第1章 污泥膨胀的基本概念 1
1.1活性污泥法 1
1.1.1活性污泥法的起源 1
1.1.2活性污泥法的应用 2
1.2活性污泥的性质 3
1.2.1活性污泥的组成和结构 3
1.2.2活性污泥絮体的形成机理 6
1.2.3活性污泥的特性 10
1.2.4活性污泥的分类 13
1.3污泥沉降性能指标 15
1.3.1污泥沉降比 15
1.3.2污泥容积指数 15
1.3.3污泥成层沉降速度 18
1.3.4丝状菌指数 19
1.3.5丝状菌丰度 22
1.3.6丝状菌长度 24
1.3.7丝状菌数量 24
1.4污泥膨胀及其危害 27
1.4.1污泥膨胀的定义 27
1.4.2污泥膨胀的范围 28
1.4.3污泥膨胀的危害 31
1.5污泥膨胀的分类 31
1.5.1丝状菌污泥膨胀 32
1.5.2非丝状菌污泥膨胀 33
1.6泡沫问题 34
1.7其他泥水分离问题 36
1.7.1分散生长 36
1.7.2针状污泥絮体 36
1.7.3散落状絮凝物悬浮 36
主要参考文献 38
第2章 活性污泥法微生物学基础 40
2.1菌胶团菌 41
2.2生物脱氮系统中的常见细菌 42
2.2.1硝化细菌 42
2.2.2反硝化细菌 46
2.2.3氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的竞争 51
2.3强化生物除磷系统（EBPR）中的常见细菌 56
2.3.1聚磷菌 56
2.3.2聚糖菌 60
2.3.3聚磷菌和聚糖菌的竞争 62
2.3.4反硝化聚磷菌和反硝化聚糖菌 66
2.4常见的微型生物 67
2.4.1原生动物 68
2.4.2后生动物 76
2.4.3活性污泥中微型生物的作用 78
主要参考文献 81
第3章 丝状菌形态学与生态生理学 85
3.1丝状菌的形态特性 85
3.1.1分支 85
3.1.2运动性 85
3.1.3丝状菌形态 86
3.1.4位置 87
3.1.5附着生长 87
3.1.6衣鞘 87
3.1.7隔膜 90
3.1.8丝状菌宽度 90
3.1.9丝状菌长度 90
3.1.10细胞形状 91
3.1.11细胞大小 91
3.1.12积硫情况 92
3.1.13储存颗粒 93
3.1.14染色反应 93
3.1.15其他观察 95
3.2丝状菌分类与鉴别 95
3.2.1基于形态学的丝状菌分类 95
3.2.2 Jenkins分类法 113
3.2.3 Eikelboom分类法 116
3.2.4 Wanner分类法 120
3.2.5基于微生物学的丝状菌分类 120
3.2.6传统的鉴定方法 122
3.2.7基于现代分子生物学手段的鉴定方法 124
3.3丝状菌的生理生态学特性 129
3.3.1变形菌门丝状菌的生态生理学 129
3.3.2拟杆菌门丝状菌的生态生理学 135
3.3.3绿弯菌门丝状菌的生态生理学 137
3.3.4 TM7菌门丝状菌的生态生理学 139
3.3.5厚壁菌门丝状菌的生态生理学 140
3.3.6放线菌门丝状菌的生态生理学 141
3.3.7浮霉菌门丝状菌的生态生理学 145
3.3.8未被鉴定的丝状菌 145
3.4不同生长环境与运行条件下的优势丝状菌 145
3.4.1多功能基于溶解性底物的丝状菌 148
3.4.2专门基于复杂型底物生长的丝状菌 148
3.4.3多代谢功能的泡沫型丝状菌 149
3.4.4发酵型底物丝状菌 149
3.4.5不同类型污水处理厂中的优势丝状菌 149
主要参考文献 150
第4章 污泥膨胀理论与学说 160
4.1扩散选择理论 160
4.2动力学选择理论 161
4.3储存选择理论 162
4.4饥饿假说理论 163
4.5一氧化氮理论 165
4.6动力-扩散双选择理论 166
4.7扩展的选择理论 168
主要参考文献 169
第5章 污泥膨胀的成因和主要影响因素 172
5.1水质条件 172
5.1.1有机物 172
5.1.2氮和磷营养物质 173
5.1.3硫化物 174
5.1.4有毒物质 175
5.1.5腐化和酸化废水 176
5.1.6脂类 176
5.2环境条件 176
5.2.1温度 176
5.2.2 pH 177
5.2.3溶解氧 178
5.3运行条件与工况 179
5.3.1污泥负荷 179
5.3.2反应器类型及流态 180
5.3.3进水方式 181
5.3.4曝气方法 181
5.3.5污泥龄的控制 181
主要参考文献 182
第6章 污泥膨胀的预防与控制 184
6.1生物选择器 184
6.1.1生物选择器的分类 184
6.1.2生物选择器的设计 186
6.1.3生物选择器的应用 189
6.2低负荷污泥膨胀的控制 190
6.2.1推流式反应器 191
6.2.2序批式反应器 191
6.2.3改良A/O工艺中低负荷引起的丝状菌污泥膨胀及控制 193
6.2.4 SBR工艺中低负荷对活性污泥沉降性能的影响 195
6.3低溶解氧污泥膨胀的控制 196
6.3.1控制污泥膨胀的最低DO值与F/M的关系 196
6.3.2改良A/O工艺中低溶解氧引起的丝状菌污泥膨胀及控制 197
6.3.3 SBR工艺中低溶解氧引起的污泥膨胀及控制 198
6.4营养物缺乏型污泥膨胀的控制 199
6.4.1营养物质的生理功能及来源 199
6.4.2缺乏营养物质引起的丝状菌污泥膨胀的状况 199
6.4.3缺乏营养物质引起的丝状菌污泥膨胀机理 200
6.4.4 缺乏营养物质引起的丝状菌污泥膨胀的试验研究状况 202
6.4.5缺乏营养物质型污泥膨胀的控制技术及注意事项 206
6.5高负荷污泥膨胀的控制 208
6.5.1回流污泥再生法 208
6.5.2投加填料法 208
6.6投加氧化剂法 209
6.6.1投加Cl2 209
6.6.2投加H2O2 209
6.6.3投加O3 210
6.7增重剂和絮凝剂 215
6.8非丝状菌污泥膨胀的控制方法 215
6.8.1非丝状菌污泥膨胀的成因 215
6.8.2控制方法 217
6.9其他泥水分离问题的控制方法 228
6.9.1生物泡沫的控制方法 228
6.9.2污泥上浮的控制方法 231
主要参考文献 231
第7章 预防与控制污泥膨胀的专家系统 235
7.1专家系统简介 235
7.1.1专家系统的结构 235
7.1.2专家系统的优点 236
7.1.3基于规则的专家系统结构 237
7.2专家系统开发方法和工具 241
7.2.1专家系统的开发方法 241
7.2.2专家系统的开发工具 243
7.3污泥膨胀成因的诊断与应急控制系统 246
7.3.1污泥膨胀诱因的检索图 246
7.3.2污泥膨胀的控制措施 251
7.3.3应用举例 253
7.4预防与控制污泥膨胀专家系统的开发和应用 256
主要参考文献 259
第8章 污泥膨胀的数学模型 260
8.1引言 260
8.2 Chudoba动力选择模型 260
8.3 Chiesa和Irivine模型 261
8.4 AEROFIL模型 262
8.4.1模型假设 262
8.4.2模型中的过程描述 263
8.5动力学选择-骨架耦合数学模型 267
8.5.1引言 267
8.5.2模型的假设 267
8.5.3数学模型 268
8.5.4参数选取 270
8.5.5结果与讨论 271
主要参考文献 284
第9章 国外控制污泥膨胀的经验和实践 285
9.1澳大利亚 285
9.1.1澳大利亚污水处理厂泥水分离问题概况 285
9.1.2污泥膨胀和生物泡沫的控制方法 286
9.1.3澳大利亚解决污泥膨胀的案例 287
9.2捷克 289
9.2.1 20世纪八九十年代污水处理厂中泥水分离问题的调研 289
9.2.2 2000年对8座脱氮除磷污水处理厂的调查 293
9.2.3生物泡沫控制措施 294
9.3丹麦、希腊及荷兰 295
9.3.1污水组成及工艺流程 296
9.3.2污泥膨胀和生物泡沫的情况 297
9.3.3污水组成、工艺流程及运行参数对丝状菌生长的影响 300
9.3.4控制措施及经验 301
9.4意大利 303
9.4.1优势丝状菌调查 303
9.4.2控制措施 306
9.4.3污水处理厂解决泥水分离问题的案例分析 307
9.5日本 310
9.5.1日本泥水分离问题概况 310
9.5.2诱发泥水分离问题的主要丝状菌 310
9.5.3采取的控制措施 312
9.5.4案例研究 313
9.6美国 314
9.6.1活性污泥系统中丝状菌的控制 314
9.6.2生物泡沫 317
9.6.3黏性膨胀和分散生长 319
主要参考文献 321
第10章 污泥膨胀的研究热点和进展 327
10.1低DO污泥微膨胀节能方法的发现、提出及理论基础 327
10.1.1低溶解氧污泥微膨胀节能方法的发现 327
10.1.2低溶解氧污泥微膨胀节能方法的提出 328
10.1.3低溶解氧污泥微膨胀节能方法的理论基础 330
10.2图像分析在控制污泥膨胀中的应用 333
10.2.1图像分析技术简介 333
10.2.2图像分析技术在污泥膨胀中的应用 335
10.3 FISH在丝状菌检测上的应用与研究进展 338
10.3.1定性分析应用 338
10.3.2定量分析应用 339
10.3.3运用FISH技术在丝状菌鉴定中的意义 340
10.3.4荧光原位杂交技术应用于丝状菌鉴定上的缺陷 342
10.3.5发展前景 345
10.4好氧颗粒污泥与污泥膨胀 346
10.4.1好氧颗粒污泥中丝状菌的存在形式 347
10.4.2好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌的外延生长 347
10.4.3好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌过度生长的诱发因素 350
10.4.4好氧颗粒污泥SBR反应器中丝状菌的增殖方式 353
10.5膜生物反应器与污泥膨胀 355
10.5.1污泥膨胀对MBR膜污染的影响 355
10.5.2污泥膨胀对MBR污染物去除的影响 356
10.5.3污泥膨胀对MBR微生物群落的影响 357
10.5.4膜生物反应器中污泥膨胀的控制 357
10.6尚未解决的问题 358
10.6.1污泥结构 358
10.6.2微生物鉴定 359
10.6.3颗粒性底物的作用 359
10.6.4底物储存的作用 359
10.6.5生物选择器 360
10.6.6预防和控制 360
10.6.7数学模型 361
主要参考文献 361