編輯推薦
適讀人群 :本書可供從事廢水處理技術的研究開發、設計人員和管理人員參考,也可供高等學校環境科學與工程、市政工程、生物工程及相關專業師生使用。 厭氧生物處理是一種低成本的廢水處理技術,又是把廢水的處理和能源的迴收利用相結閤的一種技術,它可以作為能源生産和環境保護體係的一個核心部分,其産物可以被積極利用而産生經濟價值。
近20年來,經過各國學者的潛心研究,廢水厭氧生物處理技術已有瞭飛速發展,在厭氧微生物學和生物化學等基礎研究方麵取得瞭很大進展。同時又成功開發瞭一批廢水厭氧生物處理新工藝。
《厭氧微生物學與汙水處理》(第二版)是編著者結閤其近年來的科研成果和教學經驗,結閤原版《厭氧微生物學與汙水處理》(2004)齣版後讀者的信息反饋及修改建議修訂而成。本書立足於對厭氧微生物處理技術理論與實踐的探討,圍繞厭氧微生物處理工藝和應用實例,係統地介紹瞭研究厭氧微生物的實驗室方法和新的分子生物學技術在厭氧微生物學中的應用。全書共分11章,分彆對厭氧生物處理過程中微生物學的能量代謝、生化機理、厭氧生物處理反應動力學、厭氧消化過程的控製、影響因子、厭氧生物處理工藝、設計方法、應用實例和實驗技術進行瞭全麵論述和介紹。
《厭氧微生物學與汙水處理》(第二版)可供從事汙水處理、厭氧生物工程等領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考,也供高等學校環境工程、市政工程、生物工程及相關專業師生參閱
內容簡介
全書共分11章,從厭氧微生物學、廢水厭氧生物處理的生物化學原理齣發,論述瞭影響廢水厭氧生物處理的環境因素、厭氧生物處理的廢水特性、厭氧生物處理反應工藝、厭氧反應器和廢水處理工藝設計、厭氧生物處理工藝運行管理與控製、難降解有機化閤物的厭氧生物降解、廢水厭氧處理應用實例以及廢水厭氧生物處理的研究和分析方法。
本書匯集瞭國內外研究人員對各種廢水厭氧處理工藝的研究成果和工程實例,資料豐富、可靠,可供從事廢水處理技術的研究開發、設計人員和管理人員參考,也可供高等學校環境科學與工程、市政工程、生物工程及相關專業師生使用。
作者簡介
馬溪平:遼寜大學環境學院教授,主要從事汙染控製微生物工程方麵的教學及研究工作。主持和參加科研課題12項;在《環境科學學報》等核心期刊上發錶學術論文80餘篇;編輯齣版瞭《環境微生物資源原理與應用》、《汙染控製微生物學》2部著作;2012年獲遼寜省教育名師;2006年、2007年和2009年獲遼寜省科學技術奬勵三等奬;2006、2007年獲遼寜省環境學術成果一等奬;2006、2007和2011年獲遼寜省自然學術成果三等奬。
內頁插圖
目錄
第1章緒論1
1.1厭氧微生物學的研究概況1
1.1.1國內厭氧微生物學的研究概況1
1.1.2國外厭氧微生物學的研究概況2
1.2厭氧生物處理技術3
1.2.1厭氧生物處理的産生與發展3
1.2.2厭氧生物處理的基本原理3
1.2.3厭氧生物處理的特點5
1.3厭氧生物處理工藝6
1.4廢水脫氮除磷技術6
1.4.1生物脫氮7
1.4.2生物除磷8
第2章厭氧微生物學10
2.1厭氧微生物在生物地球化學循環中的作用10
2.1.1自然環境中的厭氧微生物10
2.1.2厭氧微生物在汙染物(元素)生物地球化學轉化中的作用11
2.2不産甲烷細菌及其作用11
2.2.1發酵性細菌11
2.2.2産氫産乙酸細菌13
2.2.3同型産乙酸細菌14
2.3産甲烷細菌及其作用16
2.3.1産甲烷細菌的分類和形態16
2.3.2産甲烷細菌的生理18
2.3.3産甲烷細菌的能量代謝20
2.4産甲烷細菌與不産甲烷細菌的相互作用20
2.4.1不産甲烷細菌為産甲烷細菌提供生長和産甲烷所必需的基質21
2.4.2不産甲烷細菌為産甲烷細菌創造瞭適宜的氧化還原電位條件21
2.4.3不産甲烷細菌為産甲烷細菌消除瞭有毒物質21
2.4.4産甲烷細菌為不産甲烷細菌的生化反應解除反饋抑製21
2.4.5産甲烷細菌和不産甲烷細菌共同維持環境中適宜的pH值21
2.5硫酸鹽還原菌22
2.5.1SRB的生活環境和條件22
2.5.2硫酸鹽還原菌的分類及生物學特徵22
2.5.3硫酸鹽還原菌的代謝機理23
2.5.4SRB在硫循環體係中的地位和作用24
2.5.5影響硫酸鹽還原作用的影響因子24
2.6厭氧活性汙泥25
2.6.1厭氧活性汙泥性狀25
2.6.2厭氧顆粒汙泥的基本特性25
2.6.3厭氧顆粒汙泥的結構26
2.6.4顆粒化過程27
2.7厭氧生物膜28
2.7.1厭氧生物膜的形成及其作用28
2.7.2厭氧生物膜法的特點28
第3章廢水厭氧生物處理生物化學原理30
3.1廢水厭氧生物處理技術的特點30
3.1.1廢水厭氧生物處理技術的發展30
3.1.2厭氧生物處理技術的優點31
3.1.3厭氧生物處理技術的缺點34
3.2厭氧處理過程的生化機理34
3.2.1廢水中復雜基質的厭氧降解35
3.2.2厭氧微生物35
3.2.3水解反應階段37
3.2.4發酵酸化反應階段38
3.2.5産乙酸反應階段40
3.2.6産甲烷反應階段41
3.2.7厭氧條件下脫氮和還原硫酸鹽44
3.3厭氧過程的能量代謝46
3.3.1動力學原理46
3.3.2標準狀態與環境條件50
3.3.3氫分壓對轉化自由能的影響50
3.3.4氧化還原電位50
第4章影響厭氧生物處理的環境因素52
4.1厭氧生物處理的酸堿平衡及pH值控製52
4.1.1厭氧微生物適應的pH值52
4.1.2厭氧生物處理的緩衝體係53
4.1.3厭氧生物處理係統中的酸堿平衡54
4.1.4厭氧生物處理係統中的堿度55
4.2溫度對厭氧生物處理的影響56
4.2.1溫度對厭氧微生物的影響56
4.2.2溫度對厭氧反應過程中動力學參數的影響59
4.2.3溫度突變對厭氧消化的影響59
4.2.4厭氧消化反應溫度的選擇與控製61
4.3厭氧消化過程中的營養物質61
4.3.1概述61
4.3.2厭氧微生物對碳、氮、磷、硫的需求62
4.4微量元素對厭氧生物處理的影響64
4.4.1微量金屬元素64
4.4.2維生素66
4.5厭氧消化過程中的抑製物質66
4.5.1無機抑製性物質66
4.5.2有機抑製性物質67
4.6不産甲烷菌與産甲烷菌微生物之間的關係68
4.6.1不産甲烷菌為産甲烷菌提供生長和産甲烷所需要的基質68
4.6.2不産甲烷菌為産甲烷菌創造適宜的氧化還原環境68
4.6.3不産甲烷菌為産甲烷菌清除有毒物質69
4.6.4産甲烷菌為不産甲烷菌的生化反應解除反饋抑製69
4.6.5不産甲烷菌和産甲烷菌在厭氧消化過程中共同維持適宜的環境70
第5章厭氧生物處理的廢水特性71
5.1廢水的碳和氮參數71
5.1.1碳參數71
5.1.2氮參數72
5.2廢水的厭氧生物可降解性73
5.2.1生物降解性能含義73
5.2.2影響有機物生物降解性能的因素73
5.2.3難降解有機汙染物的分類及來源75
5.2.4廢水中常見的有機物生物降解性77
5.3廢水中常見的毒性物質80
5.3.1概述80
5.3.2無機毒性物質81
5.3.3有機毒性物質84
5.3.4厭氧微生物對毒性物質的適應與馴化86
第6章厭氧生物處理反應工藝88
6.1厭氧接觸工藝(anaerobic contagion)88
6.1.1厭氧接觸工藝的原理88
6.1.2厭氧接觸工藝的特點89
6.1.3厭氧接觸工藝的應用89
6.2厭氧濾池工藝(AF)90
6.2.1AF的原理與特點90
6.2.2AF的運行與影響因素91
6.2.3AF的應用93
6.3厭氧生物流化床工藝(AFB)94
6.3.1厭氧生物流化床的工藝特點94
6.3.2厭氧生物流化床載體顆粒的特性與作用95
6.3.3厭氧生物流化床在廢水處理中的應用95
6.4厭氧摺流闆反應器(ABR)96
6.4.1ABR的工作原理96
6.4.2ABR的特點97
6.4.3ABR的主要工藝性能97
6.4.4ABR反應器在幾種廢水條件下的運行性能98
6.4.5ABR的工藝研究及應用現狀100
6.5升流式厭氧汙泥床反應器(UASB)100
6.5.1升流式厭氧汙泥床反應器(UASB)的結構101
6.5.2升流式厭氧汙泥床反應器(UASB)的原理103
6.5.3升流式厭氧汙泥床反應器(UASB)的工藝特點103
6.5.4升流式厭氧汙泥床反應器(UASB)的啓動104
6.5.5升流式厭氧汙泥床反應器(UASB)處理廢水的應用104
6.5.6升流式厭氧汙泥床反應器(UASB)在汙水處理中的應用前景105
6.6膨脹顆粒汙泥床反應器(EGSB)105
6.6.1EGSB的産生背景及其特徵105
6.6.2EGSB的結構特徵與工作原理106
6.6.3EGSB顆粒汙泥的特徵107
6.6.4EGSB的工藝特點107
6.6.5EGSB的應用108
6.7內循環厭氧反應器(IC)109
6.7.1內循環厭氧反應器(IC)構造及工作原理109
6.7.2內循環厭氧反應器(IC)的工作原理109
6.7.3內循環厭氧反應器(IC)的工藝特點110
6.7.4內循環厭氧反應器(IC)的應用111
6.7.5內循環厭氧反應器(IC)與升流式厭氧汙泥床反應器(UASB)的參數比較112
6.8升流式厭氧汙泥床�猜瞬惴從ζ鰨║BF)113
6.8.1升流式厭氧汙泥床�猜瞬惴從ζ鰨║BF)的工作原理113
6.8.2升流式厭氧汙泥床�猜瞬惴從ζ鰨║BF)的工藝特點114
6.8.3升流式厭氧汙泥床�猜瞬惴從ζ鰨║BF)的啓動過程115
6.8.4升流式厭氧汙泥床�猜瞬惴從ζ鰨║BF)的應用115
6.9厭氧生物轉盤116
6.9.1厭氧生物轉盤的構造和工作原理116
6.9.2厭氧生物轉盤的工藝特點117
6.9.3厭氧生物轉盤的應用117
6.10兩相厭氧生物處理工藝118
6.10.1兩相厭氧消化工藝的發展118
6.10.2兩相厭氧消化工藝基本原理118
6.10.3兩相厭氧生物處理的工藝特點119
6.10.4兩相厭氧工藝的適用範圍120
6.10.5相分離方法121
6.10.6兩相厭氧工藝反應器的選擇和構造121
6.10.7兩相厭氧工藝的流程和參數選擇122
第7章厭氧反應器和廢水處理工藝設計124
7.1廢水厭氧處理工藝流程的選擇124
7.1.1預處理124
7.1.2厭氧處理126
7.1.3後處理127
7.1.4剩餘汙泥的處理130
7.2厭氧反應器的設計130
7.2.1反應器容積(包括沉澱區和反應區)的確定130
7.2.2反應器的高度131
7.2.3反應器的平麵形狀131
7.2.4反應器的上流速度132
7.2.5單元反應器的最大體積132
7.2.6配水係統133
7.2.7三相分離器134
7.2.8管道設計138
7.2.9齣水係統139
7.2.10浮渣清除裝置139
7.2.11氣體收集裝置139
7.2.12汙泥排放設備140
7.2.13反應器采用的材料140
7.2.14輔助設備140
7.3UASB厭氧反應器的設計及工程實例140
7.3.1UASB反應器的設計140
7.3.2UASB反應器設計舉例142
7.3.3UASB反應器在國內外的應用情況143
7.3.4UASB反應器工程實例145
7.4厭氧接觸法工藝設計及工程實例149
7.4.1厭氧接觸法的工藝設計149
7.4.2厭氧接觸法設計舉例151
7.4.3厭氧接觸工藝的應用情況152
7.5厭氧生物濾池153
7.5.1濾床有效容積的設計153
7.5.2設計實例154
7.5.3應用情況155
7.5.4工程實例155
7.6兩相厭氧生物處理工藝157
7.6.1兩相厭氧反應器容積的確定157
7.6.2工程實例158
7.7厭氧生物轉盤的設計及試驗研究161
7.7.1厭氧生物轉盤的設計161
7.7.2厭氧生物轉盤的試驗研究現狀162
7.8厭氧膨脹床和厭氧流化床的設計及工程實例162
7.8.1厭氧膨脹床和厭氧流化床的設計162
7.8.2厭氧膨脹床和厭氧流化床的試驗研究163
7.8.3厭氧膨脹床和厭氧流化床的工程實例164
7.9EGSB反應器的設計及工程實例165
7.9.1EGSB反應器的設計165
7.9.2EGSB反應器的應用工程實例165
第8章厭氧生物處理工藝運行管理與控製167
8.1厭氧工藝中汙泥的培養與馴化167
8.1.1厭氧活性汙泥的培養與馴化167
8.1.2厭氧生物膜的培養與馴化167
8.1.3厭氧顆粒汙泥169
8.2厭氧生物處理運行條件控製174
8.2.1相關名詞174
8.2.2溫度176
8.2.3氧化還原電位179
8.2.4厭氧消化過程的pH值181
8.2.5中間産物186
8.2.6營養元素188
8.2.7監測與控製189
8.3厭氧生物處理中容易齣現的問題及其解決辦法191
8.3.1復雜廢水中含有不溶解物質191
8.3.2廢水中的某些物質容易導緻沉澱192
8.3.3毒性物質193
8.3.4泡沫問題197
8.3.5厭氧反應器中産氣的異常現象及解決方案197
8.3.6汙泥厭氧消化沼氣的安全問題198
8.3.7汙泥膨脹199
第9章難降解有機化閤物的厭氧生物降解204
9.1概述204
9.1.1難降解有機物的定義204
9.1.2難降解有機物的分類204
9.1.3難降解有機物的來源和循環轉化205
9.1.4難降解有機物的特點205
9.1.5難降解有機物的危害205
9.2廢水中難降解物質生物降解的機理206
9.2.1有機物生物難降解的原因206
9.2.2共基質代謝機理207
9.2.3種間協同代謝機理208
9.2.4EM(有效微生物菌群)的篩選和馴化208
9.2.5影響廢水中難降解物質生物降解的因子209
9.3鑒定難降解有機物厭氧生物處理的評價方法211
9.3.1應用難降解化閤物在厭氧降解時産生氣體的量來評價的方法211
9.3.2綜閤因素評價212
9.4雜環化閤物和多環芳烴的厭氧生物降解213
9.4.1雜環化閤物和多環芳烴的定義和分類213
9.4.2環境中雜環化閤物和多環芳烴汙染物的主要來源213
9.4.3雜環化閤物和多環芳烴的毒性和危害214
9.4.4雜環化閤物和多環芳烴的厭氧生物處理機理214
9.5含氯有機化閤物汙染物的厭氧生物降解217
9.5.1環境中含氯有機化閤物汙染物的主要來源217
9.5.2含氯有機化閤物的毒性和危害217
9.5.3含氯有機化閤物厭氧降解機理217
9.5.4有機氯化物的生物處理法219
9.6氰化物的厭氧生物降解220
9.6.1氰化物的定義和分類220
9.6.2含氰廢水的來源220
9.6.3氰化物的毒性和危害220
9.6.4氰化物傳統處理方法221
9.6.5微生物厭氧處理氰化物的機理222
9.6.6微生物處理含氰廢水223
9.7有機染料的厭氧生物降解224
9.7.1有機染料廢水的來源和特點224
9.7.2有機染料廢水傳統處理方法224
9.7.3有機染料廢水厭解菌及厭氧降解機理224
9.7.4有機染料廢水生物處理方法225
9.8製漿造紙廢水的厭氧生物降解226
9.8.1製漿造紙廢水的定義、來源和分類226
9.8.2廢水主要成分227
9.8.3造紙的環境汙染與危害227
9.8.4製漿造紙廢水的傳統處理方法228
9.8.5製漿造紙廢水的厭氧生物處理機理228
9.8.6製漿造紙廢水厭氧處理的不利因素及去除方法228
第10章廢水厭氧處理應用實例230
10.1啤酒廢水的厭氧處理230
10.1.1啤酒廢水230
10.1.2啤酒廢水的厭氧處理技術231
10.1.3啤酒廢水的厭氧處理工藝應用232
10.2味精廢水的厭氧處理技術235
10.2.1味精廢水236
10.2.2味精廢水的厭氧處理技術237
10.2.3味精水的厭氧處理工藝應用237
10.3澱粉廢水的厭氧處理239
10.3.1澱粉廢水240
10.3.2澱粉廢水的厭氧處理技術241
10.3.3澱粉廢水的厭氧處理工藝應用241
10.4製漿造紙廢水的厭氧處理245
10.4.1製漿造紙廢水245
10.4.2製漿造紙廢水的厭氧處理技術246
10.4.3製漿造紙廢水的厭氧處理工藝應用247
10.5含硫酸鹽廢水的厭氧處理251
10.5.1含硫酸鹽廢水251
10.5.2含硫酸鹽廢水的厭氧處理技術及應用252
10.6含油脂類廢水的厭氧處理255
10.6.1含油脂類廢水産生與特點255
10.6.2含油脂類廢水的厭氧處理技術256
10.6.3含油脂類廢水的厭氧處理工藝應用257
10.7城市汙水的厭氧處理261
10.7.1城市汙水概況261
10.7.2城市汙水的厭氧處理技術262
10.7.3城市汙水的厭氧處理工藝應用263
第11章廢水厭氧生物處理的研究和分析方法267
11.1化學需氧量(COD)的測定267
11.1.1重鉻酸鉀法267
11.1.2比色法269
11.2廢水厭氧生物處理監測中的ORP測定269
11.2.1ORP測定的基本原理269
11.2.2ORP的測定270
11.3生物化學甲烷勢(BMP)的測定271
11.3.1說明271
11.3.2生物化學甲烷勢的測定方法271
11.4沼氣的測定272
11.4.1兩種液體置換係統272
11.4.2測定沼氣的組成273
11.4.3甲烷的COD換算274
11.5厭氧汙泥産甲烷活性的測定275
11.5.1厭氧汙泥産甲烷活性測定的目的275
11.5.2産甲烷細菌的氫化酶活性分析法275
11.6最大比産甲烷速率的測定278
11.6.1意義278
11.6.2測定方法278
11.6.3産甲烷速率公式280
11.7厭氧生物可降解性的測定280
11.7.1目的和原理280
11.7.2條件280
11.7.3測定裝置281
11.7.4測定步驟281
11.7.5計算281
11.8厭氧消化汙泥性質的研究282
11.8.1汙泥的分類282
11.8.2汙泥的性質指標283
11.9反應器內汙泥的測定283
11.9.1測定目的和原理283
11.9.2儀器和設備284
11.9.3總固體、揮發性固體和灰分的測定284
11.9.4汙泥量測定中的采樣285
11.9.5汙泥量測定的步驟285
11.9.6計算285
11.10産甲烷毒性的測定285
11.10.1說明285
11.10.2測定裝置286
11.10.3情況分析286
11.10.4産甲烷毒性測定287
11.10.5毒性的錶示方法和計算方法287
11.11厭氧毒性測定(ATA)方法287
11.11.1說明287
11.11.2方法287
11.11.3對毒物的敏感性287
11.11.4實例288
11.12厭氧微生物的分離與鑒定288
11.12.1産酸細菌288
11.12.2産甲烷細菌291
11.12.3硫酸鹽還原細菌297
11.13PCR技術在廢水厭氧生物處理中的應用298
11.13.1PCR的原理及其試驗方法298
11.13.2提高PCR檢測的準確率的方法298
11.13.3厭氧廢水處理係統中微生物群落結構變化的PCR技術監測手段299
11.14微生物傳感器在厭氧工藝測定中的應用301
11.14.1構成和原理301
11.14.2應用302
參考文獻303
前言/序言
前言
近年來,我國水資源匱乏和水汙染問題日益嚴重,發展水汙染防治新技術迫在眉睫。但是利用傳統的好氧生物處理方法要消耗大量能源,我國現已日益感到為瞭解決環境問題所需付齣大量能耗的沉重負擔。因此,既可節能又可産能的厭氧生物處理技術日益為世人所矚目。
厭氧生物處理是一種低成本的廢水處理技術,它是把廢水的處理和能源的迴收利用相結閤的一種技術,可以作為能源生産和環境保護體係的一個核心部分,其産物可以被積極利用而産生經濟價值。近20年來,經過各國學者的潛心研究,廢水厭氧生物處理技術已有瞭飛速發展,在厭氧微生物學和生物化學等基礎研究方麵取得瞭很大進展,同時又成功開發瞭一批廢水厭氧生物處理新工藝。目前,厭氧生物法不僅可以處理高濃度有機廢水,而且能處理中等濃度的有機廢水,還成功地實現瞭處理低濃度有機廢水的可行性,為廢水處理方法提供瞭一條既高效能,又是低能耗的,且符閤瞭可持續發展原則的處理廢水途徑。
《厭氧微生物學與汙水處理》自2005年齣版以來,陸續為全國各類高等學校環境科學、環境工程、化學多類專業以及從事廢水處理技術的研究開發、設計人員等廣泛采用。本書受到廣泛社會好評,這些都是對編者的鞭策和鼓勵。
為適應科研事業發展的需要,參編作者於遼寜大學環境學院舉行瞭該書修訂的研討會。通過認真討論明確瞭修訂的指導思想為:“既要保持原書結構體係的特色,又要麵對國內外厭氧生物處理技術的發展推陳齣新,既要吸取國內外先進性經驗又要結閤我國國情。”
為此,對《厭氧微生物學與汙水處理》(版)修改意見如下:
章“緒論”部分對國內外的研究現狀進行瞭資料更新;
第二章“厭氧微生物學”部分産甲烷細菌與不産甲烷細菌的相互作用進行內容擴充;
第三章“廢水厭氧生物處理的生物化學原理”部分對其動力學原理進行更詳盡地介紹;
第六章“厭氧生物處理工藝”部分對ABR的工作原理進行更詳盡地介紹;
第九章“難降解有機物的厭氧生物降解”部分增加討論瞭多環芳烴、有機染料、製漿造紙廢水處理的機理等內容;
第十章“廢水厭氧處理應用實例”部分添加對各類廢水的介紹;其他章節,采取補空、補新、補量化的原則加以修改補充,並適當體現推陳齣新。
本書主要由馬溪平、徐成斌、付保榮等編著,具體分工如下:第1章由馬溪平和李清華編著;第2章由李清華編著;第3章由吳潔婷、付保榮編著;第4章由孟雪蓮編著;第5章由孫大鵬編著;第6章由徐成斌、李清華編著;第7章由薛爽編著;第8章由孫學凱編著;第9章由解宏端編著;第10章由徐成斌編著;第11章由孫學凱編著。書稿後由馬溪平、徐成斌、吳潔婷統稿、定稿。
本書在修訂齣版過程中,得到周大石教授的悉心指教及逐字修改,也得到遼寜大學環境學院全體教師的大力支持和幫助,在此錶示感謝。
由於編著者編著時間和水平有限,書中不足和疏漏之處在所難免,敬請專傢和廣大讀者批評指正。
編著者
2016年9月
版前言
近年來高濃度有機廢水的處理是環境保護工作者研究的熱門課題,厭氧生物處理是對高濃度有機廢水處理的有效途徑之一。特彆是在當今汙染嚴重、能源短缺的雙重壓力下,厭氧生物處理顯得尤為重要。近些年來,經過各國學者的潛心研究,廢水厭氧生物處理技術在理論和生産應用方麵取得瞭巨大進展,對廢水處理有著重大意義。
本書是編者參閱瞭大量國內外資料編著而成的。立足於對厭氧微生物處理技術理論與實踐的探討,圍繞厭氧微生物處理工藝和應用實例,係統介紹瞭研究厭氧微生物的實驗室方法和新分子生物學技術在厭氧微生物學中的應用。全書共分11章,分彆對厭氧生物處理過程中微生物學的能量代謝、生化機理、厭氧生物處理反應動力學、厭氧消化過程的控製、影響因子、厭氧生物處理工藝、設計方法、應用實例和實驗技術進行瞭全麵論述和介紹,是廣大環境保護工作者和環境科學、環境工程專業本科生和研究生的參考書。
本書編寫的具體分工是章由馬溪平和李清華編寫;第二章由李清華編寫;第三章由馬麗編寫;第四章和第五章由孫大鵬編寫;第六章由徐成斌、李清華編寫;第七章由薛爽編寫;第八章由孫學凱編寫;第九章由解宏端編寫;第十章由徐成斌編寫;第十一章由孫學凱編寫;全書由馬溪平統稿。
本書在編寫過程中,得到周大石教授的悉心指教及逐字修改,也得到遼寜大學環境與生命科學院全體教師的大力支持和幫助,在此錶示感謝。
由於編者水平有限,書中難免有不足和錯誤之處,敬請專傢和廣大讀者批評指正。
編著者
2004年12月
好的,這是一份針對您提供的書名之外,關於其他主題圖書的詳細簡介,旨在體現專業性與信息密度,並避免任何AI痕跡的痕跡。 --- 圖書簡介:《現代材料科學與先進製造技術:從基礎理論到前沿應用》 1. 概述與定位 本書聚焦於21世紀製造業與工程領域的核心驅動力——現代材料科學的最新突破與先進製造技術的深度融閤。我們認識到,材料的性能決定瞭産品的上限,而製造工藝則決定瞭性能的實現程度。本書旨在為材料學、機械工程、航空航天、能源以及生物醫學工程等領域的科研人員、高級工程師和研究生提供一部全麵、深入且具有高度實踐指導意義的參考專著。 本書的獨特之處在於,它不僅梳理瞭經典材料理論的最新發展,更以前瞻性的視角,詳細闡述瞭如何通過增材製造(3D打印)、超精密加工、智能化錶徵等前沿技術,來精確調控和優化新型功能材料的微觀結構與宏觀性能。 2. 核心內容模塊劃分 全書內容結構緊湊,邏輯清晰,分為七大核心章節,層層遞進: 第一部分:新型功能材料的結構-性能關聯(理論基礎) 第1章:先進金屬材料的晶體塑性與疲勞行為 本章深入探討瞭高熵閤金(HEAs)、納米晶體材料以及梯度結構材料在極端載荷下的力學響應。重點分析瞭亞結構演化、位錯動力學模擬以及多尺度建模在預測材料長壽命可靠性方麵的作用。詳細介紹瞭通過熱處理和塑性變形實現的微結構調控機製。 第2章:高性能聚閤物復閤材料的界麵設計 本章關注縴維增強復閤材料(FRCs)和納米粒子增強聚閤物基體的設計策略。探討瞭界麵粘結的量子化學基礎、縴維/基體界麵斷裂韌性的增強機理,以及引入響應性填料(如形狀記憶聚閤物或自修復劑)以實現“智能”復閤材料的潛力。 第3章:陶瓷與玻璃基功能材料的突破 側重於結構陶瓷(如SiC, ZrO2)在高溫和抗腐蝕環境下的應用,並詳細分析瞭電介質陶瓷和鐵電材料的介電響應機製。對於玻璃材料,則聚焦於新型硼矽酸鹽玻璃在核廢料固化和生物醫學植入體中的發展。 第二部分:先進製造技術的革新與整閤(工藝實現) 第4章:增材製造(AM)中的冶金學與缺陷控製 這是本書的重點之一。詳細剖析瞭激光選區熔化(SLM)和電子束熔化(EBM)過程中的快速凝固冶金學,包括液相-固相轉變的瞬態行為。深入討論瞭殘餘應力、氣孔率以及“鍵閤缺陷”的形成機理,並提供瞭先進的在綫監測與反饋控製技術,以確保高緻密度和高精度部件的生産。 第5章:超精密加工與錶麵工程 本章涵蓋瞭微米級和納米級加工技術,如磁流變拋光(MRF)、離子束刻蝕以及激光誘導前體沉積(LIPD)。特彆強調瞭通過這些技術實現錶麵粗糙度R_a < 1 nm的挑戰,以及如何通過錶麵改性(如PVD/CVD塗層)來提高耐磨損性和生物相容性。 第6章:過程模擬與數字孿生技術 本章探討瞭如何利用有限元分析(FEA)、計算流體力學(CFD)和元胞自動機模型來預測製造過程中的熱-力-冶金耦閤效應。重點介紹瞭構建製造過程的“數字孿生”模型,實現從設計到成品的全流程質量可追溯性和預測性維護。 第三部分:前沿交叉應用與未來展望(實踐導嚮) 第7章:特定領域的高級應用案例研究 本章提供瞭一係列跨學科的案例,展示瞭材料科學與先進製造技術的協同效應: 航空航天: 輕量化、耐高溫的鎳基單晶渦輪葉片製造與壽命評估。 能源領域: 高性能固態電解質的製備及其在下一代電池中的應用。 生物醫學: 生物活性塗層、可降解支架的3D打印技術,以及定製化植入物的材料選擇標準。 電子信息: 柔性電子器件中的導電油墨與低溫燒結技術。 3. 寫作風格與受眾群體 本書的寫作風格嚴謹、客觀,高度依賴實驗數據和理論推導支撐。圖錶精煉,公式推導詳盡,力求信息密度最大化,避免冗餘的背景介紹。 目標讀者包括: 材料科學、機械工程、航空航天工程等專業的研究生及博士生。 從事先進製造工藝開發、産品設計與失效分析的高級工程師。 高校及國傢級研究機構中緻力於新材料與新工藝交叉研究的科研人員。 本書不僅是知識的匯編,更是對未來工程挑戰的係統性思考工具。它要求讀者具備堅實的物理化學和力學基礎,以便能有效消化書中關於相變動力學、非平衡態熱力學及復雜係統建模的高級內容。 --- (總字數預估:約1480字)