第1篇 城市污水生物除磷脱氮原理与调控新技术及其原理 3
1污水除磷脱氮理论 3
1.1增强生物除磷 3
1.1.1生物除磷的基本原理 3
1.1.2胞内聚合物 5
1.1.3增强生物除磷系统中的微生物 10
1.1.4增强生物除磷系统的主要微生物酶 10
1.2生物脱氮 12
1.2.1生物脱氮的基本原理 12
1.2.2生物脱氮过程中的关键酶 13
1.2.3非传统的生物脱氮技术 14
2基于污水短链脂肪酸组成优化的高效生物除磷 17
2.1丙酸/乙酸对聚磷菌富集系统的影响 19
2.1.1驯化过程对除磷效果的影响 19
2.1.2丙酸/乙酸对聚磷菌系统的物质转化影响 20
2.2丙酸/乙酸对聚糖菌富集系统的影响 24
2.2.1聚糖菌的培养驯化策略 24
2.2.2驯化过程中各反应器的变化特征 25
2.2.3丙酸/乙酸对聚糖菌系统的物质转化影响 29
2.3丙酸与乙酸混合酸作为碳源对聚磷菌和聚糖菌厌氧代谢计量学影响 30
2.3.1聚磷菌胞内的基本反应 30
2.3.2聚糖菌胞内的基本反应 31
2.3.3混合酸作为碳源时聚磷菌的厌氧代谢途径和计量学 32
2.3.4混合酸作为碳源时聚糖菌的厌氧代谢途径和计量学 34
2.3.5模型验证 35
2.4丙酸与乙酸混合酸作碳源时的聚磷菌和聚糖菌代谢的动力学 40
2.4.1厌氧动力学过程 40
2.4.2 PAO动力学模型的描述 41
2.4.3 GAO动力学模型的描述 43
2.4.4代谢过程动力学模拟 44
2.4.5动力学模型的意义 46
3基于污水pH值优化的高效生物除磷 48
3.1起始pH的变化对聚磷菌富集系统的短期影响 48
3.1.1反应器中pH的变化 48
3.1.2起始pH对各种物质代谢的影响 49
3.2起始pH的变化对聚糖菌富集系统的短期影响 55
3.3不同起始pH长期驯化对PAO和GAO影响的比较 57
3.3.1 pH变化的比较 57
3.3.2对短链脂肪酸吸收的影响 57
3.3.3对聚羟基烷酸和糖原代谢的影响 59
3.3.4对PAO系统溶解性正磷酸盐代谢的影响 60
3.3.5对关键酶活性的影响 60
4厌氧-低氧同时高效生物除磷脱氮 64
4.1进水短链脂肪酸组成对厌氧-低氧生物除磷脱氮系统的影响 64
4.1.1厌氧-低氧生物除磷脱氮系统的启动 64
4.1.2驯化稳定后在一个运行周期内主要物质的变化特征 67
4.1.3短链脂肪酸组成对COD、氮和磷去除的影响 71
4.1.4 PHA组成与除磷脱氮的内在联系 72
4.1.5厌氧-低氧系统中反硝化微生物的研究 73
4.2充水比的影响 75
4.2.1充水比对短链脂肪酸、PHA及糖原代谢的影响 75
4.2.2充水比对硝化、反硝化及氮去除的影响 77
第2篇 污水处理厂污泥转化为除磷脱氮优质碳源的理论与技术 83
5污泥发酵产酸概述 83
5.1污泥发酵产酸的意义 83
5.2污泥厌氧发酵的基本原理 83
5.3参与污泥厌氧发酵的主要微生物 85
5.3.1水解和酸化阶段的主要微生物 85
5.3.2产氢产乙酸阶段的主要微生物 85
5.3.3产甲烷阶段的主要微生物 86
5.4参与污泥厌氧水解和发酵产酸的关键酶 86
5.4.1污泥厌氧水解的关键酶 86
5.4.2与产酸相关的关键酶 89
5.5污泥厌氧发酵的影响因素 92
5.6提高污泥水解速率的方法 94
6碱性条件强化剩余污泥发酵产酸 97
6.1常温条件下pH对剩余污泥厌氧发酵的影响与机理 97
6.1.1 pH对溶解性COD的影响 97
6.1.2 pH对总SCFAs的影响 98
6.1.3 pH对单个SCFAs的影响 99
6.1.4碱性pH促进剩余污泥发酵产酸的机理 101
6.1.5不同pH短期预处理对剩余污泥厌氧发酵的影响 106
6.1.6恒定pH 10条件下半连续流反应器中污泥厌氧发酵的研究 107
6.2中温及高温条件下pH对剩余污泥厌氧发酵的影响与机理 109
6.2.1 pH对剩余污泥中温及高温厌氧发酵的影响 109
6.2.2中温及高温条件下碱性pH促进剩余污泥厌氧发酵产酸的机理 112
6.2.3 pH对污泥VSS减量的影响 115
6.2.4 pH对污泥厌氧发酵系统碳平衡的影响 116
6.2.5 pH对NH4+-N和PO3-4-P释放的影响 117
7表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸 119
7.1不同表面活性剂对剩余污泥发酵产酸量的影响 119
7.2阴离子表面活性剂对剩余污泥厌氧发酵的影响 121
7.2.1表面活性剂投加量对总SCFAs浓度的影响 121
7.2.2最佳表面活性剂投加量时各种SCFAs的浓度分布 122
7.2.3表面活性剂投加量对剩余污泥厌氧发酵过程中NH+4-N和PO3-4-P释放的影响 123
7.2.4剩余污泥在厌氧发酵过程中pH的变化 124
7.2.5剩余污泥厌氧发酵过程中的污泥浓度变化 125
7.3中温及高温条件下表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的研究 126
7.3.1表面活性剂加入量对发酵产酸量的影响 126
7.3.2表面活性剂加入量对发酵产生的SCFAs组分的影响 127
7.3.3表面活性剂加入量对VSS减量的影响 128
7.3.4不同表面活性剂投加量下污泥厌氧发酵系统的碳平衡 129
7.4 pH对表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵的影响 130
7.4.1 pH对表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸量的影响 131
7.4.2 pH对表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产生的SCFAs组分的影响 131
7.5表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸的机理 132
7.5.1表面活性剂对剩余污泥中颗粒态有机物溶解的影响 133
7.5.2表面活性剂对溶解态大分子有机物水解的影响 135
7.5.3表面活性剂对水解产物降解及发酵产酸的影响 137
7.5.4表面活性剂对酸化产物甲烷化的影响 139
7.5.5表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸主要是生物作用还是化学作用的验证 140
7.5.6表面活性剂对污泥水解酶活力的影响 142
7.5.7表面活性剂在厌氧发酵过程中的自身降解 144
7.5.8表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸的机理小结 144
8 pH及表面活性剂对剩余污泥发酵产酸动力学的影响 146
8.1试验方法 146
8.1.1碱性pH促进剩余污泥厌氧发酵产酸的动力学试验 146
8.1.2表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的动力学试验 146
8.2剩余污泥厌氧产酸动力学模型 147
8.2.1模型描述 147
8.2.2灵敏度分析 149
8.2.3动力学参数估算 151
8.3碱性pH促进剩余污泥厌氧产酸动力学 151
8.3.1动力学参数的确定 151
8.3.2动力学模型的验证 157
8.4表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸动力学 158
8.4.1动力学参数的确定 158
8.4.2动力学模型的验证 162
9 pH及表面活性剂对剩余污泥发酵产酸微生物的影响 166
9.1 pH对剩余污泥厌氧发酵微生物活性的影响 166
9.2表面活性剂对剩余污泥厌氧发酵微生物活性的影响 169
9.3室温、中温和高温碱性发酵系统微生物群落结构分析 170
9.3.1室温、中温和高温碱性发酵系统的微生物群落物种数量分布 172
9.3.2室温、中温和高温碱性发酵系统的微生物群落组成 173
10投加碳水化合物促进剩余污泥发酵产酸 177
10.1投加碳水化合物改变C/N对剩余污泥发酵产酸的影响 177
10.1.1C/N对总SCFAs产生的影响 177
10.1.2 C/N对SCFAs组成的影响 178
10.1.3 C/N对溶解性蛋白质浓度的影响 179
10.1.4 C/N对溶解性碳水化合物浓度的影响 180
10.1.5 C/N对NH+4-N释放的影响 181
10.1.6 C/N对PO3-4P释放的影响 182
10.1.7 C/N对剩余污泥发酵减量化的影响 182
10.2最佳C/N时pH及温度对剩余污泥发酵产酸的影响 183
10.2.1 pH的影响 183
10.2.2温度的影响 187
10.3投加碳水化合物促进剩余污泥发酵产酸机理及微生物学研究 189
10.3.1发酵产酸过程中底物之间的协同作用研究 189
10.3.2发酵过程中甲烷产生的研究 191
10.3.3发酵产酸过程中关键酶活性的研究 193
10.3.4发酵产酸过程中的微生物学研究 197
10.4剩余污泥和城市易腐有机废物联合发酵产酸的研究 198
10.5半连续流反应器中投加碳水化合物促进剩余污泥发酵产酸 199
第3篇 污泥产生的碳源用于增强污水生物除磷脱氮 205
11碱性发酵污泥的泥水分离技术 205
11.1碱性发酵污泥的基本性质 205
11.2碱性发酵污泥调理方法的研究 207
11.2.1酸处理和热处理 207
11.2.2盐处理 207
11.3污泥碱性发酵系统的泥水分离 208
11.3.1从污泥碱性发酵系统中同时回收氮和磷 209
11.3.2同时回收氮磷工艺条件的优化 211
11.3.3同时回收氮磷后污泥固相成分分析 213
11.3.4同时回收氮磷对碱性发酵污泥脱水性能的影响 214
11.4同时回收氮磷提高污泥碱性发酵污泥性能的机理 216
11.4.1ξ电位 217
11.4.2镁离子 217
11.4.3聚合物 218
11.4.4鸟粪石 220
12剩余污泥发酵液作为污水增强生物除磷微生物的碳源 222
12.1剩余污泥碱性发酵液与乙酸作为增强生物除磷微生物碳源的比较 222
12.1.1对磷释放的影响 223
12.1.2对磷吸收的影响 225
12.1.3 SOP的去除效果对比及SOP、糖原和PHA的转化 226
12.1.4一个反应周期内BOD、COD、蛋白质和碳水化合物浓度的变化 229
12.1.5 pH的变化 230
12.1.6两个反应器内的污泥性质比较 230
12.1.7污泥发酵液作碳源对出水重金属离子的影响 231
12.2剩余污泥碱性发酵液作碳源时的微生物毒性研究 231
12.2.1脱氢酶活性 231
12.2.2活性污泥的耗氧速率 232
12.3剩余污泥碱性发酵液作为实际城市污水增强生物除磷工艺的补充碳源 232
12.3.1发酵液投加量的确定 233
12.3.2最佳发酵液投加量下的反应器内各物质转化 233
12.3.3最佳发酵液投加量下的污水处理效果 235
13剩余污泥发酵液作为污水短程硝化-反硝化脱氮除磷微生物的碳源 236
13.1乙酸作碳源对短程硝化-反硝化及反硝化除磷的影响 236
13.1.1污泥驯化及一个周期内各物质的变化 238
13.1.2短程硝化-反硝化和反硝化除磷的研究 245
13.2污泥碱性发酵液对短程硝化-反硝化及反硝化除磷的影响 249
13.2.1各物质在一个运行周期内的变化 251
13.2.2污泥发酵液中腐殖酸对厌氧释磷及好氧吸磷的影响 255
13.2.3污泥发酵液主要有机组分对短程硝化的影响 256
13.3污泥发酵液作碳源对微生物及关键酶活性的影响 259
13.3.1对微生物群落组成的影响 259
13.3.2对主要微生物种群数量分布及关键酶活性的影响 262
参考文献 266