美国水环境联合会（WEF）环境工程实用手册系列：生物膜反应器设计与运行手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 美国水环境联合会 编，曹相生 译

图书标签:

• 水环境
• 生物膜反应器
• 环境工程
• WEF
• 废水处理
• 生物处理
• 设计
• 运行
• 手册
• 工程技术

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112152919

版次：1

商品编码：12320824

包装：精装

丛书名： 美国水环境联合会（WEF）环境工程实用手册系列

开本：16开

出版时间：2013-07-01

用纸：胶版纸

页数：352

字数：570000

正文语种：中文

内容简介

　　《美国水环境联合会（WEF）环境工程实用手册系列：生物膜反应器设计与运行手册》全面介绍了生物膜法及其与活性污泥法组合而成的各种工艺。书中详细讨论了各种生物膜工艺的设计、性能和运行问题，如设计参数、设计标准和方法的选择、模拟方法、设备要求和施工方法等。对于每种工艺的运行，包括可能遇到的问题和解决方案，书中都一一给出。最后，《美国水环境联合会（WEF）环境工程实用手册系列：生物膜反应器设计与运行手册》列举了各种生物膜工艺的典型工程实例。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 背景和目的
1．2 生物膜工艺的特点
1．3 历史发展
1．4 本手册的组织方式

第2章 生物膜的生物学原理
2．1 引言
2．2 生物的分类
2．3 非细菌微生物
2．4 细菌的特征
2．5 细菌代谢、营养和呼吸
2．6 细菌生长
2．7 生物膜细菌生长动力学
2．8 生物膜内主要的转化过程
2．9 生物膜内生物群落的特征

第3章 滴滤池及与活性污泥联合工艺的设计和运行
3．1 引言
3．2 简介
3．3 工艺流程和生物反应器构成
3．4 通风和空气供应方式
3．5 滴滤池工艺的模型
3．6 工艺设计
3．7 设计时的考虑因素
3．8 大型动物的控制机理
3．9 滴滤池的启动
3．1 0滴滤池和活性污泥的联合工艺

第4章 生物转盘
4．1 引言
4．2 工艺设计
4．3 生物转盘的设计方法
4．4 生物转盘的硝化模型
4．5 生物转盘的反硝化
4．6 物理参数的设计
4．7 生物转盘设计举例
4．8 生物转盘的问题和解决办法
4．9 中试研究

第5章 移动床生物膜反应器（MBBR）
5．1 引言
5．2 移动床反应器
5．3 MBBR的设计
5．4 MBBR的固液分离
5．5 设计MBBR时的考虑因素
5．6 案例

第6章 生物膜／活性污泥组合式工艺（IFAS）
6．1 生物膜／活性污泥组合工艺（IFAS）简介
6．2 载体类型
6．3 IFAS的历史
6．4 固定式载体IFAs的应用
6．5 自由漂浮式（海绵）载体IFAS的应用
6．6 IFAS的生物量控制
6．7 IFAS的设计
6．8 IFAS的案例

第7章 生物活性滤池（BAF）
7．1 引言
7．2 BAF及设备
7．3 BAF的滤料
7．4 反冲洗和空气擦洗
7．5 BAF的设计
7．6 设计应考虑的因素
7．7 案例

第8章 新型生物膜工艺
8．1 引言
8．2 悬浮载体或悬浮颗粒的生物膜反应器
8．3 厌氧氨氧化（Anammox）生物膜反应器
8．4 膜-生物膜反应器（MBfR）

第9章 沉淀（澄清）
9．1 引言
9．2 固体分离方式的选择
9．3 沉淀池设计的基础
9．4 沉淀池各部分的设计
9．5 圆形和矩形沉淀池的比较
9．6 设计计算举例
9．7 沉淀池的实际出水效果
9．8 沉淀池设计时的其他考虑因素

第10章 过滤
10．1 滤池种类
10．2 滤池的性能

第11章 生物膜反应器模型的应用和发展
11．1 引言
11．2 生物膜的半经验方程
11．3 一维和两维生物膜扩散模型的数值解法
11．4 模型应用及模拟所用的IFAs污水处理厂
11．5 Aquifas模拟IFAS污水处理厂
11．6 BioWin模拟IFAS污水处理厂
11．7 MBBR污水处理厂介绍及模拟
11．8 IFAS和MBBR模拟的结论
参考文献
附录A 单位换算表

前言/序言

　　生物膜法是比活性污泥法更为古老的技术，在工业废水处理领域应用最为广泛，但现在正越来越多地用于城镇污水处理。曝气生物滤池（ BAF）、反硝化生物滤池、移动床生物膜反应器（ MBBR）、生物膜和活性污泥的组合工艺（IFAS）是城镇污水处理中生物膜法成功应用的典范，在中国的应用也越来越广泛。
　　虽然生物膜法的应用如此广泛，但遗憾的是我国尚无生物膜反应器设计的专业书籍。迄今为止，我国绝大部分污水处理技术人员对生物膜反应器的理解还是基于20世纪50、60年代的资料，即给水排水工程专业本科教材《排水工程》的知识。我国大部分污水处理技术人员对近20年以来生物膜技术的发展知之甚少。
　　美国水环境联合会（ Water Environment Federation，WEF）成立于1928年，一直是全球水处理技术的领跑者。WEF出版的实践手册（Manual of Practice，MOP）是水处理领域的重要参考书，在全球享有很高的声誉。本手册是MOP的第35分册，由WEF的生物膜反应器专家组编写而成。该书囊括了污水处理领域各类生物膜反应器的设计和运行问题，是迄今为止全世界有关生物膜反应器设计的最权威书籍。
　　由此，把WEF的生物膜反应器设计手册译成中文，对我国污水处理领域的技术人员是大有裨益的。
　　本书对生物膜法的各种工艺从原理到设计方法进行了详细介绍。本书的特点如下：
　　（1）生物学基础知识是理解和掌握生物膜法的基础。本书对此进行了详细介绍，读者拥有此书则省去了查找生物学专著的麻烦。
　　（2）滴滤池在中国被认为是淘汰落后的工艺。本书则告诉读者滴滤池在北美地区有广泛的市场，滴滤池与活性污泥法的结合是城镇污水处理的常用工艺之一。
　　（3）迄今为止，我国的滴滤池和生物转盘设计还是基于大约50年前的资料。本书则提供了最新的滴滤池和生物转盘设计方法和资料。
　　（4）作为新型的生物膜反应器，移动床生物膜反应器（MBBR）和生物膜／活性污泥组合工艺（IFAS）在中国的应用越来越多。本书则提供了各种MBBR和IFAS的设计方法并提供了成功的案例。
　　（5）本书提供了曝气生物滤池和反硝化生物滤池的详细设计方法及成功案例。
　　（6）无论是活性污泥法还是生物膜法的设计，中国工程师往往只是重视生物反应池的设计而忽略二沉池的设计。读完本书后，读者会对二沉池设计的重要性有更深的理解。本书对二沉池的细部结构及相应设计进行了详细介绍，对圆形二沉池和矩形二沉池做了比较。
　　（7）过滤是进一步提高出水水质的良好方式。本书对滤布滤池等各种滤池的设计及选择作了简单介绍。
　　（8）本书对厌氧氨氧化（Anammox）等新型的生物膜反应器进行了介绍。让读者了解生物膜反应器的发展趋势和前沿技术。
　　（9）数学模型历来不被中国水处理工程师所重视，常常被认为是不切实际的。事实上，数学模型对深刻理解工艺原理有着积极的作用。任何技术领域的进一步发展必然是数学模型的成熟应用。本书介绍了国际上一些知名的生物膜模拟软件，相信会让读者从中能领会到数学模型的实用性。
　　（10）为了方便阅读，部分术语后面注明了英文。因此本书也可临时性充当辞典使用。
　　（11）绝大部分数字给出了国际单位制和美制单位，另外也增加了单位换算表作为附录，便于大家与国外文献对照。
　　（12）修订了原书的一些错误，中文译本应该比原书更加完善。
　　照顾到中文文献的习惯，有些术语没有直译，如“Suspended-growth System”没有直译为“悬浮生长系统”，而是翻译为“活性污泥法系统”。“Clarifier”没有直译为“澄清”而是翻译为“沉淀池”。
　　本书适合污水处理领域的设计、运行和管理人员使用。本书也可作为给水排水工程或环境工程专业的教学参考书。
　　本书的翻译历时一年，译者耗去了很多陪伴孩子和其他家人的时间。译者感谢妻子孟雪征博士的理解；感谢中国建筑工业出版社石枫华博士的理解、鼓励和支持。孟雪征、哀妮媛、何苗苗、赵林凌、牛贵龙、刘海建、刘冰玉、王亚军、盛韩微、李小冬、李奇峰等人仔细阅读了中文译本初稿。感谢她（他）们提出了宝贵的意见。

实用水处理技术精要：活性污泥法深度解析与优化策略 书籍简介 本书聚焦于现代水处理领域中应用最为广泛、技术最为核心的单元操作——活性污泥法（Activated Sludge Process）的深入研究与实践指导。全书旨在为环境工程师、水处理厂运营管理者以及相关领域的研究人员提供一套全面、详实且高度实用的技术手册，侧重于理论基础的夯实、主流工艺的精细化设计、复杂问题的故障诊断与高效运行策略的制定。 第一部分：活性污泥法基础理论与演进 本部分系统梳理了活性污泥法的历史脉络、基本原理及其在水质净化的关键作用。 污泥胶体化学与微生物生态： 详细阐述了活性污泥絮体的形成机理、关键微生物群落（如丝状菌、原生动物、后生动物）的生态学特性及其对出水水质的影响。探讨了微生物代谢途径，特别是碳、氮、磷的生物地球化学循环过程在曝气池内的具体体现。 动力学模型解析： 引入经典的Monod模型、Verhulst模型及更现代的动力学结构，用于精确描述微生物的生长速率、底物消耗速率及污泥龄（SRT）与混合液悬浮固体浓度（MLSS）之间的关系。重点分析了不同水质条件下，反应器容积负荷率（F/M）对系统稳定性的制约。 氧的转移与利用： 深入剖析曝气系统中的氧气传质机制，包括大气-水界面传质系数（$K_L a$）的测定与影响因素。对比机械曝气、穿孔曝气、射流曝气等不同供氧方式的能耗效率与适用场景。阐明溶解氧（DO）在不同生化反应区域的梯度分布控制策略。 第二部分：主流活性污泥工艺设计与操作 本章是本书的核心操作指南，提供了从初步设计到日常负荷调整的详尽步骤。 典型工艺流程设计规范： 详细介绍了传统完全混合式活性污泥法（CMAS）、延时曝气法（Extended Aeration）、高负荷法（High-Rate Aeration）的设计参数取值依据。对于新一代工艺，如A/O法、A2/O法（SBR、UCT、Bardenpho等）的流程设计图解和关键设计计算（如反硝化速率、缺氧区水力停留时间HRT、内回流比等）提供了工程实例。 污泥沉降性控制技术： 将影响二沉池效率的关键因素——污泥指数（SVI）的预测与控制放在突出位置。探讨了通过调节污泥龄、改善曝气方式、投加化学助凝剂（如聚合氯化铝PAC）或生物调控（如投加特定菌种）来抑制丝状菌过度生长、提高污泥沉降性能的具体操作流程。 污泥龄（SRT）的优化管理： 阐明SRT是控制出水水质（特别是硝化效率和除磷效果）的主控变量。基于目标出水水质（如氨氮、总磷限值）和进水水质波动范围，建立最优SRT窗口模型，并给出日常根据进水负荷变化的动态调整操作规程。 剩余污泥处理与处置： 简要介绍剩余污泥的浓缩、消化（好氧/厌氧）与脱水工艺选择的原则，侧重于如何在不增加处理厂占地面积的前提下，实现污泥减量化和稳定化。 第三部分：非常规与高难度水质处理单元的集成 针对当前严格的排放标准，本部分深入探讨了活性污泥系统与其他单元的集成应用。 生物脱氮除磷（BNR）的精细化控制： 重点讲解了厌氧/缺氧/好氧交替运行模式下的关键参数控制。分析了特定微生物（如聚磷菌PAOs、聚羟基脂肪酸酯PHA积累菌）的生长需求，提供了精确控制溶解氧（DO）阈值、氧化还原电位（ORP）和回流比，以确保最大程度的同步脱氮除磷的实战经验。 膜生物反应器（MBR）的操作挑战： 虽然本书不专门讨论膜设计，但会详细论述在MBR系统中，活性污泥的特殊运行状态（极高MLSS、低污泥容积负荷）对膜污染（Fouling）的影响机制，以及如何通过优化曝气设计和定期清洗程序来维持膜通量。 微污染物与新兴污染物去除： 探讨在长泥龄高活性污泥系统中，部分微量有机污染物（如内分泌干扰物EDCs）和抗生素残留的生物降解潜力，以及如何通过优化曝气和污泥龄组合，提升对这些难降解物质的去除率。 第四部分：故障诊断与应急响应 本章基于丰富的现场经验，提供一套系统化的故障排查流程。 泡沫与浮渣问题： 区分真菌性泡沫、丝状菌泡沫、脂肪类泡沫的形态特征。针对性地给出针对丝状菌过度繁殖（如Nocardia spp.）的化学药剂干预（如氯化）剂量计算与安全操作规程。 出水浊度和悬浮物超标： 分析污泥膨化（Bulking）与丝状菌过度伸长导致的沉降失败，以及厌氧区溶解氧泄漏引起的反硝化浮泥现象。提供快速的MLSS/SVI监测频次调整建议和临时措施。 硝化/反硝化失败的排查： 建立基于进水TKN、出水氨氮和DO水平的逻辑树，快速定位是低温抑制、污泥龄过短、还是碱度不足导致的硝化中断。 本书以工程实践为导向，拒绝冗余的理论推演，力求用清晰的图表、量化的参数和详尽的计算示例，指导读者高效地驾驭和优化活性污泥这一复杂的水处理系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度令人印象深刻，它不仅仅是一本设计手册，更像是一部集成了数十年行业经验的百科全书。我注意到其中对生物膜生长动力学模型的引用非常全面，不仅包括经典的Monod模型，还引入了近些年用于描述复杂生态系统行为的非经典模型，这对于进行高级模拟和预测性维护的团队来说，提供了坚实的理论后盾。阅读过程中，我发现它对关键绩效指标（KPIs）的阐述也极为到位，明确指出了哪些参数需要重点监控以及如何科学地解读这些数据，而不是简单地罗列数值。这种注重结果导向的叙述风格，使得这本书更具操作指导性。它提供了一个从宏观视野到微观控制的全景图，让人感觉手中握着的不仅仅是一本书，而是一个完整的、可执行的工程项目管理工具箱。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常专业，用词精准，没有丝毫的含糊不清，这在我阅读一些翻译过来的技术文档时经常遇到的问题，这本书显然经过了严格的专业校订。它在讨论特定设计选择背后的权衡时，表现出了极高的客观性。例如，在介绍某些新型填料材料时，它会同时列出其在抗堵塞性、比表面积和成本效益方面的优劣对比，而不是盲目推崇新技术。这种平衡的视角，使得读者能够基于充分的信息做出最适合自己工况的工程决策，这才是真正“实用”的体现。书中的脚注和参考文献列表也非常详尽，方便我们追溯到更深层的原始研究资料，体现了极高的学术严谨性。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开内页时，首先被其详尽的章节划分和逻辑清晰的编排所折服。它并没有将内容堆砌在一起，而是很有条理地构建了一个知识体系，从反应器类型选择的决策树，到具体部件的设计计算，再到后续的维护管理，每一步都有清晰的指引。这种结构化的叙述方式，使得即便是初次接触生物膜反应器技术的工程师，也能循序渐进地掌握核心要点。我尤其欣赏它对不同负荷条件下运行模式调整的讨论，这部分内容往往是传统教科书中一带而过，但在实际运行中却是决定出水水质和能耗的关键。作者们显然是深谙一线操作的痛点，将复杂的过程用直观的图示和流程图展现出来，极大地降低了理解门槛。如果书中的案例研究能够更贴近亚洲特别是发展中国家的实际水质特点，那就更加完美了。

评分☆☆☆☆☆

作为一个长期与污水处理打交道的工程人员，我发现这本书在解决“疑难杂症”方面展现了独特的价值。特别是在涉及系统长期稳定性、污泥膨胀控制以及臭气治理等这些“老大难”问题时，它提供的解决方案往往是基于系统性的思维，而非单一的技术修补。它引导我们思考工艺参数间的相互影响，比如温度波动对硝化速率的影响机制，以及如何通过精确控制回流比来维持反硝化效果。这种对系统集成和动态平衡的强调，是区分一本优秀手册和一个普通参考指南的关键所在。这本书真正做到了授人以渔，它教会我们的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么这么做”，这对提升整个团队的工程素养至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本手册的封面设计简洁大气，封面上醒目的“环境工程实用手册系列”几个字，立刻让人感受到一种专业和严谨的气息。我一直关注着美国水环境联合会（WEF）在水处理领域的动态，他们出品的资料通常都是行业内的标杆。这本书的装帧质量很高，纸张厚实，印刷清晰，即使是复杂的图表和公式也能看得一清二楚，这对于我们这些需要经常查阅技术资料的工程师来说，实在太重要了。从目录上看，它似乎涵盖了从基础理论到实际操作的方方面面，特别是对于新兴的生物膜反应器技术，这种集成式的指南无疑是极其宝贵的资源。我期待它能提供最新的设计参数和运行优化策略，帮助我更好地应对项目中的实际挑战，而不仅仅是停留在理论层面。书名中“实用”二字，让我对其中丰富的工程案例和故障排除指南抱有极大的期望，希望能从中找到解决实际工程难题的钥匙。