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第1章　传统废水处理工艺概述1

1.1　预处理与一级处理工艺1

1.1.1 格栅1

1.1.2 沉砂池1

1.1.3　调节池2

1.1.4 除油3

1.1.5 沉淀池4

1.1.6 离心分离8

1.1.7 气浮9

1.2　悬浮生长生物处理工艺－活性污泥法12

1.2.1 完全混合式13

1.2.2　传统推流式14

1.2.3　高负荷曝气式14

1.2.4　分段进水式15

1.2.5　接触稳定式15

1.2.6　高纯氧曝气式16

1.2.7　传统延时曝气式16

1.2.8　氧化沟工艺17

1.2.9　序批式反应器（SBR）工艺18

1.3.1 生物滤池20

1.3 附着生长生物处理工艺－生物膜法20

1.3.2 生物转盘21

1.3.3 生物接触氧化22

1.3.4 生物流化床24

1.4 自然处理工艺26

1.4.1 稳定塘26

1.4.2　土地处理系统27

1.4.3　湿地处理系统28

1.5.1 混凝29

1.5.2　过滤29

1.5　深度处理工艺29

1.5.3 吸附30

1.6　消毒处理工艺31

1.7　废水处理工艺流程的确定32

1.7.1　原废水的水质32

1.7.2 废水处理要求达到的程度33

1.7.3　工程造价与运行费用33

1.7.4 自然条件34

1.7.5　废水水量及变化动态34

1.7.6　运行管理与施工34

参考文献34

2.1　膜生物反应器（MBR）36

2.1.1　膜生物反应器的发展与应用现状36

第2章　废水好氧生物处理新工艺36

2.1.2　膜生物反应器的种类37

2.1.3　膜生物反应器的工艺类型39

2.1.4　膜与膜组件40

2.1.5　膜通量与膜污染42

2.1.6　膜污染后的清洗与更换45

2.1.7　膜生物反应器的能耗46

2.1.8　膜生物反应器的应用47

2.2 曝气生物滤池（BAF）49

2.2.1 曝气生物滤池（BAF）的实质49

2.2.2　曝气生物滤池（BAF）的构造与影响因素51

2.2.3　曝气生物滤池（BAF）系统的组成与工艺流程54

2.2.4　曝气生物滤池（BAF）的设计计算54

2.2.5　曝气生物滤池（BAF）的反冲洗56

2.2.6　曝气生物滤池（BAF）的应用实例57

2.3　循环活性污泥工艺（CAST）58

2.3.1　循环活性污泥工艺（CAST）的组成与原理58

2.3.2　循环活性污泥工艺（CAST）的循环操作过程59

2.3.3　循环活性污泥工艺（CAST）的设计计算60

2.3.4　循环活性污泥工艺（CAST）的特征与应用60

2.4.1　好氧颗粒污泥的形成过程61

2.4.2 影响好氧颗粒污泥形成的因素61

2.4　好氧颗粒化污泥反应器61

2.4.3 好氧颗粒污泥技术的应用63

参考文献63

第3章　废水厌氧生物处理新工艺68

3.1　厌氧生物处理技术的特征与应用现状68

3.1.1　厌氧生物处理技术的特征68

3.1.2　厌氧生物处理技术的应用现状68

3.2　厌氧生物处理的生物化学原理与动力学70

3.2.1 复杂有机物的厌氧降解过程70

3.2.2　厌氧生物处理动力学73

3.2.3 影响厌氧生物处理的主要因素75

3.3.1　UASB的构造83

3.3　升流式厌氧污泥床（UASB）83

3.3.2　UASB中颗粒污泥的形成与特征84

3.3.3　UASB的工艺设计85

3.3.4　UASB的启动与运行86

3.3.5　UASB的工程应用87

3.4　厌氧内循环反应器（IC）87

3.4.1 IC的构造87

3.4.2　IC的工艺特征87

3.4.3　IC的工程应用88

3.5　膨胀颗粒污泥床（EGSB）88

3.5.2　EGSB的构造与工艺流程89

3.5.1　EGSB的工艺特征89

3.5.3　EGSB的有关研究与工程应用90

3.6　附着生长厌氧生物处理工艺93

3.6.1　厌氧挡板反应器（ABR）93

3.6.2　厌氧生物转盘（anRBC）94

3.6.3　厌氧流化床（AFBR）与厌氧膨胀床（AEBR）95

3.6.4 复合厌氧法（UASB+AF）96

3.7　两相厌氧工艺97

3.7.1 两相厌氧工艺的相分离技术97

3.7.2 两相厌氧工艺的工艺流程98

3.7.4 两相厌氧工艺的应用99

3.7.3 两相厌氧工艺的设计99

3.8　废水厌氧生物处理系统的工艺设计100

3.8.1 有关工艺设计计算100

3.8.2　厌氧生物处理工艺流程的选择102

3.9　厌氧处理过程中有价物质的回收103

3.9.1　厌氧发酵法生物制氢103

3.9.2　厌氧发酵法产甲烷106

3.9.3 生物燃料电池产生电能106

参考文献112

4.1.1　硝化与反硝化反应过程118

4.1　生物法脱氮原理118

第4章　废水脱氮除磷处理新工艺118

4.1.2　硝化及反硝化反应动力学119

4.1.3　常用硝化及反硝化反应的动力学常数120

4.1.4　影响硝化及反硝化反应的主要因素121

4.2　实用生物法脱氮工艺125

4.2.1 硝化工艺的基本流程125

4.2.2　硝化－反硝化工艺的基本流程126

4.2.3　前置缺氧反硝化脱氮工艺127

4.2.4　后置缺氧反硝化脱氮工艺130

4.2.5 同步硝化－反硝化脱氮工艺－氧化沟131

4.2.6 外加碳源的硝化－反硝化工艺134

4.2.7　序批式反应器（SBR）工艺135

4.3　新型生物脱氮工艺135

4.3.1 短程亚硝化脱氮（SHARON？）工艺136

4.3.2　厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺137

4.3.3　SHARON-ANAMMOX联合工艺139

4.3.4　其他新型生物脱氮工艺140

4.3.5　新型生物脱氮工艺与传统硝化－反硝化工艺的比较141

4.4　化学沉淀法去除与回收高浓度氨氮142

4.4.1 基本原理142

4.4.2　影响化学沉淀除氨氮的因素143

4.4.3　磷酸铵镁的物理化学特性145

4.4.4　磷酸铵镁的肥分特性146

4.5　生物法除磷原理147

4.5.1　聚磷微生物148

4.5.2 强化生物除磷的一般原理148

4.6　实用生物法除磷工艺148

4.6.1　A/O工艺和A2/O工艺148

4.6.2 UCT工艺和Johannesburg工艺149

4.6.3　VIP工艺150

4.6.4　五段Bardenpho工艺151

4.6.5　PhoStripTM工艺151

4.7.2　影响化学沉淀法除磷的主要因素153

4.7.3 化学沉淀剂的选择153

4.7　化学法除磷技术153

4.7.1 化学沉淀法除磷原理153

4.7.4　不同化学法除磷工艺的优缺点154

4.7.5　化学法除磷实际运行效果154

参考文献155

第5章　废水人工湿地和新型稳定塘处理工艺160

5.1　人工湿地处理系统160

5.1.1　人工湿地的研究与应用进展160

5.1.2 人工湿地处理系统的类型161

5.1.3　人工湿地去除污染物的机理162

5.1.4　人工湿地废水处理系统的特点164

5.1.5 人工湿地处理系统的设计164

5.1.6　人工湿地的运行169

5.1.7 人工湿地的维护管理169

5.1.8　深圳市沙田人工湿地工程实例170

5.2　新型稳定塘及系统173

5.2.1　水生植物塘173

5.2.2 生态塘173

5.2.3　双曝气功率水平、多级串联曝气塘系统174

5.2.4　高级组合塘系统（AIPS）175

5.2.5 附着生长废水稳定塘177

5.2.6 山东省东营市废水稳定塘处理系统工程实例179

参考文献181

第6章　微生物强化废水生物处理技术185

6.1　废水处理中常用环境生物制剂185

6.1.1　环境生物制剂的主要类型185

6.1.2　环境生物制剂的制备185

6.1.3 生物制剂的添加与投加技术186

6.1.4　生物制剂的特点187

6.1.5 生物制剂的安全性评价187

6.2.1 生物强化脱氮技术188

6.2　生物强化技术在废水处理中的应用188

6.2.2 生物强化除磷技术192

6.2.3 生物增强技术去除废水中难降解有毒有害物质199

6.3 固定化微生物在废水处理中的应用207

6.3.1 固定化生物活性炭（IBAC）工程菌的筛选、驯化与固定207

6.3.2 固定化生物活性炭工程菌的固定机制与协同净化作用209

6.3.3 固定化生物活性炭工艺处理低浓度甲醇废水211

6.3.4 固定化生物活性炭工艺对洗浴废水中有机污染物的去除212

6.3.5 臭氧－固定化生物活性炭工艺深度处理石化废水213

6.3.6 臭氧－固定化生物活性炭工艺去除煤气废水中酚的研究214

6.4.1 生物絮凝剂的研究沿革216

6.4　生物絮凝剂的研发与应用研究216

6.4.2　生物絮凝剂的定义与分类217

6.4.3 生物絮凝剂作用机制217

6.4.4 生物絮凝剂的制备218

6.4.5 生物絮凝剂处理废水的研究与应用现状218

6.4.6 生物絮凝剂安全性评价218

参考文献219

第7章　废水的高级氧化处理工艺224

7.1　高级湿式氧化224

7.1.1 高级湿式氧化技术概述224

7.1.2　超临界水氧化法225

7.2　臭氧氧化229

7.2.1 超声强化臭氧氧化技术229

7.2.2　臭氧－活性炭协同降解有机物229

7.2.3　O3/H2O2高级氧化技术230

7.2.4 O3/UV高级氧化技术230

7.2.5 臭氧氧化在水处理中的应用231

7.2.6　臭氧氧化去除水中石油类污染物232

7.3　二氧化氯氧化234

7.3.1　二氧化氯的性质234

7.3.2　二氧化氯与氯、臭氧消毒的比较235

7.3.3 二氧化氯的消毒工艺236

7.3.4 二氧化氯在饮用水处理中的应用237

7.4　Fenton体系238

7.4.1　Fenton体系的作用机理239

7.4.2 电－Fenton技术的特性241

7.5　光催化氧化245

7.5.1　TiO2作为光催化材料的发展过程245

7.5.2　TiO2光催化氧化作用245

7.5.3　TiO2光催化剂现存的问题和改善方法246

7.6　电催化氧化248

7.6.1 电催化降解有机物机理248

7.6.3 电催化氧化的应用及其局限性250

7.6.2 电极250

7.7　声电、紫外光助催化氧化252

7.7.1 声电催化氧化252

7.7.2　超声波催化氧化254

7.7.3　超声波－紫外光联合氧化255

7.7.4 紫外光－Fenton氧化体系256

参考文献257

第8章　处理后废水的回收与再利用技术260

8.1　废水回用的意义与再利用方式260

8.1.1 废水回用的意义260

8.1.2　废水的再利用方式261

8.2　废水回用水质控制指标与标准263

8.2.1 回用水的水质指标263

8.2.2 回用水的水质标准263

8.3　废水回用的处理方法与工艺流程269

8.3.1 回用水处理的基本方法及功能269

8.3.2 回用水处理的工艺流程269

8.4　废水回用的现状与途径273

8.4.1　废水回用的现状273

8.4.2　废水回用的途径276

8.5　废水资源化实施策略278

8.6.2　工程技术参数及指标281

8.6　处理后废水回收与再利用工程示范281

8.6.1 项目概况281

8.6.3　项目研究开发方案及说明282

8.6.4　工程调试运行结果及分析285

参考文献287

第9章　废水生物处理的污泥减量化技术289

9.1　剩余污泥减量化的意义289

9.2　污泥减量化的理论基础290

9.2.1　解偶联代谢290

9.2.2　维持代谢和内源呼吸290

9.3　污泥减量化工艺291

9.3.1 物理工艺291

9.2.4　生物捕食291

9.2.5　溶胞－隐性生长291

9.2.3　生物强化291

9.3.2　化学工艺292

9.3.3　生物工艺298

9.3.4　组合工艺302

9.4　各种污泥减量化工艺评价302

9.5　污泥减量化的重点发展方向303

参考文献304

10.1.1 污泥的产量估算307

第10章　剩余污泥的消化与资源化技术307

10.1　污泥处理的必要性307

10.1.2　污泥的污染物及危害308

10.1.3　污泥的特性指标309

10.2　污泥的传统处理／处置工艺312

10.2.1 污泥浓缩313

10.2.2　污泥厌氧消化314

10.2.3　污泥好氧消化317

10.2.4　污泥干化与脱水318

10.2.5　污泥干燥与焚烧320

10.3　污泥与其他高浓度有机废弃物的高温－中温两相厌氧消化321

10.3.1 高温－中温两相厌氧消化系统工艺流程322

10.3.2　污泥与有机物消化的性能323

10.3.3　工程应用情况323

10.4　污泥的堆肥与农业利用324

10.4.1 污泥农业利用的特性324

10.4.2　污泥堆肥处理工艺326

10.4.3 污泥农业利用的有益作用328

10.4.4 污泥农业利用的有害作用及其控制329

10.5　污泥中有价物质的再用332

10.5.1 污泥气的收集与利用333

10.5.2　将污泥转化为燃料335

10.5.3　将污泥转化为燃气与甲醇337

10.5.4　将污泥转化为建筑材料338

10.5.5　将污泥转化为塑料341

10.5.6　将污泥转化为吸附剂341

10.5.7 其他应用342

参考文献342

第11章　废水处理中的臭味控制与臭气处理345

11.1　臭气、臭味的来源及危害345

11.1.1 臭气组分及污染物特点345

11.1.2　臭味的来源346

11.1.3 臭味的危害347

11.2　废水中引致臭味的化合物检测及恶臭评价标准348

11.2.1 废水中引致臭味的化合物及其检测348

11.2.2　恶臭评价标准349

11.2.3　我国恶臭污染物排放标准与废水处理厂臭气污染状况351

11.3　废水处理设施中逸散的挥发性有机化合物（VOCs）352

11.3.1 VOCs的逸散方式与地点352

11.3.2 VOCs逸散的数学模型354

11.3.3　活性污泥曝气池中VOCs的传质355

11.4　臭气的收集与处理356

11.4.1　湿式洗涤356

11.4.2 吸附357

11.4.3 臭氧接触氧化358

11.4.4　燃烧359

11.4.5　土壤／肥堆过滤359

11.4.6　生物洗涤359

11.4.7　利用废水处理厂内生物处理设施360

11.5　臭味的防治对策361

11.5.1 臭味的源头防治361

11.5.2 臭味的化学药剂防治361

11.5.3　臭味的改性与屏蔽362

11.6.1　废水处理厂恶臭污染调查与分析363

11.6　某废水处理厂的恶臭污染调查分析与臭气处理研究363

11.6.2 复合生物滤池除臭的中试实验研究364

参考文献368

第12章　受污染水体的修复技术370

12.1　水体类别及其特征370

12.1.1 河流370

12.1.2 水库／湖泊372

12.1.3　地下水372

12.1.4 海洋374

12.2　水体污染类型375

12.1.5 其他水体375

12.2.1 物理性污染376

12.2.2　化学性污染378

12.2.3　生物性污染383

12.3　受污染水体的物理修复384

12.3.1　底泥疏浚384

12.3.2　调水／置换391

12.3.3 曝气／复氧392

12.4　受污染水体的化学修复395

12.4.1　地下水的渗透反应格栅（PRB）修复395

12.3.4　其他物理修复技术395

12.4.2 电动力学修复399

12.4.3　稳定和固化修复402

12.5　受污染水体的生物修复404

12.5.1 生物修复分类及特点404

12.5.2　微生物修复及影响因素405

12.5.3　微生物修复的应用406

12.5.4　植物修复415

12.5.5　生态修复420

12.5.6 生物修复的设计422

参考文献423

索引433