厭氧生物技術I：理論與應用

第1章 可持續(xù)發(fā)展的廢水生物處理核心技術
1.1 厭氧生物技術的應用領域
1.1.1 厭氧處理在世界范圍的成功
1.1.2 厭氧處理的現(xiàn)實和潛在應用領域
1.2 厭氧處理技術在全世界范圍的應用
1.2.1 不同厭氧技術的應用情況
1.2.2 厭氧顆粒污泥床反應器
1.2.3 厭氧處理技術的應用領域
1.2.4 厭氧處理技術的產(chǎn)業(yè)化
1.3 厭氧處理技術在我國的應用
1.3.1 在我國的應用統(tǒng)計
1.3.2 我國厭氧技術發(fā)展現(xiàn)狀及展望
1.4 污水處理中的可持續(xù)發(fā)展問題
1.4.1 國內(nèi)外污水處理技術的發(fā)展
1.4.2 我國城市污水處理總體發(fā)展及技術路線的思考
1.4.3 厭氧工藝成為可持續(xù)發(fā)展的核心技術
參考文獻
第2章 厭氧微生物和生化反應基礎
2.1 厭氧發(fā)酵反應基礎
2.1.1 有機物的生物代謝
2.1.2 有機物的厭氧消化過程
2.1.3 非產(chǎn)甲烷菌的重要作用
2.2 產(chǎn)甲烷菌的分類、生理和生化特性
2.2.1 早期研究
2.2.2 產(chǎn)甲烷菌的分類
2.2.3 產(chǎn)甲烷菌的鑒別特性
2.3 產(chǎn)甲烷菌的營養(yǎng)物和抑制物
2.3.1 生長營養(yǎng)因子
2.3.2 生長抑制因子
2.3.3 產(chǎn)甲烷菌中的礦物質(zhì)組成
2.3.4 微量營養(yǎng)元素的功能和作用
2.4 硫酸鹽還原菌和硫酸鹽還原反應
2.4.1 硫酸鹽還原菌的研究進展
2.4.2 含SO2－４條件下有機物的厭氧消化過程
2.4.3 硫酸鹽還原菌的微生物學研究
2.4.4 影響硫酸鹽還原菌生長的主要因素
2.4.5 硫酸鹽還原菌的典型生化代謝反應
2.4.6 硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌等細菌之間的基質(zhì)競爭
參考文獻
第3章 厭氧消化的物化反應過程基礎
3.1 酸堿平衡和pH控制
3.1.1 緩沖體系及其堿度
3.1.2 pH控制策略
3.1.3 厭氧反應體系中的酸堿平衡
3.1.4 廢水特性對pH值的影響
3.2 溫度對厭氧發(fā)酵的影響
3.2.1 厭氧反應溫度的初步研究
3.2.2 厭氧菌的溫度類型
3.2.3 溫度對廢水物理化學特性的影響
3.2.4 溫度對生物反應特性的影響
3.2.5 溫度影響的基本數(shù)學模型
3.2.6 厭氧處理工藝
3.3 厭氧反應器的水力學問題
3.3.1 水力學模型的對象和方法
3.3.2 理想反應器的停留時間分布
3.3.3 理想模型擴展
3.3.4 非理想反應器的流動模型
3.4 厭氧反應器的水力學模型應用
3.4.1 厭氧濾池水力學模型
3.4.2 UASB反應器組合流態(tài)模型
3.4.3 UASB反應器軸向混合模型
3.4.4 厭氧懸浮污泥床反應器流態(tài)
3.4.5 生產(chǎn)性厭氧懸浮污泥床反應器流態(tài)
參考文獻
第4章 厭氧反應系統(tǒng)分析方法和應用
4.1 動力學基本方程
4.1.1 厭氧生物反應動力學
4.1.2 基質(zhì)抑制方程
4.2 反應動力學方程的應用
4.2.1 有回流系統(tǒng)的厭氧反應器
4.2.2 無回流系統(tǒng)的厭氧反應器
4.2.3 生物膜反應器
4.3 厭氧復雜系統(tǒng)的結(jié)構模型方法
4.3.1 系統(tǒng)結(jié)構模型初步研究
4.3.2 結(jié)構模型（ADM1模型）
4.4 厭氧復雜系統(tǒng)的系統(tǒng)分析方法
4.4.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡模型
4.4.2 系統(tǒng)動力學模型
4.4.3 系統(tǒng)動力學模型的驗證
4.5 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析理論
4.5.1 運動穩(wěn)定性問題
4.5.2 穩(wěn)定性數(shù)學理論的應用
4.5.3 運動穩(wěn)定性問題的定性分析——相平面分析法
4.5.4 反應器的動態(tài)問題研究
參考文獻
第5章 UASB反應器的啟動和顆粒污泥現(xiàn)象
5.1 厭氧反應器的啟動
5.1.1 厭氧反應器的接種物
5.1.2 厭氧反應器的啟動初步研究
5.1.3 其他接種污泥
5.2 UASB反應器中顆粒污泥的培養(yǎng)
5.2.1 UASB反應器中污泥的顆粒化及顆粒污泥的類型
5.2.2 污泥流失和污泥停留時間及其對污泥齡的影響
5.2.3 污泥顆粒類型與接種物和啟動條件的關系
5.3 運行條件對UASB反應器和污泥顆?；挠绊?br />5.3.1 營養(yǎng)元素和環(huán)境條件
5.3.2 基質(zhì)的影響
5.3.3 污泥負荷對顆粒污泥形成的影響
5.4 UASB反應器的快速啟動措施
5.4.1 添加載體的作用
5.4.2 投加顆粒污泥
5.4.3 投加惰性載體
5.5 顆粒污泥形成的控制要素
5.5.1 最短的啟動時間
5.5.2 利用載體和顆粒污泥的重要性
5.5.3 保持污泥量的措施
5.5.4 接種物、基質(zhì)和啟動策略等綜合因素的作用
5.6 一次啟動和二次啟動中的技術問題
5.6.1 一次啟動總結(jié)
5.6.2 二次啟動
5.6.3 二次啟動過程常見問題及其解決方案
參考文獻
第6章 厭氧顆粒污泥的產(chǎn)生機理
6.1 厭氧顆粒污泥的發(fā)現(xiàn)歷史
6.1.1 高效厭氧反應器和顆粒污泥
6.1.2 顆粒污泥的定義
6.1.3 污泥顆?；囊饬x
6.2 厭氧污泥顆粒的組成和性質(zhì)
6.2.1 顆粒污泥的形態(tài)
6.2.2 顆粒污泥的化學組成
6.2.3 顆粒污泥的物理性質(zhì)
6.2.4 顆粒污泥中的微生物
6.3 顆粒污泥的研究方法和結(jié)果
6.3.1 生產(chǎn)裝置中顆粒污泥的性質(zhì)
6.3.2 顆粒污泥的微生物組成分析
6.3.3 顆粒污泥生物活性的表征和測定
6.4 顆粒污泥的形成機理
6.4.1 顆粒污泥機理研究的背景
6.4.2 顆粒污泥形成觀察中的基本現(xiàn)象
6.4.3 顆粒污泥的開普敦假說
6.4.4 生物膜理論的解釋
6.4.5 顆粒污泥形成機理的宏觀解釋
6.5 顆粒污泥結(jié)構形成的綜合性理論
6.5.1 以甲烷絲菌為核心的多層顆粒污泥結(jié)構
6.5.2 顆粒污泥分層結(jié)構實驗觀察
6.5.3 顆粒污泥的宏觀結(jié)構理論和應用
6.6 顆粒污泥的增殖和消亡
6.6.1 負荷對顆粒污泥的影響
6.6.2 顆粒污泥的衰亡
參考文獻
第7章 厭氧反應器分相和分級系統(tǒng)
7.1 生物處理工藝中的分級作用
7.1.1 好氧生物污水處理中的分級工藝
7.1.2 分相/分級反應器對厭氧污水（污泥）處理工藝的改善
7.1.3 厭氧反應器的分相
7.1.4 厭氧反應器的分級
7.1.5 反應器的分相和分級的異同
7.2 可能影響工藝運行的構造形式
7.2.1 反應器可能的組合形式對分相/分級的影響
7.2.2 采用CSTR反應器的定性研究
7.2.3 工程上各種類型的分相/分級反應器
7.2.4 分級和不分級的厭氧濾池的對比實驗研究
7.3 厭氧發(fā)酵的氣相管理
7.3.1 氣體吹脫去除硫化氫
7.3.2 厭氧處理的氣體管理實例
7.4 厭氧分級反應器處理“復雜”廢水
7.4.1 “復雜”廢水的類型
7.4.2 新型厭氧分級反應器的發(fā)展
7.4.3 分級處理易降解和難降解基質(zhì)——PTA廢水
7.5 通過電子受體分級厭氧好氧串聯(lián)處理
7.5.1 多級串聯(lián)處理工藝的擴展
7.5.2 采用厭氧好氧序批工藝處理偶氮染料
7.6 分級處理工藝在高、低溫廢水處理中的應用
7.6.1 分級EGSB反應器處理低溫廢水
7.6.2 分級厭氧生物反應器應用高溫條件處理廢水
7.7 兩級厭氧工藝處理復雜廢水
7.7.1 UASR反應器處理高懸浮物含量污水
7.7.2 兩級工藝處理屠宰廢水的研究
7.7.3 處理高懸浮物生活污水的污泥穩(wěn)定化問題
參考文獻
第8章 第三代新型高效生物反應器的理論
8.1 新型高效生物反應器的形成和發(fā)展
8.1.1 新型高效生物反應器的類型
8.1.2 第三代高效生物反應器簡介
8.2 新型高效生物反應器的基本理論
8.2.1 基本概念分析
8.2.2 SP反應器的基本參數(shù)
8.2.3 生物膜對載體流化的影響
8.3 載體顆粒的生物膜
8.3.1 細胞固定化的過程
8.3.2 生物顆粒的形態(tài)和結(jié)構
8.3.3 生物膜的特性與生物量
8.3.4 生物膜生長的影響
8.4 氣提反應器
8.4.1 氣提反應器的基本結(jié)構
8.4.2 氣提反應器的基本參數(shù)
8.4.3 氣提反應器的特性參數(shù)
8.4.4 氣提反應器的流態(tài)
8.4.5 氣、液、固三相傳質(zhì)
8.5 流化床反應器的數(shù)學模型
8.5.1 生物顆粒模型
8.5.2 反應器流動模型
8.5.3 流化床反應器的設計
8.5.4 流化床反應器的性能分析
8.6 高效生物反應器的限制因素
8.6.1 形成生物膜的限制條件
8.6.2 保留顆粒污泥或生物膜顆粒的條件
8.6.3 液固傳質(zhì)的限制
8.6.4 固液分離的限制
參考文獻
第9章 氮和硫的生物循環(huán)及其在環(huán)境工程中的應用
9.1 氮和硫的循環(huán)原理及應用
9.1.1 氮元素在水環(huán)境中的循環(huán)過程
9.1.2 硫的自然和人工循環(huán)
9.1.3 硫的生物循環(huán)應用原理
9.2 利用氮循環(huán)開發(fā)的生物處理新工藝
9.2.1 短程硝化反硝化和SHARON工藝
9.2.2 厭氧氨氧化（ANAMMOX）工藝
9.2.3 SHARON與ANAMMOX組合工藝
9.2.4 基于亞硝酸鹽途徑的完全自養(yǎng)脫氮（CANON）工藝
9.2.5 限氧自養(yǎng)硝化反硝化（OLAND）工藝
9.2.6 同時硝化反硝化（ＳＮＤ）工藝
9.2.7 生物脫氮技術的展望
9.3 硫循環(huán)的工程應用
9.3.1 沼氣脫硫
9.3.2 天然氣的生物脫硫
9.3.3 從石化煉油廠尾氣中去除H2S和回收硫
9.3.4 天然氣和石化工業(yè)廢氣生物脫硫工藝的技術經(jīng)濟分析
9.4 從污染廢水中同時去除（和回收）重金屬和硫酸鹽
9.4.1 基本原理
9.4.2 Budelco鋅廠等示范工程
9.5 煙氣生物脫硫工藝
9.5.1 國外煙氣生物脫硫技術的研究進展
9.5.2 國內(nèi)煙氣生物脫硫技術進展及配套設備的開發(fā)
9.5.3 BioFGD工藝與LSFO工藝的技術經(jīng)濟比較
9.6 脫硫技術在采礦和冶煉領域的應用
9.6.1 采礦和冶煉廢水污染的治理
9.6.2 金屬選擇性回收的原理和經(jīng)濟性
9.6.3 酸性礦井廢水中金屬的去除和回收
9.6.4 有色冶金工業(yè)廢氣的生物脫硫
參考文獻
附錄 本書常見術語縮寫及中英文對照
索引