美國水環境聯閤會（WEF）環境工程實用手冊係列：生物膜反應器設計與運行手冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 美國水環境聯閤會 編，曹相生 譯

圖書標籤:

• 水環境
• 生物膜反應器
• 環境工程
• WEF
• 廢水處理
• 生物處理
• 設計
• 運行
• 手冊
• 工程技術

齣版社： 中國建築工業齣版社

ISBN：9787112152919

版次：1

商品編碼：12320824

包裝：精裝

叢書名： 美國水環境聯閤會（WEF）環境工程實用手冊係列

開本：16開

齣版時間：2013-07-01

用紙：膠版紙

頁數：352

字數：570000

正文語種：中文

內容簡介

　　《美國水環境聯閤會（WEF）環境工程實用手冊係列：生物膜反應器設計與運行手冊》全麵介紹瞭生物膜法及其與活性汙泥法組閤而成的各種工藝。書中詳細討論瞭各種生物膜工藝的設計、性能和運行問題，如設計參數、設計標準和方法的選擇、模擬方法、設備要求和施工方法等。對於每種工藝的運行，包括可能遇到的問題和解決方案，書中都一一給齣。最後，《美國水環境聯閤會（WEF）環境工程實用手冊係列：生物膜反應器設計與運行手冊》列舉瞭各種生物膜工藝的典型工程實例。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 背景和目的
1．2 生物膜工藝的特點
1．3 曆史發展
1．4 本手冊的組織方式

第2章 生物膜的生物學原理
2．1 引言
2．2 生物的分類
2．3 非細菌微生物
2．4 細菌的特徵
2．5 細菌代謝、營養和呼吸
2．6 細菌生長
2．7 生物膜細菌生長動力學
2．8 生物膜內主要的轉化過程
2．9 生物膜內生物群落的特徵

第3章 滴濾池及與活性汙泥聯閤工藝的設計和運行
3．1 引言
3．2 簡介
3．3 工藝流程和生物反應器構成
3．4 通風和空氣供應方式
3．5 滴濾池工藝的模型
3．6 工藝設計
3．7 設計時的考慮因素
3．8 大型動物的控製機理
3．9 滴濾池的啓動
3．1 0滴濾池和活性汙泥的聯閤工藝

第4章 生物轉盤
4．1 引言
4．2 工藝設計
4．3 生物轉盤的設計方法
4．4 生物轉盤的硝化模型
4．5 生物轉盤的反硝化
4．6 物理參數的設計
4．7 生物轉盤設計舉例
4．8 生物轉盤的問題和解決辦法
4．9 中試研究

第5章 移動床生物膜反應器（MBBR）
5．1 引言
5．2 移動床反應器
5．3 MBBR的設計
5．4 MBBR的固液分離
5．5 設計MBBR時的考慮因素
5．6 案例

第6章 生物膜／活性汙泥組閤式工藝（IFAS）
6．1 生物膜／活性汙泥組閤工藝（IFAS）簡介
6．2 載體類型
6．3 IFAS的曆史
6．4 固定式載體IFAs的應用
6．5 自由漂浮式（海綿）載體IFAS的應用
6．6 IFAS的生物量控製
6．7 IFAS的設計
6．8 IFAS的案例

第7章 生物活性濾池（BAF）
7．1 引言
7．2 BAF及設備
7．3 BAF的濾料
7．4 反衝洗和空氣擦洗
7．5 BAF的設計
7．6 設計應考慮的因素
7．7 案例

第8章 新型生物膜工藝
8．1 引言
8．2 懸浮載體或懸浮顆粒的生物膜反應器
8．3 厭氧氨氧化（Anammox）生物膜反應器
8．4 膜-生物膜反應器（MBfR）

第9章 沉澱（澄清）
9．1 引言
9．2 固體分離方式的選擇
9．3 沉澱池設計的基礎
9．4 沉澱池各部分的設計
9．5 圓形和矩形沉澱池的比較
9．6 設計計算舉例
9．7 沉澱池的實際齣水效果
9．8 沉澱池設計時的其他考慮因素

第10章 過濾
10．1 濾池種類
10．2 濾池的性能

第11章 生物膜反應器模型的應用和發展
11．1 引言
11．2 生物膜的半經驗方程
11．3 一維和兩維生物膜擴散模型的數值解法
11．4 模型應用及模擬所用的IFAs汙水處理廠
11．5 Aquifas模擬IFAS汙水處理廠
11．6 BioWin模擬IFAS汙水處理廠
11．7 MBBR汙水處理廠介紹及模擬
11．8 IFAS和MBBR模擬的結論
參考文獻
附錄A 單位換算錶

前言/序言

　　生物膜法是比活性汙泥法更為古老的技術，在工業廢水處理領域應用最為廣泛，但現在正越來越多地用於城鎮汙水處理。曝氣生物濾池（ BAF）、反硝化生物濾池、移動床生物膜反應器（ MBBR）、生物膜和活性汙泥的組閤工藝（IFAS）是城鎮汙水處理中生物膜法成功應用的典範，在中國的應用也越來越廣泛。
　　雖然生物膜法的應用如此廣泛，但遺憾的是我國尚無生物膜反應器設計的專業書籍。迄今為止，我國絕大部分汙水處理技術人員對生物膜反應器的理解還是基於20世紀50、60年代的資料，即給水排水工程專業本科教材《排水工程》的知識。我國大部分汙水處理技術人員對近20年以來生物膜技術的發展知之甚少。
　　美國水環境聯閤會（ Water Environment Federation，WEF）成立於1928年，一直是全球水處理技術的領跑者。WEF齣版的實踐手冊（Manual of Practice，MOP）是水處理領域的重要參考書，在全球享有很高的聲譽。本手冊是MOP的第35分冊，由WEF的生物膜反應器專傢組編寫而成。該書囊括瞭汙水處理領域各類生物膜反應器的設計和運行問題，是迄今為止全世界有關生物膜反應器設計的最權威書籍。
　　由此，把WEF的生物膜反應器設計手冊譯成中文，對我國汙水處理領域的技術人員是大有裨益的。
　　本書對生物膜法的各種工藝從原理到設計方法進行瞭詳細介紹。本書的特點如下：
　　（1）生物學基礎知識是理解和掌握生物膜法的基礎。本書對此進行瞭詳細介紹，讀者擁有此書則省去瞭查找生物學專著的麻煩。
　　（2）滴濾池在中國被認為是淘汰落後的工藝。本書則告訴讀者滴濾池在北美地區有廣泛的市場，滴濾池與活性汙泥法的結閤是城鎮汙水處理的常用工藝之一。
　　（3）迄今為止，我國的滴濾池和生物轉盤設計還是基於大約50年前的資料。本書則提供瞭最新的滴濾池和生物轉盤設計方法和資料。
　　（4）作為新型的生物膜反應器，移動床生物膜反應器（MBBR）和生物膜／活性汙泥組閤工藝（IFAS）在中國的應用越來越多。本書則提供瞭各種MBBR和IFAS的設計方法並提供瞭成功的案例。
　　（5）本書提供瞭曝氣生物濾池和反硝化生物濾池的詳細設計方法及成功案例。
　　（6）無論是活性汙泥法還是生物膜法的設計，中國工程師往往隻是重視生物反應池的設計而忽略二沉池的設計。讀完本書後，讀者會對二沉池設計的重要性有更深的理解。本書對二沉池的細部結構及相應設計進行瞭詳細介紹，對圓形二沉池和矩形二沉池做瞭比較。
　　（7）過濾是進一步提高齣水水質的良好方式。本書對濾布濾池等各種濾池的設計及選擇作瞭簡單介紹。
　　（8）本書對厭氧氨氧化（Anammox）等新型的生物膜反應器進行瞭介紹。讓讀者瞭解生物膜反應器的發展趨勢和前沿技術。
　　（9）數學模型曆來不被中國水處理工程師所重視，常常被認為是不切實際的。事實上，數學模型對深刻理解工藝原理有著積極的作用。任何技術領域的進一步發展必然是數學模型的成熟應用。本書介紹瞭國際上一些知名的生物膜模擬軟件，相信會讓讀者從中能領會到數學模型的實用性。
　　（10）為瞭方便閱讀，部分術語後麵注明瞭英文。因此本書也可臨時性充當辭典使用。
　　（11）絕大部分數字給齣瞭國際單位製和美製單位，另外也增加瞭單位換算錶作為附錄，便於大傢與國外文獻對照。
　　（12）修訂瞭原書的一些錯誤，中文譯本應該比原書更加完善。
　　照顧到中文文獻的習慣，有些術語沒有直譯，如“Suspended-growth System”沒有直譯為“懸浮生長係統”，而是翻譯為“活性汙泥法係統”。“Clarifier”沒有直譯為“澄清”而是翻譯為“沉澱池”。
　　本書適閤汙水處理領域的設計、運行和管理人員使用。本書也可作為給水排水工程或環境工程專業的教學參考書。
　　本書的翻譯曆時一年，譯者耗去瞭很多陪伴孩子和其他傢人的時間。譯者感謝妻子孟雪徵博士的理解；感謝中國建築工業齣版社石楓華博士的理解、鼓勵和支持。孟雪徵、哀妮媛、何苗苗、趙林淩、牛貴龍、劉海建、劉冰玉、王亞軍、盛韓微、李小鼕、李奇峰等人仔細閱讀瞭中文譯本初稿。感謝她（他）們提齣瞭寶貴的意見。

實用水處理技術精要：活性汙泥法深度解析與優化策略 書籍簡介 本書聚焦於現代水處理領域中應用最為廣泛、技術最為核心的單元操作——活性汙泥法（Activated Sludge Process）的深入研究與實踐指導。全書旨在為環境工程師、水處理廠運營管理者以及相關領域的研究人員提供一套全麵、詳實且高度實用的技術手冊，側重於理論基礎的夯實、主流工藝的精細化設計、復雜問題的故障診斷與高效運行策略的製定。 第一部分：活性汙泥法基礎理論與演進 本部分係統梳理瞭活性汙泥法的曆史脈絡、基本原理及其在水質淨化的關鍵作用。 汙泥膠體化學與微生物生態： 詳細闡述瞭活性汙泥絮體的形成機理、關鍵微生物群落（如絲狀菌、原生動物、後生動物）的生態學特性及其對齣水水質的影響。探討瞭微生物代謝途徑，特彆是碳、氮、磷的生物地球化學循環過程在曝氣池內的具體體現。 動力學模型解析： 引入經典的Monod模型、Verhulst模型及更現代的動力學結構，用於精確描述微生物的生長速率、底物消耗速率及汙泥齡（SRT）與混閤液懸浮固體濃度（MLSS）之間的關係。重點分析瞭不同水質條件下，反應器容積負荷率（F/M）對係統穩定性的製約。 氧的轉移與利用： 深入剖析曝氣係統中的氧氣傳質機製，包括大氣-水界麵傳質係數（$K_L a$）的測定與影響因素。對比機械曝氣、穿孔曝氣、射流曝氣等不同供氧方式的能耗效率與適用場景。闡明溶解氧（DO）在不同生化反應區域的梯度分布控製策略。 第二部分：主流活性汙泥工藝設計與操作 本章是本書的核心操作指南，提供瞭從初步設計到日常負荷調整的詳盡步驟。 典型工藝流程設計規範： 詳細介紹瞭傳統完全混閤式活性汙泥法（CMAS）、延時曝氣法（Extended Aeration）、高負荷法（High-Rate Aeration）的設計參數取值依據。對於新一代工藝，如A/O法、A2/O法（SBR、UCT、Bardenpho等）的流程設計圖解和關鍵設計計算（如反硝化速率、缺氧區水力停留時間HRT、內迴流比等）提供瞭工程實例。 汙泥沉降性控製技術： 將影響二沉池效率的關鍵因素——汙泥指數（SVI）的預測與控製放在突齣位置。探討瞭通過調節汙泥齡、改善曝氣方式、投加化學助凝劑（如聚閤氯化鋁PAC）或生物調控（如投加特定菌種）來抑製絲狀菌過度生長、提高汙泥沉降性能的具體操作流程。 汙泥齡（SRT）的優化管理： 闡明SRT是控製齣水水質（特彆是硝化效率和除磷效果）的主控變量。基於目標齣水水質（如氨氮、總磷限值）和進水水質波動範圍，建立最優SRT窗口模型，並給齣日常根據進水負荷變化的動態調整操作規程。 剩餘汙泥處理與處置： 簡要介紹剩餘汙泥的濃縮、消化（好氧/厭氧）與脫水工藝選擇的原則，側重於如何在不增加處理廠占地麵積的前提下，實現汙泥減量化和穩定化。 第三部分：非常規與高難度水質處理單元的集成 針對當前嚴格的排放標準，本部分深入探討瞭活性汙泥係統與其他單元的集成應用。 生物脫氮除磷（BNR）的精細化控製： 重點講解瞭厭氧/缺氧/好氧交替運行模式下的關鍵參數控製。分析瞭特定微生物（如聚磷菌PAOs、聚羥基脂肪酸酯PHA積纍菌）的生長需求，提供瞭精確控製溶解氧（DO）閾值、氧化還原電位（ORP）和迴流比，以確保最大程度的同步脫氮除磷的實戰經驗。 膜生物反應器（MBR）的操作挑戰： 雖然本書不專門討論膜設計，但會詳細論述在MBR係統中，活性汙泥的特殊運行狀態（極高MLSS、低汙泥容積負荷）對膜汙染（Fouling）的影響機製，以及如何通過優化曝氣設計和定期清洗程序來維持膜通量。 微汙染物與新興汙染物去除： 探討在長泥齡高活性汙泥係統中，部分微量有機汙染物（如內分泌乾擾物EDCs）和抗生素殘留的生物降解潛力，以及如何通過優化曝氣和汙泥齡組閤，提升對這些難降解物質的去除率。 第四部分：故障診斷與應急響應 本章基於豐富的現場經驗，提供一套係統化的故障排查流程。 泡沫與浮渣問題： 區分真菌性泡沫、絲狀菌泡沫、脂肪類泡沫的形態特徵。針對性地給齣針對絲狀菌過度繁殖（如Nocardia spp.）的化學藥劑乾預（如氯化）劑量計算與安全操作規程。 齣水濁度和懸浮物超標： 分析汙泥膨化（Bulking）與絲狀菌過度伸長導緻的沉降失敗，以及厭氧區溶解氧泄漏引起的反硝化浮泥現象。提供快速的MLSS/SVI監測頻次調整建議和臨時措施。 硝化/反硝化失敗的排查： 建立基於進水TKN、齣水氨氮和DO水平的邏輯樹，快速定位是低溫抑製、汙泥齡過短、還是堿度不足導緻的硝化中斷。 本書以工程實踐為導嚮，拒絕冗餘的理論推演，力求用清晰的圖錶、量化的參數和詳盡的計算示例，指導讀者高效地駕馭和優化活性汙泥這一復雜的水處理係統。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常專業，用詞精準，沒有絲毫的含糊不清，這在我閱讀一些翻譯過來的技術文檔時經常遇到的問題，這本書顯然經過瞭嚴格的專業校訂。它在討論特定設計選擇背後的權衡時，錶現齣瞭極高的客觀性。例如，在介紹某些新型填料材料時，它會同時列齣其在抗堵塞性、比錶麵積和成本效益方麵的優劣對比，而不是盲目推崇新技術。這種平衡的視角，使得讀者能夠基於充分的信息做齣最適閤自己工況的工程決策，這纔是真正“實用”的體現。書中的腳注和參考文獻列錶也非常詳盡，方便我們追溯到更深層的原始研究資料，體現瞭極高的學術嚴謹性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度令人印象深刻，它不僅僅是一本設計手冊，更像是一部集成瞭數十年行業經驗的百科全書。我注意到其中對生物膜生長動力學模型的引用非常全麵，不僅包括經典的Monod模型，還引入瞭近些年用於描述復雜生態係統行為的非經典模型，這對於進行高級模擬和預測性維護的團隊來說，提供瞭堅實的理論後盾。閱讀過程中，我發現它對關鍵績效指標（KPIs）的闡述也極為到位，明確指齣瞭哪些參數需要重點監控以及如何科學地解讀這些數據，而不是簡單地羅列數值。這種注重結果導嚮的敘述風格，使得這本書更具操作指導性。它提供瞭一個從宏觀視野到微觀控製的全景圖，讓人感覺手中握著的不僅僅是一本書，而是一個完整的、可執行的工程項目管理工具箱。

評分☆☆☆☆☆

這本手冊的封麵設計簡潔大氣，封麵上醒目的“環境工程實用手冊係列”幾個字，立刻讓人感受到一種專業和嚴謹的氣息。我一直關注著美國水環境聯閤會（WEF）在水處理領域的動態，他們齣品的資料通常都是行業內的標杆。這本書的裝幀質量很高，紙張厚實，印刷清晰，即使是復雜的圖錶和公式也能看得一清二楚，這對於我們這些需要經常查閱技術資料的工程師來說，實在太重要瞭。從目錄上看，它似乎涵蓋瞭從基礎理論到實際操作的方方麵麵，特彆是對於新興的生物膜反應器技術，這種集成式的指南無疑是極其寶貴的資源。我期待它能提供最新的設計參數和運行優化策略，幫助我更好地應對項目中的實際挑戰，而不僅僅是停留在理論層麵。書名中“實用”二字，讓我對其中豐富的工程案例和故障排除指南抱有極大的期望，希望能從中找到解決實際工程難題的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開內頁時，首先被其詳盡的章節劃分和邏輯清晰的編排所摺服。它並沒有將內容堆砌在一起，而是很有條理地構建瞭一個知識體係，從反應器類型選擇的決策樹，到具體部件的設計計算，再到後續的維護管理，每一步都有清晰的指引。這種結構化的敘述方式，使得即便是初次接觸生物膜反應器技術的工程師，也能循序漸進地掌握核心要點。我尤其欣賞它對不同負荷條件下運行模式調整的討論，這部分內容往往是傳統教科書中一帶而過，但在實際運行中卻是決定齣水水質和能耗的關鍵。作者們顯然是深諳一綫操作的痛點，將復雜的過程用直觀的圖示和流程圖展現齣來，極大地降低瞭理解門檻。如果書中的案例研究能夠更貼近亞洲特彆是發展中國傢的實際水質特點，那就更加完美瞭。

評分☆☆☆☆☆

作為一個長期與汙水處理打交道的工程人員，我發現這本書在解決“疑難雜癥”方麵展現瞭獨特的價值。特彆是在涉及係統長期穩定性、汙泥膨脹控製以及臭氣治理等這些“老大難”問題時，它提供的解決方案往往是基於係統性的思維，而非單一的技術修補。它引導我們思考工藝參數間的相互影響，比如溫度波動對硝化速率的影響機製，以及如何通過精確控製迴流比來維持反硝化效果。這種對係統集成和動態平衡的強調，是區分一本優秀手冊和一個普通參考指南的關鍵所在。這本書真正做到瞭授人以漁，它教會我們的不僅僅是“怎麼做”，更是“為什麼這麼做”，這對提升整個團隊的工程素養至關重要。