系 100
3.7.1 化粪池的原始功能与负面效应 100
3.7.2 化粪池对集中式污水处理厂处理效果的影响 101
3.7.3 集中式污水处理厂取代化粪池功能可行性分析 101
3.7.4 取消化粪池的几点建议 102
3.8.1 洗衣粉禁磷后的国内外情况 103
3.7.5 结语 103
3.8 无磷洗衣粉对控制水体富营养化的实际作用 103
3.8.2 含磷洗衣粉对水体富营养化的实际作用 104
3.8.3 磷——一种无毒、无害、性能卓越的洗衣粉成分 105
3.8.4 从污水中回收磷——维持含磷洗衣粉的前提 106
3.8.5 结语 108
第4章 污水生物处理系统中的内源过程与污泥减量 109
4.1 概述 109
4.2 内源过程 110
4.2.1 细胞维持 111
4.2.2 死亡和隐性生长 118
4.2.3 捕食作用 121
4.3 小结 122
第5章 空间反应器技术现状与发展趋势 124
5.1 生物膜／颗粒污泥空间反应器理论、设计与应用 124
5.1.1 引言 124
5.1.2 颗粒状生物膜在环境生物工程中的应用 127
5.1.3 工程方面 134
附录5-Ⅰ 颗粒状生物膜反应器的设计标准 151
5.1.4 结语 151
附录5-Ⅱ 术语 154
5.2 极具工程化潜力的好氧颗粒污泥技术 155
5.2.1 引言 155
5.2.2 形成条件与机理 155
5.2.3 对C、N、P的降解与转化 162
5.2.4 其他研发进展 165
5.2.5 结语 168
6.1.1 适合农灌的污水与病原菌去除方法 169
第6章 生态循环技术概略 169
6.1 污水直接膜过滤用于农业灌溉 169
6.1.2 膜分离技术在污水处理中的应用范围 170
6.1.3 污水膜过滤效果与应用前景分析 171
6.1.4 污水直接膜过滤用于农灌可行性试验 172
6.1.5 操作方式对污水直接膜过滤通量影响试验 177
6.2 自然生物法处理猪粪尿技术 184
6.2.1 引言 184
6.2.2 土壤法处理猪粪尿 185
6.2.3 渗滤液的处理 190
6.2.4 同步硝化／反硝化（SND） 196
6.3 生态卫生——可持续、分散式污水／废物管理方式 203
6.3.1 世界性的水危机与生态卫生危机 204
6.3.2 传统污水管理系统的缺陷 204
6.3.3 生态卫生系统 207
6.3.4 生态卫生应用前景分析 212
6.4 尿液分离与源控制卫生排水系统 212
6.4.1 源控制卫生概念 213
6.4.2 尿液利用与处理 215
6.4.3 粪便处理 216
6.4.4 尿液分离对后续污水处理工艺的影响 217
6.4.5 尿液分离与源控制卫生排水系统能耗分析 219
6.5 利用混合菌群活性污泥法实现生物可降解塑料PHA的合成 220
6.5.1 引言 220
6.5.2 PHA工业生产情况 221
6.5.3 厌氧-好氧活性污泥PHA生产工艺 222
6.5.4 好氧瞬时供料PHA生产工艺 224
6.5.5 污水有机物组成对PHA性质的影响 227
6.6.1 引言 228
6.5.6 结语 228
6. 6海水淡化＋风能发电＋盐业化工——三位一体的清洁生产技术 228
6.6.2 三位一体的清洁生产技术 229
6.6.3 海水淡化现状与未来 230
6.6.4 风能——潜在的清洁能源 231
6.6.5 晒盐——传统海盐生产方式 234
第7章 污泥膨胀形成机理及控制措施的研究现状和进展 236
7.1 对丝状细菌的研究 237
7.2.2 动力学选择理论 238
7.2.1 扩散选择理论 238
7.2 对污泥膨胀形成机理的认识 238
7.2.3 贮存选择理论 239
7.2.4 一氧化氮假设理论 240
7.3 污泥膨胀的控制修复措施 240
7.3.1 好氧选择器 242
7.3.2 非曝气选择器 242
7.4 对污泥膨胀研究的进展 245
7.4.1 生物学研究方面研究进展 245
7.4.2 数学模型的应用 246
7.5 亟待解决的问题 247
7.5.1 污泥颗粒结构 248
7.5.2 细菌的鉴定及其生理学特征 248
7.5.3 颗粒底物的作用 248
7.5.4 聚合物贮存 248
7.5.7 数学模型 249
7.6 污泥膨胀成因、控制要点 249
7.5.6 污泥膨胀的控制和监视 249
7.5.5 选择器 249
第8章 厌氧生物处理技术回顾及能源利用形式前景展望 251
8.1 引言 251
8.2 生物产甲烷原理及其应用现状 253
8.2.1 生物产甲烷原理 253
8.2.2 生物产甲烷工艺 255
8.2.3 产甲烷原料 256
8.2.4 沼气利用 257
8.3 生物产氢原理及其技术发展方向 260
8.3.1 暗发酵生物产氢 261
8.3.2 光生物产氢 263
8.3.3 生物产氢反应器的设计 264
8.3.4 氢气利用技术的发展方向 267
8.4 能量载体的选择 269
8.5 结语 270
第9章 生物除硫理论与技术研究进展 273
9.1 含硫化合物及其危害 273
9.1.1 含硫化合物及其对环境影响 273
9.1.2 SO2来源及其危害 273
9.1.3 酸雨形成及其危害 274
9.1.4 H2S来源及其危害 275
9.2 硫的自然循环 276
9.2.1 还原作用 276
9.2.2 氧化作用 277
9.2.3 三废处理中含硫物质的转化 278
9.3 硫酸盐还原菌（SRB）的影响 279
9.3.1 SRB的分类及代谢机理 279
9.3.2 硫酸盐还原菌与产酸菌、产甲烷细菌的关系及影响因素 279
9.4 硫化物的生物去除 282
9.4.2 反硝化除硫 283
9.4.1 硫化物的生物氧化 283
9.5.1 污水管道中的硫循环 285
9.5 下水道中硫化物的生成与控制 285
9.5.2 H2S气体转化的影响因素 286
9.5.3 管道中H2S释放经验模型研究 286
9.6 生物除硫工艺 287
9.6.1 反硝化除硫工艺 287
9.6.2 采矿废水除硫工艺 288
9.6.3 尾气生物脱硫工艺 289
9.7 小结 290
9.6.4 人工湿地去除生活污水中的硫 290
第10章 数学模型在污水处理技术中的作用与应用实例 292
10.1 数学模型方法及污水处理工艺模型 292
10.1.1 模型方法——“黑箱”→“灰箱”→“白箱” 292
10.1.2 污水处理工艺模型 293
10.2 数学模拟技术——设计、优化、研发污水处理工艺的超级辅助工具 294
10.2.1 数学模型发展历程 295
10.2.2 数学模拟工具 304
10.2.3 模拟试验与工程 305
10.2.4 方案比较与工艺设计 306
10.2.5 问题诊断与运行优化 306
10.2.6 试验定向与工程放大 307
10.2.7 结语 308
10.3 模拟A2N双污泥反硝化除磷系统试验 308
10.3.1 引言 308
10.3.2 模拟和化学计量 310
10.3.3 模拟模型分析 313
10.3.4 结果与讨论 315
10.3.5 结论 321
10.4 模拟比较BCFS？与A2N工艺性能 322
10.4.1 引言 322
10.4.2 模拟方法 323
10.4.3 模拟结果 326
10.4.4 讨论 334
10.4.5 结论 335
10.5 模拟评价脱氮除磷工艺中反硝化除磷细菌（DPB）的综合环境影响 336
10.5.1 引言 336
10.5.2 研究方法 337
10.5.3 结果与讨论 341
10.5.4 结论 347
10.6 模拟评价生物脱氮除磷工艺中磷回收促进生物除磷作用 347
10.6.1 引言 347
10.6.2 研究方法 349
10.6.3 结果与讨论 350
10.6.4 结论 354
10.7.1 引言 355
10.7 模拟分析自养脱氮生物膜工艺（CANON）敏感性 355
10.7.2 模型与模拟 357
10.7.3 结果与讨论 359
10.7.4 结论 368
10.8 模拟分析温度及动态进水对自养生物膜脱氮工艺（CANON）性能的影响 368
10.8.1 引言 368
10.8.2 研究方法 370
10.8.3 结果与讨论 373
10.8.4 结论 381
10.9.1 引言 382
10.9 模拟预测ANAMMOX细菌在生物膜系统的脱氮作用 382
10.9.2 模拟方法 383
10.9.3 结果与讨论 385
10.9.4 结论 391
10.10 模拟评价亚硝化—厌氧氨氧化生物膜工艺中氧的消耗 391
10.10.1 引言 391
10.10.2 模拟方法 392
10.10.3 结果与讨论 393
10.10.4 结论 396
第11章 国外水管理体制与经验 410
11.1 实践中不断完善的美国水管理政策与经验 410
11.1.1 水管理体制概况 410
11.1.2 水源及饮用水管理 411
11.1.3 污水管理 415
11.1.4 湿地和海洋水域系统管理 419
11.1.5 科学技术发展管理 420
11.1.6 资金管理 422
11.2 荷兰水管理体制及水务局职能 423
11.1.7 结语 423
11.2.1 水务局——荷兰最古老的组织形式 424
11.2.2 水管理体制 424
11.2.3 水务局管理职能及与政府关系 425
11.2.4 水务局的组织机构与选举办法 425
11.2.5 水务局协会与作用 426
11.2.6 经费来源 427
11.2.7 21世纪水政策 427
11.2.8 水务局任务与目标 428
11.3.1 水资源立法 431
11.3 走向良性的水经济——以色列管水用水经验 431
11.3.2 水资源管理部门 432
11.3.3 水资源配置 433
11.3.4 水资源价格体系 433
11.3.5 水资源淡化工程 435
11.3.6 现状与对策 436
11.3.7 结语 437
参考文献 438
后记 496