第1章 SBR法的发展与理论基础 1
1.1 引言 1
1.1.1 连续流反应器 1
1.1.2 序批式反应器 2
1.2 序批操作反应器的理论基础 3
1.2.1 序批操作反应器的物料衡算 3
1.2.2 序批操作反应器的基本方程 4
1.2.3 序批操作反应器的性能分析 6
1.2.4 序批操作反应器的动力学实验 11
1.2.5 序批操作反应器和半序批操作反应器的设计 16
1.3 SBR法的基本原理和特点 19
1.3.1 SBR法的发展沿革 19
1.3.2 SBR法的基本原理与操作流程 25
1.3.3 SBR法的特点 29
参考文献 40
第2章 SBR法生化反应动力学 41
2.1 生化反应动力学基础 41
2.1.1 酶促反应动力学基础 41
2.1.2 微生物的生长和基质利用动力学 46
2.2 SBR法硝化反硝化反应动力学 51
2.2.1 SBR法硝化反应动力学 51
2.2.2 SBR法反硝化反应动力学 54
2.3 SBR法除磷反应动力学 64
2.3.1 生物除磷反应动力学 64
2.3.2 环境因素对生物除磷的影响 65
2.4 SBR法反应动力学数据分析 71
2.4.1 微分法 71
2.4.2 积分法 74
2.5 SBR法数学模型研究进展及其应用 77
2.5.1 SBR法建模基本步骤 77
2.5.2 数学模型的分类 78
2.5.3 机理模型的研究进展和应用现状 79
2.5.4 统计模型的研究进展 84
2.6 数学模型在SBR法中的应用前景与展望 87
2.6.1 当前SBR法污水处理数学模型存在的主要问题 87
2.6.2 SBR法数学模型的发展方向 87
参考文献 88
第3章 SBR法的控制理论和方法 90
3.1 SBR法的过程控制理论和方法概述 90
3.1.1 过程控制的基本理论和方法 90
3.1.2 常见的过程控制结构 93
3.1.3 污水处理厂控制系统的概述和分类 97
3.1.4 过程控制的优点和意义 101
3.1.5 SBR法过程控制的发展历程 101
3.1.6 SBR法过程控制的分类 102
3.2 传统控制理论和方法在SBR法中的研究和应用 103
3.2.1 定时控制的概述 103
3.2.2 SBR定时控制的设计 104
3.2.3 SBR定时控制在国内外的应用 106
3.2.4 SBR定时控制的特点和局限性 109
3.3 基于传感器的SBR法在线实时控制 109
3.3.1 基于污染物传感器的SBR的实时控制 109
3.3.2 基于间接参数传感器的SBR实时控制 110
3.3.3 根据参数经验值 118
3.3.4 参数经过简单处理 118
3.3.5 参数经过复杂处理 133
3.3.6 应用其他类型传感器对SBR进行实时控制 134
3.3.7 通过优化进水流速对SBR进行实时控制 140
3.4 处理不同废水过程中DO、pH、ORP等控制参数的变化规律 141
3.4.1 啤酒废水 141
3.4.2 含盐生活污水 151
3.4.3 垃圾渗滤液 155
3.4.4 豆制品废水 156
3.4.5 制药废水 161
3.5 SBR法智能控制研究与应用现状 166
3.5.1 模糊控制 166
3.5.2 神经网络控制在SBR法中的应用 189
3.5.3 专家系统在SBR法中的应用 193
参考文献 195
第4章 SBR法污水生物脱氮除磷新理论、新方法 202
4.1 生物脱氮的反应机理 202
4.1.1 生物脱氮的生化机理 202
4.1.2 生物除磷的基本原理与影响因素 210
4.2 SBR短程生物脱氮新工艺研究 227
4.2.1 实现短程生物脱氮的各种方法和策略分析 227
4.2.2 SBR法短程深度脱氮实时控制策略及其稳定性 232
4.2.3 生活污水短程硝化反硝化稳定性影响因素 242
4.2.4 SBR法短程生物脱氮的快速启动方法研究 252
4.2.5 基于实时控制的SBR法短程深度脱氮中试研究 255
4.3 SBR法在双污泥反硝化除磷工艺中的应用 276
4.3.1 反硝化除磷工艺的基本原理 276
4.3.2 反硝化除磷工艺的影响因素 288
4.3.3 SBR法双污泥反硝化除磷工艺的应用前景 295
4.4 同步硝化反硝化的理论和研究现状 296
4.4.1 同步硝化反硝化机理及特点 297
4.4.2 实现同步硝化反硝化的控制因素 301
4.4.3 亚硝酸型同步硝化反硝化 303
4.4.4 好氧反硝化 311
4.4.5 SBR法中同步硝化反硝化现象及研究现状 313
4.5 厌氧氨氧化脱氮及在SBR的应用 317
4.5.1 厌氧氨氧化的发现与理论提出 317
4.5.2 厌氧氨氧化菌的代谢机理和生理特性 318
4.5.3 厌氧氨氧化工艺的影响因素 320
4.5.4 厌氧氨氧化理论与技术在SBR工艺中的应用 323
参考文献 331
第5章 SBR法的研究新进展 344
5.1 脉冲式SBR法深度脱氮与实时过程控制 344
5.1.1 脉冲式分段进水SBR法的研究与应用背景 344
5.1.2 脉冲式分段进水SBR法的基本操作流程 346
5.1.3 脉冲式分段进水SBR法的特点 347
5.1.4 脉冲式分段进水SBR法的脱氮效率分析 348
5.1.5 SFSBR工艺的国内外研究现状 352
5.1.6 实际运行中SFSBR工艺的影响因素 354
5.1.7 脉冲式SBR脱氮工艺性能的小型试验研究 356
5.1.8 脉冲式SBR脱氮工艺脱氮性能的中试研究 366
5.1.9 脉冲式SBR深度脱氮过程控制研究 369
5.2 SBR中好氧颗粒污泥的研究进展 373
5.2.1 好氧污泥颗粒化技术的起源与发展 374
5.2.2 好氧颗粒污泥的形成机理 377
5.2.3 好氧颗粒污泥的性质 380
5.2.4 好氧颗粒污泥的稳定性 383
5.2.5 颗粒污泥对有机物及氮磷的去除效能 388
5.2.6 影响好氧颗粒污泥形成与稳定的因素 392
5.2.7 存在的问题与今后的研究方向 395
5.3 SBR反应器中N2O气体的产生与减量技术 396
5.3.1 DO浓度对生活污水硝化过程中N2O产生量的影响 396
5.3.2 SRT对生活污水硝化过程中N2O产生量的影响 400
5.3.3 COD/N比对生活污水硝化过程中N2O产生量的影响 402
5.4 应用在线过程控制实现SBR系统污泥种群结构的优化 406
5.4.1 污泥种群结构优化的基本思想 406
5.4.2 以防止和控制污泥膨胀为目标的污泥种群结构优化理论与方法 410
5.4.3 短程硝化菌群结构优化理论与方法 414
5.4.4 生物除磷系统中污泥种群结构优化理论与方法 417
参考文献 419
第6章 SBR法脱氮除磷提标改造工程案例 428
6.1 A城市污水处理厂CASS工艺提标改造 428
6.1.1 工艺概况 428
6.1.2 污水处理厂能耗调查 434
6.1.3 工程提标改造 436
6.2 B城市污水处理厂CAST工艺提标改造 442
6.2.1 工艺概况 442
6.2.2 污水处理厂能耗调查 447
6.2.3 工程提标改造 449
6.3 C城市污水处理厂ICEAS工艺提标改造 453
6.3.1 工艺概况 453
6.3.2 C城市污水处理厂能耗调查 458
6.3.3 工程提标改造 459