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| 內容簡介： |
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《城市污水高效生物处理新方法及其技术原理》主要内容来自作者主持的国家自然科学基金、国家“863”计划和重大水专项等项目，它从资源化利用污泥来提高污水生物处理效果的角度，将污水高效生物除磷脱氮及污泥资源化利用作为一个整体进行考虑，建立了污水除磷脱氮微生物和污泥发酵产除磷脱氮优质碳源的生长代谢理论和调控新方法，揭示了污水处理厂内部实现高效除磷脱氮和污泥资源化利用的一体化处理新技术和原理，为污水处理厂高效、可持续运行提供理论基础和技术支撑。
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| 關於作者： |
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陈银广，同济大学环境学院教授、博士生导师。1998年12月毕业于无锡轻工大学（今江南大学）微生物发酵工程专业，获博士学位；1999年4月至2003年7月先后在同济大学环境学院、美国中佛罗里达大学土木与环境工程系、美国弗吉尼亚理大学生物系统工程系从事博士后研究；2003年12月作为国外引进人才到同济大学环境学院工作并被聘为教授；2004年12月被批准为博士研究生导师。曾获上海市曙光学者、教育部新世纪优秀人才、教育部科技进步二等奖等荣誉。主要从事污水及污泥生物处理及资源化的研究。
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| 目錄：
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第1篇城市污水生物除磷脱氮原理与调控新技术及其原理
1污水除磷脱氮理论
1.1增强生物除磷
1.1.1生物除磷的基本原理
1.1.2胞内聚合物
1.1.3增强生物除磷系统中的微生物
1.1.4增强生物除磷系统的主要微生物酶
1.2生物脱氮
1.2.1生物脱氮的基本原理
1.2.2生物脱氮过程中的关键酶
1.2.3非传统的生物脱氮技术
2基于污水短链脂肪酸组成优化的高效生物除磷
2.1丙酸乙酸对聚磷菌富集系统的影响
2.1.1驯化过程对除磷效果的影响
2.1.2丙酸乙酸对聚磷菌系统的物质转化影响
2.2丙酸乙酸对聚糖菌富集系统的影响
2.2.1聚糖菌的培养驯化策略
2.2.2驯化过程中各反应器的变化特征
2.2.3丙酸乙酸对聚糖菌系统的物质转化影响
2.3丙酸与乙酸混合酸作为碳源对聚磷菌和聚糖菌厌氧代谢计量学影响
2.3.1聚磷菌胞内的基本反应
2.3.2聚糖菌胞内的基本反应
2.3.3混合酸作为碳源时聚磷菌的厌氧代谢途径和计量学
2.3.4混合酸作为碳源时聚糖菌的厌氧代谢途径和计量学
2.3.5模型验证
2.4丙酸与乙酸混合酸作碳源时的聚磷菌和聚糖菌代谢的动力学
2.4.1厌氧动力学过程
2.4.2PAO动力学模型的描述
2.4.3GAO动力学模型的描述
2.4.4代谢过程动力学模拟
2.4.5动力学模型的意义
3基于污水pH值优化的高效生物除磷
3.1起始pH的变化对聚磷菌富集系统的短期影响
3.1.1反应器中pH的变化
3.1.2起始pH对各种物质代谢的影响
3.2起始pH的变化对聚糖菌富集系统的短期影响
3.3不同起始pH长期驯化对PAO和GAO影响的比较
3.3.1pH变化的比较
3.3.2对短链脂肪酸吸收的影响
3.3.3对聚羟基烷酸和糖原代谢的影响
3.3.4对PAO系统溶解性正磷酸盐代谢的影响
3.3.5对关键酶活性的影响
|iv|4厌氧.低氧同时高效生物除磷脱氮
4.1进水短链脂肪酸组成对厌氧.低氧生物除磷脱氮系统的影响
4.1.1厌氧.低氧生物除磷脱氮系统的启动
4.1.2驯化稳定后在一个运行周期内主要物质的变化特征
4.1.3短链脂肪酸组成对COD、氮和磷去除的影响
4.1.4PHA组成与除磷脱氮的内在联系
4.1.5厌氧.低氧系统中反硝化微生物的研究
4.2充水比的影响
4.2.1充水比对短链脂肪酸、PHA及糖原代谢的影响
4.2.2充水比对硝化、反硝化及氮去除的影响
第2篇污水处理厂污泥转化为除磷脱氮优质碳源的理论与技术
5污泥发酵产酸概述
5.1污泥发酵产酸的意义
5.2污泥厌氧发酵的基本原理
5.3参与污泥厌氧发酵的主要微生物
5.3.1水解和酸化阶段的主要微生物
5.3.2产氢产乙酸阶段的主要微生物
5.3.3产甲烷阶段的主要微生物
5.4参与污泥厌氧水解和发酵产酸的关键酶
5.4.1污泥厌氧水解的关键酶
5.4.2与产酸相关的关键酶
5.5污泥厌氧发酵的影响因素
5.6提高污泥水解速率的方法
6碱性条件强化剩余污泥发酵产酸
6.1常温条件下pH对剩余污泥厌氧发酵的影响与机理
6.1.1pH对溶解性COD的影响
6.1.2pH对总SCFAs的影响
6.1.3pH对单个SCFAs的影响
6.1.4碱性pH促进剩余污泥发酵产酸的机理
6.1.5不同pH短期预处理对剩余污泥厌氧发酵的影响
6.1.6恒定pH 10条件下半连续流反应器中污泥厌氧发酵的研究
6.2中温及高温条件下pH对剩余污泥厌氧发酵的影响与机理
6.2.1pH对剩余污泥中温及高温厌氧发酵的影响
6.2.2中温及高温条件下碱性pH促进剩余污泥厌氧发酵产酸的机理
6.2.3pH对污泥VSS减量的影响
6.2.4pH对污泥厌氧发酵系统碳平衡的影响
6.2.5pH对NH+4.N和PO3-4.P释放的影响
|v|7表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸
7.1不同表面活性剂对剩余污泥发酵产酸量的影响
7.2阴离子表面活性剂对剩余污泥厌氧发酵的影响
7.2.1表面活性剂投加量对总SCFAs浓度的影响
7.2.2最佳表面活性剂投加量时各种SCFAs的浓度分布
7.2.3表面活性剂投加量对剩余污泥厌氧发酵过程中NH+4.N和PO3-4.P
释放的影响
7.2.4剩余污泥在厌氧发酵过程中pH的变化
7.2.5剩余污泥厌氧发酵过程中的污泥浓度变化
7.3中温及高温条件下表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的研究
7.3.1表面活性剂加入量对发酵产酸量的影响
7.3.2表面活性剂加入量对发酵产生的SCFAs组分的影响
7.3.3表面活性剂加入量对VSS减量的影响
7.3.4不同表面活性剂投加量下污泥厌氧发酵系统的碳平衡
7.4pH对表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵的影响
7.4.1pH对表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸量的影响
7.4.2pH对表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产生的SCFAs组分的影响
7.5表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸的机理
7.5.1表面活性剂对剩余污泥中颗粒态有机物溶解的影响
7.5.2表面活性剂对溶解态大分子有机物水解的影响
7.5.3表面活性剂对水解产物降解及发酵产酸的影响
7.5.4表面活性剂对酸化产物甲烷化的影响
7.5.5表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸主要是生物作用还是化学作用的验证
7.5.6表面活性剂对污泥水解酶活力的影响
7.5.7表面活性剂在厌氧发酵过程中的自身降解
|vi|7.5.8表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸的机理小结
8pH及表面活性剂对剩余污泥发酵产酸动力学的影响
8.1试验方法
8.1.1碱性pH促进剩余污泥厌氧发酵产酸的动力学试验
8.1.2表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的动力学试验
8.2剩余污泥厌氧产酸动力学模型
8.2.1模型描述
8.2.2灵敏度分析
8.2.3动力学参数估算
8.3碱性pH促进剩余污泥厌氧产酸动力学
8.3.1动力学参数的确定
8.3.2动力学模型的验证
8.4表面活性剂促进剩余污泥发酵产酸动力学
8.4.1动力学参数的确定
8.4.2动力学模型的验证
9pH及表面活性剂对剩余污泥发酵产酸微生物的影响
9.1pH对剩余污泥厌氧发酵微生物活性的影响
9.2表面活性剂对剩余污泥厌氧发酵微生物活性的影响
9.3室温、中温和高温碱性发酵系统微生物群落结构分析
9.3.1室温、中温和高温碱性发酵系统的微生物群落物种数量分布
9.3.2室温、中温和高温碱性发酵系统的微生物群落组成
10投加碳水化合物促进剩余污泥发酵产酸
10.1投加碳水化合物改变CN对剩余污泥发酵产酸的影响
10.1.1CN对总SCFAs产生的影响
10.1.2CN对SCFAs组成的影响
10.1.3CN对溶解性蛋白质浓度的影响
10.1.4CN对溶解性碳水化合物浓度的影响
10.1.5CN对NH+4.N释放的影响
10.1.6CN对PO3-4.P释放的影响
10.1.7CN对剩余污泥发酵减量化的影响
10.2最佳CN时pH及温度对剩余污泥发酵产酸的影响
10.2.1pH的影响
10.2.2温度的影响
10.3投加碳水化合物促进剩余污泥发酵产酸机理及微生物学研究
10.3.1发酵产酸过程中底物之间的协同作用研究
10.3.2发酵过程中甲烷产生的研究
10.3.3发酵产酸过程中关键酶活性的研究
10.3.4发酵产酸过程中的微生物学研究
10.4剩余污泥和城市易腐有机废物联合发酵产酸的研究
10.5半连续流反应器中投加碳水化合物促进剩余污泥发酵产酸
|vii|第3篇污泥产生的碳源用于增强污水生物除磷脱氮
11碱性发酵污泥的泥水分离技术
11.1碱性发酵污泥的基本性质
11.2碱性发酵污泥调理方法的研究
11.2.1酸处理和热处理
11.2.2盐处理
11.3污泥碱性发酵系统的泥水分离
11.3.1从污泥碱性发酵系统中同时回收氮和磷
11.3.2同时回收氮磷工艺条件的优化
11.3.3同时回收氮磷后污泥固相成分分析
11.3.4同时回收氮磷对碱性发酵污泥脱水性能的影响
11.4同时回收氮磷提高污泥碱性发酵污泥性能的机理
11.4.1ζ电位
11.4.2镁离子
11.4.3聚合物
11.4.4鸟粪石
12剩余污泥发酵液作为污水增强生物除磷微生物的碳源
12.1剩余污泥碱性发酵液与乙酸作为增强生物除磷微生物碳源的比较
12.1.1对磷释放的影响
12.1.2对磷吸收的影响
12.1.3SOP的去除效果对比及SOP、糖原和PHA的转化
12.1.4一个反应周期内BOD、COD、蛋白质和碳水化合物浓度的变化
12.1.5pH的变化
12.1.6两个反应器内的污泥性质比较
12.1.7污泥发酵液作碳源对出水重金属离子的影响
12.2剩余污泥碱性发酵液作碳源时的微生物毒性研究
12.2.1脱氢酶活性
12.2.2活性污泥的耗氧速率
12.3剩余污泥碱性发酵液作为实际城市污水增强生物除磷工艺的补充碳源
12.3.1发酵液投加量的确定
12.3.2最佳发酵液投加量下的反应器内各物质转化
12.3.3最佳发酵液投加量下的污水处理效果
13剩余污泥发酵液作为污水短程硝化.反硝化脱氮除磷微生物的碳源
13.1乙酸作碳源对短程硝化.反硝化及反硝化除磷的影响
13.1.1污泥驯化及一个周期内各物质的变化
13.1.2短程硝化.反硝化和反硝化除磷的研究
13.2污泥碱性发酵液对短程硝化.反硝化及反硝化除磷的影响
13.2.1各物质在一个运行周期内的变化
13.2.2污泥发酵液中腐殖酸对厌氧释磷及好氧吸磷的影响
13.2.3污泥发酵液主要有机组分对短程硝化的影响
13.3污泥发酵液作碳源对微生物及关键酶活性的影响
13.3.1对微生物群落组成的影响
13.3.2对主要微生物种群数量分布及关键酶活性的影响
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| 內容試閱：
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第1篇城市污水生物除磷脱氮
原理与调控新技术及其原理|||||城市污水高效生物处理新方法及其技术原理||1|污水除磷脱氮理论
1
污水除磷脱氮理论
1?1增强生物除磷1?1?1生物除磷的基本原理污水中大量的氮和磷排入水体，是导致富营养化的关键因素之一。早期Srinath等在一次偶然的机会发现了生物“超量吸磷”现象，随后人们对生物除磷的基本原理和微生物种群进行了广泛和深入的研究，认为要实现增强生物除磷enhanced biological phosphorus removal,EBPR，利用活性污泥法进行污水生物处理的工艺需包含厌氧环境和好氧环境，经过聚磷菌phosphorus accumulating organisms,PAO的厌氧释磷和好氧吸磷处理后，达到超量吸磷的目的，这一过程包含多个化学物质的生物转化图1?1。在厌氧条件下，聚磷菌吸收污水中的易降解有机物，如挥发性脂肪酸volatile fatty acids,VFAs或短链脂肪酸short?chain fatty acids,SCFAs，并将其储存为胞内储能物质聚羟基烷酸polyhydro?xyalkanoates,PHA，这个过程需要的能量主要来源于聚磷Poly?P的水解，因而在厌氧阶段反应器中的溶解性正磷酸盐soluble orthophosphate,SOP浓度不断增加图1?2。由于PHA是比SCFAs还原性更强的物质，因而在合成PHA时需要有还原力NADH2，它可由SCFAs通过三羧酸tri?carboxylic acid,TCA循环或由糖原glycogen经EMPembden?meyerhof?parnas或EDentner?doudoroff 途径提供。同时，细胞内糖原glycogen的降解提供了另外一小部分能量以及合成PHA所需要的还原力NADH2。在好氧条件下，聚磷菌氧化胞内储存的PHA，用于提供好氧吸磷所需的能量、合成糖原以及维持细胞生长。在正常的EBPR系统中，PAO好氧吸磷量远远大于厌氧释磷量，通过排放污泥便可达到去除污水中磷的目的。
图1?1聚磷菌无×和聚糖菌有×的厌氧和好氧代谢特征比较
图1?2一个厌氧?好氧周期内EBPR系统中关键物质的代谢变化示意图
然而，在某些情况下，即使是外界环境有利于聚磷菌的生长，
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