内容简介
       《污水处理颗粒污泥技术原理与应用》是由于微生物细胞的自絮凝作用而形成的由生物膜包裹的生物聚焦体,和普通和絮状活性污泥相比,因其具有一定突出的优点而被视为污水生物处理技术中优先推荐的技术之一。《污水处理颗粒污泥技术原理与应用》从研究者普遍关注的颗粒污泥的性质入手,对颗粒污泥的理化性质、影响颗粒污泥形成的因素、污泥的颗粒化机理和颗粒污泥的微观结构等基础理论给予论述;详细介绍了强化生物除磷系统中颗粒污泥形成的机理及颗粒污泥的特性;阐述了颗粒污泥技术在污水处理领域的不同应用,并从基础理论出发对实际应用中出现的常见问题进行论述。
    《污水处理颗粒污泥技术原理与应用》主要聚焦国内外近年来在污水处理颗粒污泥领域内的研究成果,并为读者给出了非常详尽的参考文献,方便了读者对感兴趣部分的深入阅读。《污水处理颗粒污泥技术原理与应用》论述范围较广,在基础理论部分尽量做到详尽的论述,在实际应用的篇章,简单列举了一些研究实例,理论联系实际,使读者读后有的放矢。     
内页插图
          目录
   第1章 颗粒污泥及其性质
1.1 前言
1.1.1 颗粒污泥技术简介
1.1.2 颗粒污泥技术的特点和应用
1.1.3 颗粒污泥技术存在的问题和研究方向
1.2 颗粒污泥的性质
1.2.1 沉淀性能和渗透性
1.2.2 机械强度
1.2.3 形态特性
1.2.4 孔隙特性
1.2.5 粒径特性
1-2.6 流变特性
1.2.7 吸附特性
1.2.8 表面特性
1.2.9 胞外聚合物
参考文献
第2章 颗粒污泥形成的影响因素
2.1 水力选择压
2.1.1 反应器类型
2.1.2 水力停留时间(HRT)
2.1.3 沉淀时间
2.1.4 容积交换率
2.1.5 排水时间
2.1.6 水力剪切力
2.2 生物选择压
2.2.1 碳源类型对颗粒污泥特性的影响
2.2.2 有机负荷率对颗粒污泥形成及其特性的影响作用
2.2.3 不同C/N/P比值对颗粒污泥的形成及其特性的影响作用
2.2.4 饱食一饥饿期
2.2.5 接种污泥种类及接种量
2.2.6 微生物的生长速率
2.3 其他影响因素
2.3.1 溶解氧浓度(D0)
2.3.2 温度
2.3.3 pH及碱度
2.3.4 游离氨(FA)浓度
2.3.5 金属离子浓度
2.3.6 载体物质
2.3.7 影响因素的关联作用
参考文献
第3章 污泥颗粒化机理
3.1 污泥颗粒化过程模型
3.2 污泥颗粒化机理假说
3.2.1 胞外聚合物(EPS)假说
3.2.2 丝状菌假说
3.2.3 诱导核假说
3.2.4 金属阳离子假说
3.2.5 微生物自凝聚假说
3.2.6 各种假说的合理、矛盾及有待发展之处
参考文献
第4章 颗粒污泥的微观结构
4.1 厌氧颗粒污泥的微观结构特征及微生物相
4.1.1 厌氧颗粒污泥的形态及内部结构特征
4.1.2 厌氧颗粒污泥中的微生物种群及分布情况
4.2 好氧颗粒污泥的微观结构特征及微生物相
4.2.1 好氧颗粒污泥的形态及内部结构特征
4.2.2 好氧颗粒污泥中的微生物种群及分布情况
4.2.3 好氧颗粒污泥的SND及SNDPR性能
4.3 颗粒污泥中的EPS分布
参考文献
第5章 强化生物除磷系统中颗粒污泥形成及机理研究
5.1 研究背景
5.2 脱氮至除磷状态下污泥的形态变化
5.2.1 生物脱氮状态下污泥的形态特性
5.2.2 脱氮至除磷状态下系统中污泥的形态特性变化
5.2.3 脱氮至除磷状态下污泥的沉降特性变化
5.3 除磷颗粒污泥的宏观和微观特性
5.3.1 除磷颗粒污泥的形态特征及微生物相
5.3.2 除磷颗粒污泥的粒径分布及其沉降速率
5.3.3 除磷颗粒污泥的含水率、密度、机械强度及生物活性
5.3.4 除磷颗粒污泥的空隙特性
5.3.5 颗粒污泥的元素空间分布
5.3.6 颗粒污泥的粒径和孔径与除磷活性间的关系
5.4 强化生物除磷颗粒污泥的形成机理
5.4.1 颗粒污泥形成过程中污泥中EPS的变化情况
5.4.2 除磷颗粒污泥形成机理及步骤探讨
5.5 运行方式对系统中颗粒污泥形成的影响作用
5.5.1 研究思路
5.5.2 A/O运行方式下系统中污泥的特性变化
5.5.3 A/O运行方式下颗粒污泥的形成机理分析
参考文献
第6章 颗粒污泥技术应用简介
6.1 颗粒污泥反应器
6.1.1 UASB反应器及其特点
6.1.2 EGSB反应器及其特点
6.1.3 IC反应器及其特点
6.1.4 几种厌氧反应器特点比较
6.2 颗粒污泥技术应用简介
6.2.1 厌氧颗粒污泥在高浓度有机废水处理中的应用
6.2.2 好氧颗粒污泥在较高浓度有机废水及城市污水处理中的应用
6.2.3 对重金属离子的吸附
6.2.4 有毒有机废水的处理
6.2.5 对污水中氮磷的去除
6.2.6 对其他废水的处理
参考文献      
精彩书摘
       剪切力的大小不仅对颗粒污泥的形成及颗粒特性有一定的影响,而且还对污泥中的微生物种群结构有影响。在王超等的研究中发现虽然在不同剪切力下形成的颗粒污泥的形态特征没有太大的差别,但在较低水流剪切力下形成的颗粒污泥较在高剪切力下形成的颗粒污泥中的微生物种群复杂。在较低的水流剪切力下形成的颗粒污泥以丝状菌相互缠绕作为颗粒骨架,杆菌和球菌黏附镶嵌在好氧颗粒污泥的表面;当剪切力较大时,好氧颗粒污泥表面的丝状菌和球菌大量减少,杆菌成为了好氧颗粒污泥的优势菌。即在强剪切力的作用下,微生物必然通过其他方式维持颗粒自身的稳态结构,例如分泌大量的胞外聚合物以确保杆菌、球菌之间能相互黏附,随着剪切力作用的增强,颗粒内部轻质的丝状菌和球菌被逐渐洗出反应器,留下了以杆菌为主的颗粒污泥。由于目前关于颗粒污泥形成中水流剪切力对微生物种群变化方面的研究还很少,还并不清楚在面对较大的水力剪切力时微生物的种群结构发生了变化使得那些易于承受压力的微生物逐渐占据优势还是微生物面对较大的剪切力时改变了自身的代谢特性,使其逐渐适应这个环境,这两种应对机制哪种所起的作用更大。目前有关于水流剪切力对活性污泥絮体稳定性的研究结果发现不易絮凝及沉降的微生物在面对剪切力压力时容易从絮体上脱落下来,并被排出反应器。
    目前大部分的污水厌氧处理都是在升流式厌氧反应器中实现的,而形成生物活性高、沉淀性能好的颗粒污泥是这些上流式反应器高效稳定运行的关键。在UASB反应器中,水流剪切力主要来自于上升的水流和甲烷气体。对厌氧颗粒污泥的研究发现厌氧颗粒污泥的形成和水流的上升流速有关。水流剪切力较弱的话,颗粒形成所需的时间较长,甚至无颗粒污泥产生。孟春等学者研究了水力分级作用对UASB反应器中污泥颗粒化的影响作用,发现上升的水流和气流搅动引起的水力传动作用对颗粒形成起着重要的作用。在六个反应器中,设定不同的进水流速,结果各反应器中颗粒污泥的形成情况各不相同,结果如表2.4所示。 
    ……      
前言/序言
       
				 
				
				
					好的,这是一份关于《先进水处理技术与可持续发展》的图书简介,内容详尽,旨在探讨水资源管理的前沿理念与实践,完全不涉及颗粒污泥技术。  ---   图书简介:《先进水处理技术与可持续发展:理论基础、系统集成与环境效益评估》   导言:全球水危机与技术创新的紧迫性  水,作为地球生命之源与社会经济发展的基础要素,正面临着前所未有的挑战。人口增长、工业化进程加速、气候变化以及传统水处理模式的局限性,共同构筑了全球性的水安全困境。传统的以物理化学沉淀和活性污泥法为主导的污水处理系统,在应对新兴污染物(如微塑料、药物残留、内分泌干扰物)和提高水资源回收率方面,日益显得力不从心。  《先进水处理技术与可持续发展》正是在这样的时代背景下应运而生。本书超越了单一处理单元的局限,聚焦于构建全生命周期、多介质协同、系统集成化的现代水处理与回用体系。它不仅是对现有技术的梳理与整合,更是一次对未来水管理范式——即水资源化、能源回收与环境友好并重的可持续发展路径——的深入探索。  本书面向环境工程、水利科学、化学工程、土木工程等领域的科研人员、设计工程师、政策制定者以及高年级学生,旨在提供一个全面、深入且具有前瞻性的理论框架与实践指南。  ---   第一部分:可持续水管理的新范式与理论基础  本部分奠定了全书的理论基石,重点阐述了从“线性水处理”向“循环水经济”转型的核心理念,并深入剖析支撑现代水处理系统的关键化学、物理和生物过程。   第一章:全球水循环与可持续性挑战  本章首先回顾了全球水资源的分布、利用现状与面临的压力。详细讨论了水足迹(Water Footprint)分析方法、虚拟水(Virtual Water)概念在跨区域水资源调配中的应用,以及将水处理视为能源和营养物质回收环节的“资源化”思维转变。强调了适应性管理(Adaptive Management)在应对不确定性水文条件中的重要性。   第二章:污染物迁移与转化动力学  深入探讨了水体中关键污染物(特别是难降解有机物、重金属离子、氮磷营养盐)在不同环境介质(液相、固相、气相)中的反应速率、扩散机制与环境归趋。重点分析了环境化学平衡理论在预测污染物行为中的应用,并引入了多相反应动力学模型,为后续高级氧化和吸附过程的设计提供理论依据。   第三章:膜分离技术的基础理论与流体力学  本章是膜过程应用的基础。详尽阐述了微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)的膜结构、孔隙尺度、渗透机制及其影响因素。重点讨论了膜污染(Fouling)的机理(包括浓差极化、蛋白质吸附、微生物附着),并介绍了先进的膜清洗技术、抗污染膜材料的开发策略以及膜池内外的流体力学行为对通量维持的决定性影响。  ---   第二部分:关键先进处理单元与系统集成  本部分聚焦于当前水处理领域最前沿、最有效的核心技术,并强调如何将这些技术有机地结合起来,形成高效、低耗的集成系统。   第四章:高级氧化技术(AOPs)的深度解析  高级氧化技术是去除微量污染物、提高水体可生化性的核心手段。本章系统梳理了基于羟基自由基(·OH)的多种AOPs,包括:     臭氧氧化(Ozone Oxidation):反应路径、pH依赖性及与pH缓冲系统的相互作用。    芬顿/类芬顿反应(Fenton/Photo-Fenton):催化剂失活机理、铁泥后处理技术以及无铁芬顿体系的探索。    紫外光/过氧化氢(UV/H₂O₂)与光催化(Photocatalysis):反应器设计(如UV剂量传递效率)与半导体光催化剂(如TiO₂)的表面修饰技术。  本章的重点在于评估不同AOPs的氧化潜能(Oxidative Potential)与运行成本的平衡。   第五章:生物强化处理系统与生物膜反应器  本章着眼于利用微生物的代谢能力实现深度脱氮除碳。详细介绍:     厌氧氨氧化(Anammox)技术:反应器构型、硫化物和亚硝酸盐抑制机制。    膜生物反应器(MBR)的深入应用:聚焦于膜污染的生物学控制策略(如刷洗、外加氧化剂),以及相比传统活性污泥法的能耗与污泥产率差异。    颗粒污泥以外的高效生物反应器:如循环流化床(UCT)、分段式生物滤池(SBR)等在特定水质条件下的优化应用。   第六章:高效资源回收与耦合技术  本部分探讨如何从废水中提取有价值的物质。内容包括:     营养盐回收:磷的结晶回收技术(如鸟粪石沉淀),以及氮的深度脱除与资源化路径。    水回收与海水淡化:反渗透、正渗透(FO)在非常规水源(如再生水、海水)处理中的应用,并分析其能耗特性与膜组件的选择标准。    能源回收视角下的废水处理:厌氧消化(AD)的优化,沼气提纯与利用,以及热能回收的潜力分析。  ---   第三部分:系统评估、运行优化与环境效益  本部分将理论与技术转化为可量化的工程实践,强调评估方法、风险控制与系统韧性。   第七章:水处理厂的能耗与生命周期评估(LCA)  本章致力于将可持续性评估量化。详细介绍水处理厂的能耗热点分析(主要集中在曝气、泵送和膜分离),并引入生命周期评估(LCA)工具,用于对比不同处理工艺在环境负荷(如碳足迹、酸化潜势)上的差异。强调通过过程控制优化实现能源中和(Energy Neutral)水处理厂的设计目标。   第八章:水处理系统风险管理与水质安全保障  本章关注出水水质的稳定性和应对突发事件的能力。探讨了风险导向型水处理(Risk-Based Water Treatment)的设计理念,特别是针对新兴污染物和生物毒性的风险评估模型。内容包括:应急响应预案、水质在线监测与预警系统的构建,以及确保再生水回用符合严格饮用或非饮用标准的风险控制屏障设计。   第九章:未来展望:智慧水务与数字化转型  展望水处理领域的未来发展方向,重点讨论信息技术在水务管理中的集成应用:     数字化孪生(Digital Twin)在水处理厂的建模、模拟与优化运行中的潜力。    物联网(IoT)传感器网络在实时过程控制和早期故障诊断中的应用。    数据驱动的决策支持系统如何提高系统对负荷波动的适应性和处理效率。  ---   结语  《先进水处理技术与可持续发展》是一部集科学深度、工程广度与前瞻性视野于一体的专著。它旨在为读者提供一个清晰的路线图,指导我们如何利用创新技术,构建一个既能满足当代用水需求,又不以牺牲子孙后代环境福祉为代价的循环水系统。本书所倡导的,是一种对水资源负责任、系统化的管理哲学,是通往真正水环境可持续未来的基石。