污水地下滲濾系統(tǒng)生物脫氮原理與關(guān)鍵技術(shù)圖書目錄

目錄

前言

第1章 緒論 1

1.1 污水地下滲濾系統(tǒng)概述 1

1.1.1 污水地下滲濾系統(tǒng)的水力學(xué)特征及其技術(shù)特點(diǎn) 3

1.1.2 污水地下滲濾系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀 7

1.2 污水在地下滲濾系統(tǒng)中的氮形態(tài)及其歸宿 9

1.2.1 有機(jī)氮 9

1.2.2 氨態(tài)氮 9

1.2.3 硝態(tài)、亞硝態(tài)氮 10

1.3 污水地下滲濾系統(tǒng)脫氮的生物學(xué)過程 10

1.3.1 氨化 11

1.3.2 硝化 12

1.3.3 反硝化 13

1.3.4 厭氧氨氧化 15

1.3.5 厭氧鐵氨氧化 16

1.3.6 共反硝N20、N2 16

1.3.7 亞硝酸型厭氧曱烷氧化 17

1.4 污水地下滲濾系統(tǒng)脫氮的其他過程 17

1.5 污水地下滲濾系統(tǒng)強(qiáng)化脫氮研究進(jìn)展及存在問題 18

1.5.1 強(qiáng)化脫氮研究進(jìn)展 18

1.5.2 脫氮研究存在的問題 21

第2章 污水地下滲濾系統(tǒng)復(fù)合生物基質(zhì)及對(duì)脫氮微生物種群結(jié)構(gòu)的影響 23

2.1 引言 23

2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法 23

2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 23

2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 24

2.3 結(jié)果與討論 29

2.3.1 復(fù)合生物基質(zhì)組配及理化性質(zhì) 29

2.3.2 復(fù)合生物基質(zhì)的吸附及硝化與反硝化能力 30

2.3.3 污水地下滲濾系統(tǒng)復(fù)合生物基質(zhì)床體構(gòu)建方法 32

2.3.4 復(fù)合生物基質(zhì)床對(duì)基質(zhì)層微環(huán)境及脫氮菌群結(jié)構(gòu)的影響 33

2.4 小結(jié) 37

第3章 污水地下滲濾系統(tǒng)脫氮微生物及氮還原酶活性研究 38

3.1 引言 38

3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法 38

3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 38

3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 39

3.3 結(jié)果與討論 40

3.3.1 脫氮微生物系統(tǒng)的形成與穩(wěn)定及空間分布 40

3.3.2 進(jìn)水負(fù)荷對(duì)脫氮微生物空間分布的影響 42

3.3.3 ORP對(duì)脫氮微生物空間分布的影響 45

3.3.4 底物補(bǔ)加對(duì)脫氮微生物空間分布的影響 47

3.3.5 生物基質(zhì)層有機(jī)質(zhì)含量對(duì)脫氮微生物空間分布的影響 48

3.3.6 基質(zhì)氮還原酶活性分布特征及其與污水脫氮效果的相關(guān)性 50

3.4 小結(jié) 56

第4章 維系污水地下滲濾系統(tǒng)生物脫氮的氧化還原環(huán)境變化特征 58

4.1 引言 58

4.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法 58

4.2.1 模擬污水地下滲濾系統(tǒng) 58

4.2.2 基質(zhì)組成 59

4.2.3 基質(zhì)層理化性質(zhì)信號(hào)采集 59

4.2.4 樣品分析 61

4.2.5 數(shù)據(jù)處理 61

4.3 結(jié)果與討論 62

4.3.1 基質(zhì)層ORP對(duì)進(jìn)水水力負(fù)荷波動(dòng)的響應(yīng) 62

4.3.2 間歇運(yùn)行方式對(duì)基質(zhì)層ORP變化的影響 67

4.3.3 環(huán)境溫度對(duì)基質(zhì)層ORP變化的影響 70

4.3.4 基質(zhì)層ORP空間波動(dòng)規(guī)律解析 72

4.3.5 基質(zhì)Fe-Mn-S體系對(duì)ORP的影響 77

4.3.6 基質(zhì)層ORP變化數(shù)值模擬 80

4.4 小結(jié) 88

第5章 污水地下滲濾系統(tǒng)生物脫氮?jiǎng)恿W(xué)過程 90

5.1 引言 90

5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法 90

5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 90

5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 90

5.3 結(jié)果與討論 91

5.3.1 硝化動(dòng)力學(xué)過程及影響因素 91

5.3.2 反硝化動(dòng)力學(xué)過程及影響因素 95

5.4 小結(jié) 97

第6章 污水地下滲濾系統(tǒng)脫氮的影響因素及運(yùn)行控制 98

6.1 引言 98

6.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法 98

6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 98

6.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 99

6.3 結(jié)果與討論 100

6.3.1 干濕比對(duì)脫氮效果的影響 100

6.3.2 進(jìn)水負(fù)荷對(duì)脫氮效果的影響 103

6.3.3 碳氮比對(duì)脫氮效果的影響 106

6.3.4 溫度對(duì)脫氮效果的影響 108

6.3.5 布水方式對(duì)脫氮效果的影響 111

6.3.6 生物基質(zhì)層有機(jī)質(zhì)含量對(duì)脫氮效果的影響 117

6.3.7 曝氣量對(duì)脫氮效果的影響 118

6.4 小結(jié) 119

第7章 污水地下滲濾系統(tǒng)釋放氧化亞氮的環(huán)境效應(yīng)與影響因素 121

7.1 引言 121

7.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法 122

7.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 122

7.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 124

7.3 結(jié)果與討論 126

7.3.1 基于15N穩(wěn)定同位素示蹤的污水地下滲濾系統(tǒng)釋放氧化亞氮機(jī)理 126

7.3.2 干濕比對(duì)氧化亞氮釋放通量的影響 132

7.3.3 進(jìn)水負(fù)荷對(duì)氧化亞氮釋放通量的影響 134

7.3.4 碳氮比對(duì)氧化亞氮釋放通量的影響 139

7.3.5 生物基質(zhì)層有機(jī)質(zhì)含量對(duì)氧化亞氮釋放通量的影響 141

7.3.6 曝氣量對(duì)氧化亞氮釋放通量的影響 144

7.4 小結(jié) 146

第8章 污水地下滲濾系統(tǒng)氣體堵塞與自適應(yīng)機(jī)制 148

8.1 引言 148

8.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法 150

8.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 150

8.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 150

8.3 結(jié)果與討論 155

8.3.1 曝氣對(duì)污水地下滲濾系統(tǒng)理化性質(zhì)的影響 155

8.3.2 進(jìn)水?dāng)y帶空氣對(duì)氣體諸塞的誘發(fā)過程 159

8.3.3 生物代謝氣體氧化亞氮對(duì)氣體諸塞的誘發(fā)過程 166

8.4 小結(jié) 176

第9章 污水地下滲濾系統(tǒng)的工程應(yīng)用 178

9.1 工程概述 178

9.1.1 工程選址 178

9.1.2 水質(zhì)、水量及回用標(biāo)準(zhǔn) 179

9.2 工藝特征及脫氮設(shè)計(jì) 179

9.2.1 污水處理工藝流程 179

9.2.2 系統(tǒng)脫氮設(shè)計(jì) 183

9.3 工程啟動(dòng) 186

9.4 工程運(yùn)行效果 188

9.4.1 污染物去除率 188

9.4.2 進(jìn)出水氮組成 189

9.4.3 脫氮環(huán)境 189

9.4.4 進(jìn)出水pH變化 190

9.4.5 處理成本核算 191

9.5 操作條件對(duì)氧化亞氮釋放的影響 192

9.5.1 干濕比對(duì)氧化亞氮釋放通量的影響 193

9.5.2 水力負(fù)荷對(duì)氧化亞氮釋放通量的影響 195

9.5.3 氮負(fù)荷對(duì)氧化亞氮釋放通量的影響 197

9.6 小結(jié) 201

參考文獻(xiàn) 202

附錄1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練Matlab代碼 213

附錄2 回歸模型模擬結(jié)果比較Matlab代碼 2142100433B

《污水地下滲濾系統(tǒng)生物脫氮原理與關(guān)鍵技術(shù)》系作者團(tuán)隊(duì)十余年的污水地下滲濾系統(tǒng)研究成果，共分為九章，內(nèi)容包括污水地下滲濾系統(tǒng)生物脫氮原理、生物脫氮菌群結(jié)構(gòu)和酶活性特征及影響因子、生物脫氮?jiǎng)恿W(xué)過程和運(yùn)行控制、生物脫氮過程副產(chǎn)物氧化亞*的釋放特征及氣體堵塞與系統(tǒng)自適應(yīng)機(jī)制、該技術(shù)在分散污水處理中的工程應(yīng)用案例等。

主要介紹了我國(guó)水環(huán)境氨氮污染現(xiàn)狀及水體氨氮污染的危害；常見的物理、化學(xué)和生物脫氮方法；電凝聚強(qiáng)化生物脫氮技術(shù)的原理、工藝和實(shí)際應(yīng)用；高效脫氮微生物強(qiáng)化生物脫氮技術(shù)的機(jī)理和污水處理廠的實(shí)際應(yīng)用；基于抑制劑（甲酸和聯(lián)氨）控制的短程硝化反硝化技術(shù)；短程反硝化脫氮除磷工藝的啟動(dòng)、影響因素和機(jī)理。

本書適用于環(huán)境科學(xué)與工程、市政工程、污水處理等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研人員、管理人員，高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程、市政工程相關(guān)專業(yè)師生。

污水生物脫氮技術(shù)第1章緒論

1.1我國(guó)水環(huán)境氨氮污染現(xiàn)狀1

1.2水體中氨氮污染物的危害3

1.3含氮污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化4

參考文獻(xiàn)5

污水生物脫氮技術(shù)第2章脫氮技術(shù)介紹

2.1物理化學(xué)脫氮7

2.1.1折點(diǎn)氯化法7

2.1.2離子交換法7

2.1.3吹脫法8

2.1.4化學(xué)沉淀法8

2.1.5其他處理方法9

2.2生物脫氮9

2.2.1傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)9

2.2.2新型生物脫氮技術(shù)13

2.2.3新型脫氮微生物21

參考文獻(xiàn)22

污水生物脫氮技術(shù)第3章電凝聚強(qiáng)化生物脫氮技術(shù)

3.1電凝聚強(qiáng)化SBR生物硝化試驗(yàn)研究27

3.1.1材料和試驗(yàn)方法28

3.1.2電凝聚強(qiáng)化技術(shù)條件優(yōu)化29

3.1.3電場(chǎng)和鐵離子對(duì)硝化的影響32

3.1.4酶活性36

3.1.5硝化速率37

3.1.6微生物群落結(jié)構(gòu)40

3.2電凝聚強(qiáng)化SBR生物反硝化試驗(yàn)研究43

3.2.1材料和試驗(yàn)方法44

3.2.2電凝聚強(qiáng)化技術(shù)條件優(yōu)化45

3.2.3電場(chǎng)和鐵離子對(duì)反硝化的影響48

3.2.4反硝化速率53

3.2.5酶活性與N2O和N2的產(chǎn)生55

3.2.6微生物群落結(jié)構(gòu)57

3.3電化學(xué)A/O-MBR處理油頁(yè)巖干餾廢水的馴化試驗(yàn)研究60

3.3.1啟動(dòng)方式及運(yùn)行工況61

3.3.2馴化期兩套系統(tǒng)污泥特性的研究62

3.3.3馴化期污染物去除效果68

3.3.4微生物群落的研究71

參考文獻(xiàn)80

污水生物脫氮技術(shù)第4章高效脫氮微生物強(qiáng)化生物脫氮技術(shù)

4.1高效好氧反硝化菌富集及強(qiáng)化脫氮87

4.1.1高效好氧反硝化菌富集87

4.1.2高效好氧反硝化菌脫氮性能89

4.1.3高效好氧反硝化菌強(qiáng)化脫氮96

4.2高效異養(yǎng)硝化菌富集及強(qiáng)化脫氮105

4.2.1高效異養(yǎng)硝化菌富集105

4.2.2高效異養(yǎng)硝化菌脫氮性能107

4.2.3高效異養(yǎng)硝化菌強(qiáng)化脫氮115

4.3傳統(tǒng)硝化菌高效富集及強(qiáng)化脫氮135

4.3.1傳統(tǒng)硝化菌高效富集135

4.3.2傳統(tǒng)硝化菌脫氮性能152

4.3.3傳統(tǒng)硝化菌強(qiáng)化脫氮160

4.4復(fù)合高效脫氮微生物強(qiáng)化處理低C/N生活污水172

4.4.1污水處理廠原始運(yùn)行效果172

4.4.2低硝化效果分析及升級(jí)改造方案175

4.4.3復(fù)合脫氮微生物強(qiáng)化脫氮性能分析176

污水生物脫氮技術(shù)第5章基于抑制劑控制的短程硝化反硝化技術(shù)

5.1甲酸與聯(lián)氨對(duì)AOB及NOB關(guān)鍵酶活性影響的MOE模擬195

5.1.1甲酸對(duì)AOB及NOB關(guān)鍵酶活性影響的MOE模擬195

5.1.2聯(lián)氨對(duì)AOB及NOB關(guān)鍵酶活性影響的MOE模擬201

5.2利用甲酸控制短程硝化202

5.2.1不同甲酸濃度對(duì)短程硝化的影響202

5.2.2SBR中甲酸對(duì)短程硝化的持續(xù)性影響204

5.2.3生物相及活性污泥電鏡檢測(cè)209

5.2.4系統(tǒng)活性污泥16S rRNA高通量測(cè)序分析211

5.2.5甲酸對(duì)短程硝化的抑制機(jī)制分析221

5.3利用聯(lián)氨控制短程硝化225

5.3.1不同聯(lián)氨濃度對(duì)短程硝化的影響225

5.3.2生物相及活性污泥電鏡檢測(cè)227

5.3.3系統(tǒng)活性污泥16S rRNA高通量測(cè)序分析228

5.3.4聯(lián)氨對(duì)短程硝化的抑制機(jī)制分析239

5.4甲酸-聯(lián)氨聯(lián)合控制短程硝化241

5.4.1不同甲酸、聯(lián)氨投加方式對(duì)短程硝化的影響241

5.4.2甲酸、聯(lián)氨聯(lián)合控制短程硝化242

5.4.3活性污泥電鏡檢測(cè)243

5.4.4系統(tǒng)活性污泥16S rRNA高通量測(cè)序分析245

5.5MBBR中的短程硝化實(shí)驗(yàn)251

5.5.1MBBR中抑制劑對(duì)短程硝化反硝化的影響251

5.5.2MBBR中短程硝化反硝化處理油頁(yè)巖干餾廢水264

參考文獻(xiàn)282

污水生物脫氮技術(shù)第6章短程反硝化除磷脫氮工藝與微生物特性

6.1短程硝化系統(tǒng)啟動(dòng)及影響因素285

6.1.1短程硝化系統(tǒng)啟動(dòng)285

6.1.2溫度影響289

6.1.3pH影響291

6.1.4SRT影響296

6.1.5DO影響299

6.2短程反硝化除磷系統(tǒng)啟動(dòng)及影響因素302

6.2.1短程反硝化除磷系統(tǒng)啟動(dòng)302

6.2.2pH影響306

6.2.3SRT影響310

6.2.4溫度影響315

6.2.5電子受體影響319

6.3A2N-SBR系統(tǒng)除磷脫氮及反硝化除磷機(jī)理322

6.3.1A2N-SBR處理效果322

6.3.2短程反硝化除磷機(jī)理326

6.4微生物特性333

6.4.1短程反硝化聚磷菌分離純化334

6.4.2生理生化試驗(yàn)335

6.4.3釋磷吸磷試驗(yàn)338

6.4.4短程反硝化聚磷菌分子生物學(xué)鑒定340

參考文獻(xiàn)349

本項(xiàng)目選取目前污水處理廠普遍采用的生物脫氮工藝----A/O工藝和SBR工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究，研究生物脫氮過程絲狀菌污泥膨脹的發(fā)生條件、影響因素、作用機(jī)理和微生物特性，考察其對(duì)生物脫氮效果和有機(jī)物降解效果的影響。主要研究?jī)?nèi)容包括生物脫氮過程絲狀菌污泥膨脹發(fā)生的環(huán)境因素研究、生物脫氮過程絲狀菌污泥膨脹機(jī)理研究、生物脫氮過程絲狀菌污泥膨脹的分子生物學(xué)研究以及生物脫氮過程絲狀菌污泥膨脹的控制方法研究四個(gè)方面。研究取得的成果主要包括以下幾個(gè)方面。 一是明確了低C/N比生活污水在生物脫氮過程中環(huán)境因素對(duì)絲狀菌污泥膨脹的影響過程。確定了在不加外碳源的情況下A/O工藝處理實(shí)際低C/N生活污水較優(yōu)運(yùn)行條件，確定了以乙酸鈉作為外加碳源時(shí)A/O工藝處理實(shí)際低C/N生活污水的最低碳源投加量。 二是明確了A/O工藝處理實(shí)際低C/N生活污水時(shí)低氧絲狀菌污泥微膨脹的發(fā)生條件。在有機(jī)負(fù)荷(F/M)為0.28 kg/(kgMLSS?d)，溶解氧為0.5mg/L時(shí)，系統(tǒng)的SVI能穩(wěn)定維持在250mL/g以下，系統(tǒng)的曝氣能耗可節(jié)省約40%。明確了A/O工藝H.hydrossis絲狀菌惡性膨脹的發(fā)生及膨脹機(jī)理與原因。在低氧條件運(yùn)行過程中，發(fā)生由H.hydrossis型絲狀菌引起的惡性污泥膨脹，分析了其快速生長(zhǎng)的主要原因。 三是確定了針對(duì)A/O工藝H.hydrossis絲狀菌污泥膨脹的有效控制方法。將A/O反應(yīng)器的好氧區(qū)由三格室增加到五格室，使水流接近推流式流態(tài)；同時(shí)，逐漸提高溶解氧至2mg/L，能有效控制污泥膨脹。 四是明確了針對(duì)SBR工藝H.hydrossis絲狀菌污泥膨脹的有效控制方法。維持有機(jī)負(fù)荷為0.37 kg/(kgMLSS?d)，采取完全好氧運(yùn)行模式，能夠較好地控制H.hydrossis絲狀菌引起的污泥膨脹。 本項(xiàng)目共發(fā)表論文SCI 3篇，EI 7篇，申請(qǐng)專利4項(xiàng)，在國(guó)際會(huì)議做分組報(bào)告3項(xiàng)，培養(yǎng)博士研究生2名，碩士研究生7名，培養(yǎng)本科生3名。 2100433B