目录 1
第1章 废水厌氧生物处理概论 1
1.1厌氧消化的基本原理及其研究进展 1
1.2厌氧微生物学的发展概况 4
1.2.1国外的发展概况 4
1.2.2我国学者的研究简况 5
1.3厌氧处理工艺的发展概况 6
1.4.2按厌氧反应器的流态分类 11
1.4.1按发展年代分类 11
1.4厌氧生物处理工艺的分类 11
1.4.3按厌氧微生物在反应器内的生长情况不同分类 12
1.4.4衍生的厌氧反应器 12
1.4.5按厌氧消化阶段分类 12
1.5厌氧生物处理技术在废水处理中的地位 12
1.5.1有机废水处理的技术路线 12
1.5.2厌氧生物处理的技术评估 13
2.1.2富集培养物的研究证明厌氧消化由两群菌完成 19
2.1.1甲烷的生成是一个微生物学过程 19
2.1厌氧生物处理过程的微生物 19
第2章 厌氧生物处理微生物学 19
2.1.3Hungate严格厌氧菌培养技术 20
2.1.4产氢产乙酸菌和种间氢转移的发现 22
2.1.5氢营养型细菌和耗氢产乙酸菌的发现 23
2.1.6甲烷生产的碳流 23
2.2不产甲烷菌及其作用 24
2.2.1发酵性细菌 24
2.2.2产氢产乙酸菌 27
2.2.3耗氢产乙酸菌 28
2.3产甲烷菌及其作用 31
2.3.1产甲烷菌的分类 31
2.3.2产甲烷菌的代表种 32
2.3.3产甲烷菌的细胞结构特性 35
2.3.4产甲烷菌的营养特征 36
2.4不产甲烷菌与产甲烷菌微生物之间的关系 37
2.4.2不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧环境 38
2.4.1不产甲烷菌为产甲烷菌提供生长和产甲烷所必须的基质 38
2.4.3不产甲烷菌为产甲烷菌消除有毒物质 39
2.4.4产甲烷菌为不产甲烷菌的生化反应解除反馈抑制 39
2.4.5产甲烷菌在厌氧消化过程中的调节作用 39
2.5硫酸盐还原细菌 40
2.5.1硫酸盐还原菌的类群 40
2.5.2硫酸盐还原菌的生长条件 41
第3章 厌氧过程的能量代谢 43
3.1厌氧过程的高能磷酸化合物 43
3.1.1厌氧微生物细胞中的能量库 43
3.1.2厌氧微生物的YATP 43
3.2厌氧过程热力学 44
3.2.1微生物的产能代谢 44
3.2.2厌氧微生物ATP的生成方式 47
3.2.3厌氧微生物能量代谢的热力学效率 48
3.2.4沼气发酵的热能转换 48
3.3厌氧过程生化反应中的自由能 48
3.3.1厌氧消化中H2调节第一位点的热力学 49
3.3.2有机物降解中H2调节第二位点的热力学 50
3.3.3甲烷形成中的能量释放 51
3.4厌氧过程的氧化还原电位 51
3.4.1氧化还原电位对微生物生长的影响 51
3.4.2微生物生长对氧化还原电位的影响 52
3.4.3厌氧消化过程中的氧化还原电位 52
第4章 厌氧生物处理生化机理 54
4.1葡萄糖的厌氧降解生化途径 54
4.1.1单糖酵解为丙酮酸的途径 54
4.1.2丙酮酸的厌氧去路 58
4.1.3丙酮酸的发酵产物 58
4.2有机物厌氧降解途径 66
4.2.1纤维素的厌氧降解 66
4.2.2淀粉的厌氧降解 68
4.2.3果胶的厌氧降解 69
4.2.4木质纤维素的厌氧降解 69
4.2.5脂肪酸的厌氧降解 70
4.2.6蛋白质和氨基酸的厌氧降解 71
4.3甲烷形成的生化机理 72
4.3.1由H2/CO2形成甲烷 72
4.3.2由甲醇和甲胺类物质形成甲烷 74
4.3.3由乙酸形成甲烷 74
4.4产甲烷菌的营养及特有的辅酶 76
4.4.1产甲烷菌的营养 76
4.4.2产甲烷细菌特有的辅酶 77
第5章 厌氧生物处理动力学 83
5.1概述 83
5.2微生物动力学基础 84
5.2.1Monod动力学 84
5.2.2Contois动力学 86
5.2.3抑制动力学模型 86
5.2.4动力学限速步骤的概念 91
5.3.2水解产物的厌氧发酵与厌氧氧化 92
5.3.1颗粒有机物水解 92
5.3厌氧子过程动力学 92
5.3.3产甲烷过程 94
5.4厌氧总过程动力学 96
5.5悬浮生长厌氧反应动力学 96
5.5.1悬浮生长完全混合厌氧反应器动力学 96
5.5.2悬浮生长活塞流式厌氧反应器动力学 102
5.6附着生长厌氧反应动力学 104
5.6.1平面形生物膜反应动力学 104
5.6.2球形生物膜反应动力学 106
第6章 厌氧消化过程的控制 111
6.1厌氧消化过程的酸碱平衡及pH值控制 111
6.1.1厌氧微生物的适宜pH值 111
6.1.2厌氧缓冲体系 111
6.1.3厌氧消化体系中的酸碱平衡 112
6.1.4厌氧体系中的碱度 113
6.1.5厌氧消化体系中的生化反应及其对酸碱平衡的影响 114
6.1.6厌氧消化过程pH值控制数学模型的建立 115
6.1.7模型的验证 118
6.1.8厌氧生物处理过程中pH值的控制技术 120
6.2温度对厌氧生物处理的影响 121
6.2.1温度对厌氧微生物宏观活性的影响 121
6.2.2温度对厌氧反应过程中动力学参数的影响 123
6.2.3温度突变对厌氧消化的影响 125
6.2.4厌氧生物处理反应温度的选择与控制 126
6.2.5高温厌氧生物处理工艺 127
6.3厌氧污泥活性的测试 128
6.3.1厌氧污泥活性测试的原理 128
6.3.2测试装置及方法 129
6.3.3厌氧污泥活性测试的其他方法 131
6.4厌氧消化过程中的营养物质 133
6.4.1厌氧微生物的碳源和能源 134
6.4.2厌氧微生物对氮、磷、硫的需求 134
6.4.3微量金属元素 135
6.5厌氧消化过程中的抑制物质 136
6.5.1概论 136
6.4.4维生素 136
6.5.2无机抑制性物质 137
6.5.3天然有机抑制性物质 140
6.5.4人工合成有机抑制性物质 141
6.5.5厌氧污泥对抑制性物质的适应与驯化 143
6.6厌氧生物处理过程中的监测和控制 144
6.6.1工艺控制条件 144
6.6.2厌氧生物处理系统的监测与控制对策 144
6.6.3厌氧系统的早期警示物 145
第7章 厌氧接触法 147
7.1厌氧接触法工艺原理 147
7.2厌氧接触法工艺系统设计 148
7.2.1按有机容积负荷率设计 149
7.2.2按动力学关系式计算 149
7.2.3沉淀池的设计 150
7.3厌氧接触法工艺系统的应用 151
8.1.3气、固、液分离器 154
8.1.1进水分配系统 154
8.1.2反应区 154
8.1升流式厌氧污泥层反应器的构造特点 154
第8章 升流式厌氧污泥层反应器 154
8.1.4出水系统 155
8.1.5排泥系统 155
8.2UASB反应器厌氧颗粒污泥的形成及其性质 155
8.2.1概述 155
8.2.2厌氧颗粒污泥形成的条件 156
8.2.3厌氧颗粒污泥的形成机理 157
8.2.4颗粒污泥的形成过程 158
8.2.5厌氧颗粒污泥的基本性质 159
8.3UASB反应器处理废水的数学表达方法 167
8.3.1UASB反应器的流态模型 167
8.3.2UASB反应器的数学表达式 168
8.4UASB工艺处理系统的选择 171
8.4.1不复杂溶解性废水 171
8.4.2不完全溶解的复杂废水 172
8.5UASB反应器的设计 172
8.5.1反应器所需容积及主要尺寸的确定方法 173
8.5.2反应器进水分配系统的设计 178
8.5.3三相分离器的设计 179
8.5.4排泥系统的设计 184
8.5.5其他设计考虑 184
8.5.6设计实例 184
8.6UASB反应器的启动与运行 186
8.6.1处理工业废水UASB反应器的启动与运行 187
8.6.2处理生活（或城市）废水UASB反应器的启动运行 189
9.1.1厌氧滤池工艺系统 192
第9章 厌氧生物膜法 192
9.1厌氧滤池 192
9.1.2工艺参数与运行效率 194
9.1.3填料的选择及水力特性 196
9.1.4几种不同类型的厌氧滤池 199
9.1.5厌氧滤池的工艺设计 201
9.1.6厌氧滤池的运行及影响因素 202
9.2厌氧膨胀床及流化床 203
9.2.1厌氧膨胀床和流化床的研究现状 204
9.2.2固体流态化的原理 206
9.2.3流化床上升流速的控制 207
9.3厌氧生物转盘 210
9.3.1厌氧生物转盘的构造和工作原理 210
9.3.2厌氧生物转盘的计算 211
第10章 其他厌氧生物反应器 213
10.1内循环厌氧反应器 213
10.1.1IC反应器的基本构造与工作原理 213
10.1.2IC反应器的运行特性 214
10.1.3IC反应器的国内外应用情况及发展前景 218
10.2膨胀颗粒污泥床 218
10.2.1EGSB反应器的构造特点 218
10.2.2EGSB反应器的运行性能 219
10.2.3EGSB反应器的应用实例 219
10.3升流式厌氧污泥床——滤层反应器 222
10.3.1UBF反应器的构造特点 222
10.3.2UBF反应器的运行性能特点 222
10.3.3UBF反应器试验研究和生产性应用 223
10.4厌氧折流板反应器 224
10.4.1ABR的构造及工艺特点 224
10.4.2ABR的动力学模型 225
10.4.3ABR的运行特性 226
10.4.4国内外试验应用情况 228
10.5升流式厌氧固体反应器 228
10.5.1USR的构造及工艺特点 228
10.5.3国内研究与应用情况 229
10.5.2USR的运行特性 229
10.6管道厌氧消化器 230
10.6.1管道厌氧消化器的构造特点 230
10.6.2管道厌氧消化器的运行特性 231
10.6.3生产性推广应用情况及前景 231
10.7垂直折流厌氧污泥床反应器 232
10.7.1反应器的构造特点 232
10.7.2垂直折流厌氧污泥床反应器的运行特点 233
11.1两相厌氧工艺的基本概念 235
第11章 两相厌氧生物处理工艺 235
11.2.1相分离的方法 236
11.2两相厌氧工艺中相的分离 236
11.2.2相分离对中间代谢产物的影响 237
11.2.3相分离的实现对整个工艺的影响 239
11.2.4相分离后两相反应器之间的相互关系 240
11.3两相厌氧工艺的微生物学与动力学 241
11.3.1两相厌氧工艺中的微生物学 241
11.3.2两相厌氧工艺中的动力学 242
11.4.2两相厌氧工艺处理普通的有机废水 247
11.4两相厌氧工艺的应用实例 247
11.4.1两相厌氧工艺的主要流程 247
11.4.3两相厌氧工艺处理含高悬浮物的有机废水 248
11.4.4两相厌氧工艺处理固体有机废弃物 249
11.4.5两相厌氧工艺处理其他有机废水 249
11.4.6抑制性物质对两相厌氧工艺的影响 250
11.5温度两相厌氧工艺简介 251
12.1.2污泥的性质指标 253
12.1.1污泥的分类 253
第12章 污泥厌氧消化处理 253
12.1污泥的分类及性质 253
12.2污泥厌氧消化工艺流程及消化池的构造 257
12.2.1污泥厌氧消化工艺流程 257
12.2.2消化池的分类及构造 258
12.3污泥消化工艺设计 261
12.3.1消化池的容积计算 261
12.3.2加温设备及计算 263
12.3.3热交换器的设计 264
12.4污泥消化池的运行管理 265
12.4.1消化池的启动 265
12.4.2厌氧消化池的运行控制 265
第13章 含硫酸盐有机废水的厌氧生物处理 269
13.1硫酸盐还原菌的代谢过程 269
13.1.1典型的硫酸盐还原菌的代谢反应 269
13.1.2硫酸盐还原菌的代谢过程 269
13.1.3硫酸盐还原的可能途径 270
13.2.1基质竞争性抑制作用 271
13.2硫酸盐还原作用对厌氧消化的影响 271
13.2.2溶解性硫化物对产甲烷菌的毒害作用 272
13.3含硫酸盐有机废水的处理技术 274
13.3.1物理化学法 274
13.3.2生物法 276
14.1难降解有机物的分类及来源 282
14.1.1多环芳烃类（PAH）化合物 282
第14章 难降解有机物的厌氧生物处理技术 282
14.1.2杂环类化合物 283
14.1.3有机氰化物 283
14.1.4有机合成高分子化合物 283
14.2难降解有机物的生物降解基本原理 284
14.2.1难降解有机物及生物降解性能的定义 284
14.2.2影响有机物生物降解性能的因素 285
14.2.3难降解有机物生物降解机理 286
14.2.4难降解有机物厌氧生物降解性能评价方法 287
14.3.1厌氧酸化对杂环化合物和多环芳烃转化去除效果 288
14.3杂环化合物和多环芳烃的厌氧生物处理 288
14.3.2杂环化合物和多环芳烃厌氧酸化反应动力学 290
14.3.3共基质中易降解有机物对难降解有机物厌氧转化降解的作用 290
14.3.4杂环化合物和多环芳烃经厌氧酸化后对后续好氧生物降解性能的改善 291
14.4含氯有机化合物的厌氧生物处理 292
14.4.1含氯有机化合物厌氧生物降解的机理及降解性能评价 293
14.4.2氯代烃类化合物厌氧降解 294
14.4.3氯代酚类化合物厌氧降解 294
14.4.4氯代苯及多氯联苯类化合物厌氧降解 295
14.5硝基取代有机物的厌氧生物处理 296
14.6合成染料的厌氧生物处理 297
14.6.1合成染料的厌氧生物降解性能 297
14.6.2厌氧－好氧组合工艺处理染料废水 298
14.6.3高效脱色菌强化染料废水厌氧生物处理 299
14.7焦化废水的厌氧生物处理 299
14.8制药废水的厌氧生物处理 300
14.9造纸废水的厌氧生物处理 301