第1章 基础知识 1
1.1 膜分离概述 1
1.1.1 膜与膜分离过程 1
1.1.2 膜分离特点 3
1.1.3 膜工艺过程的基本参数与运行模式 3
1.2 生物处理概述 6
1.2.1 好氧生物处理原理 6
1.2.2 厌氧生物处理原理 6
1.2.3 生物脱氮原理 7
1.2.4 生物除磷原理 10
1.2.5 生物处理主要工艺参数 10
1.3 膜生物反应器简介 13
1.3.1 膜生物反应器的构成与分类 13
1.3.2 膜生物反应器的基本特点 15
1.3.3 膜生物反应器的研究与应用发展概要 16
1.3.4 膜生物反应器的膜组件 19
1.4 膜生物反应器的膜污染 23
1.4.1 膜污染的概念 23
1.4.2 膜污染的特征 24
1.4.3 膜污染的分类 25
1.4.4 膜污染的影响因素 26
1.4.5 膜污染综合控制策略 32
1.5 膜生物反应器的设计与运行要点 33
1.5.1 预处理 33
1.5.2 生物处理工艺的选择 34
1.5.3 生物动力学参数与工艺参数 34
1.5.4 基本工艺计算 35
1.5.5 膜污染清洗 38
1.5.6 混合液调控 40
第2章 膜生物反应器的膜组件 42
2.1 气冲柱式中空纤维膜组件 42
2.1.1 膜组件构型 42
2.1.2 膜组件临界通量 42
2.1.3 不同通量下的膜污染发展特性 44
2.2 过滤／曝气双功能膜组件 48
2.2.1 膜组件与工艺特征 48
2.2.2 微孔管曝气的充氧性能 50
2.2.3 微孔管的清水过滤性能 50
2.2.4 微孔管曝气对膜污染的清洗效果 51
2.2.5 过滤／曝气双功能型MBR处理生活污水 53
2.2.6 过滤／曝气双功能膜组件的膜污染 56
2.3 动态膜组件 62
2.3.1 微网基材的选择 62
2.3.2 动态膜过滤周期及其影响因素 65
2.3.3 动态膜功能分析 71
2.3.4 动态膜生物反应器处理城市污水的中试 78
第3章 膜生物反应器处理城市污水的特性 83
3.1 膜生物反应器与传统活性污泥法的比较 83
3.1.1 工艺特征 83
3.1.2 污染物去除效果 84
3.1.3 出水组成分析 86
3.1.4 溶解性微生物产物的时间变化 87
3.2 工艺参数对膜生物反应器性能的影响 89
3.2.1 工艺特征 89
3.2.2 工艺参数对污染物去除效果的影响 89
3.2.3 进水容积负荷对污染物去除效率的影响 96
3.2.4 污泥龄对MBR活性污泥性质的影响 98
3.2.5 MBR微生物增殖特征与反应动力学 102
3.3 不排泥条件下膜生物反应器的长期运行特性 108
3.3.1 去除有机物的稳定性 109
3.3.2 污泥增殖特性 109
3.3.3 溶解性微生物代谢产物的长期变化 112
3.4 膜生物反应器强化除磷 114
3.4.1 污泥龄对膜生物反应器生物除磷的影响 114
3.4.2 胞外多聚物对膜生物反应器生物除磷的影响 120
3.4.3 膜组件对磷的截留特性 126
3.4.4 溶解性微生物产物对膜生物反应器生物除磷的影响 130
3.5 膜生物反应器去除肠道病毒 135
3.5.1 城市污水中噬菌体的浓度与衰减 135
3.5.2 活性污泥中噬菌体的衰减 137
3.5.3 膜生物反应器中活性污泥对噬菌体的去除特性 140
3.5.4 膜生物反应器中膜组件对噬菌体的截留效果 142
第4章 膜生物反应器去除微量有机污染物 148
4.1 目标微量有机污染物的选取 149
4.2 MBR和SBR去除典型内分泌干扰物的对比 152
4.2.1 工艺特征 153
4.2.2 内分泌干扰物去除效果的对比 154
4.2.3 内分泌干扰性去除效果的对比 157
4.2.4 内分泌干扰物去除途径的对比 159
4.3 污泥龄对MBR去除典型内分泌干扰物的影响 164
4.3.1 工艺特征 164
4.3.2 污泥龄对典型内分泌干扰物去除效果的影响 164
4.3.3 污泥龄对内分泌干扰活性去除效果的影响 166
4.3.4 污泥龄对典型内分泌干扰物去除途径的影响 167
4.4 A2/O-MBR工艺对微量有机污染物的去除特性 168
4.4.1 工艺特征 168
4.4.2 目标微量有机污染物的去除效果 169
4.4.3 目标微量有机污染物的迁移行为 171
4.4.4 各单元污泥对微量有机污染物的吸附与降解特性 178
4.5 MBR中膜及凝胶层对微量有机污染物的吸附特性 186
4.5.1 试验方法 186
4.5.2 微滤膜对4种EDCs的吸附效果 187
4.5.3 膜上凝胶层对目标物的吸附特性 187
4.6 纳滤与MBR组合工艺对内分泌干扰物的去除特性 191
4.6.1 工艺特征 191
4.6.2 BPA和NPnEO的去除效果 193
4.6.3 雌激素类EDCs的去除效果 195
4.6.4 EDCs去除效果的比较 197
4.6.5 雌激素活性的去除效果 197
4.6.6 常规污染物的去除效果 198
4.6.7 污染物在纳滤与MBR组合系统中的迁移行为 199
第5章 膜生物反应器处理工业废水的特性 201
5.1 膜生物反应器处理焦化废水 202
5.1.1 焦化废水的特性 202
5.1.2 A1/A2/O-MBR处理焦化废水的性能评价 202
5.1.3 总HRT对污染物去除效果的影响 204
5.1.4 回流比对污染物去除效果的影响 207
5.1.5 与A1/A2/O-CAS长期对比研究 209
5.2 基因工程菌生物强化膜生物反应器处理含阿特拉津废水 216
5.2.1 基因工程菌生物强化MBR系统 216
5.2.2 基因工程菌生物强化MBR对阿特拉津的去除 218
5.2.3 基因工程菌生物强化MBR长期运行中阿特拉津的去除效果 222
5.2.4 基因工程菌生物强化MBR长期运行中COD和氨氮的去除情况 227
5.2.5 阿特拉津生物强化处理对污泥活性的影响 227
5.2.6 MBR和CAS生物强化去除阿特拉津的比较 227
5.2.7 基因工程菌在MBR中的生态行为 228
5.3 膜生物反应器处理印染废水 240
5.3.1 废水概况与现有处理工艺 241
5.3.2 中试工艺与运行条件 242
5.3.3 系统运行情况 243
第6章 膜生物反应器处理受污染水源水的特性 247
6.1 几种膜生物反应器处理微污染水源水的效果 247
6.1.1 工艺系统与原水水质 247
6.1.2 悬浮生长型MBR的工艺特性 249
6.1.3 附着生长型MBR的效果 252
6.2 几种膜生物反应器中微生物的特征 257
6.2.1 悬浮生长型MBR微生物相 257
6.2.2 块状填料-MBR微生物相 257
6.2.3 PAC-MBR微生物相 259
6.3 BAF-UF组合工艺去除致嗅物质的特性 260
6.3.1 BAF-UF组合工艺特征 260
6.3.2 BAF-UF组合工艺运行条件优化 261
6.3.3 BAF中生物量与细菌群落结构分析 269
6.3.4 水质的三维荧光分析 272
6.3.5 BAF-UF组合工艺运行效果的综合比较 274
第7章 厌氧膜生物反应器处理高浓度污水污泥的特性 276
7.1 厌氧膜生物反应器的特点 276
7.1.1 厌氧膜生物反应器的结构特点 276
7.1.2 厌氧膜生物反应器的运行特点 278
7.1.3 厌氧膜生物反应器的应用前景 278
7.2 工艺系统与研究方案 279
7.2.1 试验装置 279
7.2.2 处理污泥来源与特点 280
7.2.3 接种污泥 281
7.2.4 装置启动及运行 282
7.3 不同负荷下US-AnMBR系统和AnMBR系统的污泥消化特性 283
7.3.1 工况1 283
7.3.2 工况2 287
7.3.3 工况3 287
7.3.4 工况4 288
7.3.5 工况5 288
7.3.6 工况6 289
7.4 污泥消化性能的整体分析 289
7.4.1 VS降解率和比产气率 289
7.4.2 消化污泥的稳定性 290
7.4.3 消化液水质指标的比较 291
7.5 US-AnMBR系统中污泥消化效果的影响因素 291
7.6 超声对US-AnMBR系统污泥消化性能的影响机理 292
7.6.1 超声对污泥物化性质的影响 292
7.6.2 超声对污泥中微生物性质的影响 302
第8章 膜生物反应器的工程应用 306
8.1 处理医院污水的MBR工程 306
8.1.1 海淀乡卫生院污水处理工程 306
8.1.2 四○二医院污水处理工程 313
8.2 处理洗浴污水的MBR工程 317
8.2.1 工程背景 318
8.2.2 工程概况 318
8.2.3 工程运行效果 319
8.2.4 小结 324
8.3 小区污水处理-海淀温泉MBR污水再生工程 324
8.3.1 工程背景 324
8.3.2 工程概况 324
8.3.3 工程运行效果 326
8.3.4 小结 329
8.4 大规模城市污水处理厂——密云县污水处理厂MBR污水再生工程 330
8.4.1 工程背景 330
8.4.2 工程概况 330
8.4.3 工程运行效果 333
8.4.4 小结 334
8.5 与生物脱氮除磷工艺耦合的MBR工程——硕放MBR工程 335
8.5.1 工程背景 335
8.5.2 工程概况 335
8.5.3 工程运行效果 337
8.5.4 小结 348
8.6 工业废水处理——徐州卷烟厂MBR工程 349
8.6.1 工程背景 349
8.6.2 工程概况 349
8.6.3 工程运行效果 351
8.6.4 小结 353
8.7 污染河水净化——温榆河水资源利用MBR工程 353
8.7.1 工程背景 353
8.7.2 工程概况 353
8.7.3 工程运行效果 355
8.7.4 小结 356
8.8 国内MBR工程应用情况 356
参考文献 359