生態環境科學與技術套用叢書--厭氧微生物學與污水處理

《生態環境科學與技術套用叢書--厭氧微生物學與污水處理》是2017年化學工業出版社出版的圖書，作者是馬溪平、徐成斌、付保榮。

基本介紹

• 中文名：生態環境科學與技術套用叢書--厭氧微生物學與污水處理
• 作者：馬溪平、徐成斌、付保榮
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2017年2月1日
• 頁數：315 頁
• 定價：86 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787122282613

內容簡介

全書共分11章，從厭氧微生物學、廢水厭氧生物處理的生物化學原理出發，論述了影響廢水厭氧生物處理的環境因素、厭氧生物處理的廢水特性、厭氧生物處理反應工藝、厭氧反應器和廢水處理工藝設計、厭氧生物處理工藝運行管理與控制、難降解有機化合物的厭氧生物降解、廢水厭氧處理套用實例以及廢水厭氧生物處理的研究和分析方法。

本書匯集了國內外研究人員對各種廢水厭氧處理工藝的研究成果和工程實例，資料豐富、可靠，可供從事廢水處理技術的研究開發、設計人員和管理人員參考，也可供高等學校環境科學與工程、市政工程、生物工程及相關專業師生使用。

圖書目錄

第1章緒論1

1.1厭氧微生物學的研究概況1

1.1.1國內厭氧微生物學的研究概況1

1.1.2國外厭氧微生物學的研究概況2

1.2厭氧生物處理技術3

1.2.1厭氧生物處理的產生與發展3

1.2.2厭氧生物處理的基本原理3

1.2.3厭氧生物處理的特點5

1.3厭氧生物處理工藝6

1.4廢水脫氮除磷技術6

1.4.1生物脫氮7

1.4.2生物除磷8

第2章厭氧微生物學10

2.1厭氧微生物在生物地球化學循環中的作用10

2.1.1自然環境中的厭氧微生物10

2.1.2厭氧微生物在污染物(元素)生物地球化學轉化中的作用11

2.2不產甲烷細菌及其作用11

2.2.1發酵性細菌11

2.2.2產氫產乙酸細菌13

2.2.3同型產乙酸細菌14

2.3產甲烷細菌及其作用16

2.3.1產甲烷細菌的分類和形態16

2.3.2產甲烷細菌的生理18

2.3.3產甲烷細菌的能量代謝20

2.4產甲烷細菌與不產甲烷細菌的相互作用20

2.4.1不產甲烷細菌為產甲烷細菌提供生長和產甲烷所必需的基質21

2.4.2不產甲烷細菌為產甲烷細菌創造了適宜的氧化還原電位條件21

2.4.3不產甲烷細菌為產甲烷細菌消除了有毒物質21

2.4.4產甲烷細菌為不產甲烷細菌的生化反應解除反饋抑制21

2.4.5產甲烷細菌和不產甲烷細菌共同維持環境中適宜的pH值21

2.5硫酸鹽還原菌22

2.5.1SRB的生活環境和條件22

2.5.2硫酸鹽還原菌的分類及生物學特徵22

2.5.3硫酸鹽還原菌的代謝機理23

2.5.4SRB在硫循環體系中的地位和作用24

2.5.5影響硫酸鹽還原作用的影響因子24

2.6厭氧活性污泥25

2.6.1厭氧活性污泥性狀25

2.6.2厭氧顆粒污泥的基本特性25

2.6.3厭氧顆粒污泥的結構26

2.6.4顆粒化過程27

2.7厭氧生物膜28

2.7.1厭氧生物膜的形成及其作用28

2.7.2厭氧生物膜法的特點28

第3章廢水厭氧生物處理生物化學原理30

3.1廢水厭氧生物處理技術的特點30

3.1.1廢水厭氧生物處理技術的發展30

3.1.2厭氧生物處理技術的優點31

3.1.3厭氧生物處理技術的缺點34

3.2厭氧處理過程的生化機理34

3.2.1廢水中複雜基質的厭氧降解35

3.2.2厭氧微生物35

3.2.3水解反應階段37

3.2.4發酵酸化反應階段38

3.2.5產乙酸反應階段40

3.2.6產甲烷反應階段41

3.2.7厭氧條件下脫氮和還原硫酸鹽44

3.3厭氧過程的能量代謝46

3.3.1動力學原理46

3.3.2標準狀態與環境條件50

3.3.3氫分壓對轉化自由能的影響50

3.3.4氧化還原電位50

第4章影響厭氧生物處理的環境因素52

4.1厭氧生物處理的酸鹼平衡及pH值控制52

4.1.1厭氧微生物適應的pH值52

4.1.2厭氧生物處理的緩衝體系53

4.1.3厭氧生物處理系統中的酸鹼平衡54

4.1.4厭氧生物處理系統中的鹼度55

4.2溫度對厭氧生物處理的影響56

4.2.1溫度對厭氧微生物的影響56

4.2.2溫度對厭氧反應過程中動力學參數的影響59

4.2.3溫度突變對厭氧消化的影響59

4.2.4厭氧消化反應溫度的選擇與控制61

4.3厭氧消化過程中的營養物質61

4.3.1概述61

4.3.2厭氧微生物對碳、氮、磷、硫的需求62

4.4微量元素對厭氧生物處理的影響64

4.4.1微量金屬元素64

4.4.2維生素66

4.5厭氧消化過程中的抑制物質66

4.5.1無機抑制性物質66

4.5.2有機抑制性物質67

4.6不產甲烷菌與產甲烷菌微生物之間的關係68

4.6.1不產甲烷菌為產甲烷菌提供生長和產甲烷所需要的基質68

4.6.2不產甲烷菌為產甲烷菌創造適宜的氧化還原環境68

4.6.3不產甲烷菌為產甲烷菌清除有毒物質69

4.6.4產甲烷菌為不產甲烷菌的生化反應解除反饋抑制69

4.6.5不產甲烷菌和產甲烷菌在厭氧消化過程中共同維持適宜的環境70

第5章厭氧生物處理的廢水特性71

5.1廢水的碳和氮參數71

5.1.1碳參數71

5.1.2氮參數72

5.2廢水的厭氧生物可降解性73

5.2.1生物降解性能含義73

5.2.2影響有機物生物降解性能的因素73

5.2.3難降解有機污染物的分類及來源75

5.2.4廢水中常見的有機物生物降解性77

5.3廢水中常見的毒性物質80

5.3.1概述80

5.3.2無機毒性物質81

5.3.3有機毒性物質84

5.3.4厭氧微生物對毒性物質的適應與馴化86

第6章厭氧生物處理反應工藝88

6.1厭氧接觸工藝（anaerobic contagion）88

6.1.1厭氧接觸工藝的原理88

6.1.2厭氧接觸工藝的特點89

6.1.3厭氧接觸工藝的套用89

6.2厭氧濾池工藝（AF）90

6.2.1AF的原理與特點90

6.2.2AF的運行與影響因素91

6.2.3AF的套用93

6.3厭氧生物流化床工藝（AFB）94

6.3.1厭氧生物流化床的工藝特點94

6.3.2厭氧生物流化床載體顆粒的特性與作用95

6.3.3厭氧生物流化床在廢水處理中的套用95

6.4厭氧折流板反應器（ABR）96

6.4.1ABR的工作原理96

6.4.2ABR的特點97

6.4.3ABR的主要工藝性能97

6.4.4ABR反應器在幾種廢水條件下的運行性能98

6.4.5ABR的工藝研究及套用現狀100

6.5升流式厭氧污泥床反應器（UASB）100

6.5.1升流式厭氧污泥床反應器（UASB）的結構101

6.5.2升流式厭氧污泥床反應器（UASB）的原理103

6.5.3升流式厭氧污泥床反應器（UASB）的工藝特點103

6.5.4升流式厭氧污泥床反應器（UASB）的啟動104

6.5.5升流式厭氧污泥床反應器（UASB）處理廢水的套用104

6.5.6升流式厭氧污泥床反應器（UASB）在污水處理中的套用前景105

6.6膨脹顆粒污泥床反應器（EGSB）105

6.6.1EGSB的產生背景及其特徵105

6.6.2EGSB的結構特徵與工作原理106

6.6.3EGSB顆粒污泥的特徵107

6.6.4EGSB的工藝特點107

6.6.5EGSB的套用108

6.7內循環厭氧反應器（IC）109

6.7.1內循環厭氧反應器（IC）構造及工作原理109

6.7.2內循環厭氧反應器（IC）的工作原理109

6.7.3內循環厭氧反應器（IC）的工藝特點110

6.7.4內循環厭氧反應器（IC）的套用111

6.7.5內循環厭氧反應器（IC）與升流式厭氧污泥床反應器（UASB）的參數比較112

6.8升流式厭氧污泥床濾層反應器（UBF）113

6.8.1升流式厭氧污泥床濾層反應器（UBF）的工作原理113

6.8.2升流式厭氧污泥床濾層反應器（UBF）的工藝特點114

6.8.3升流式厭氧污泥床濾層反應器（UBF）的啟動過程115

6.8.4升流式厭氧污泥床濾層反應器（UBF）的套用115

6.9厭氧生物轉盤116

6.9.1厭氧生物轉盤的構造和工作原理116

6.9.2厭氧生物轉盤的工藝特點117

6.9.3厭氧生物轉盤的套用117

6.10兩相厭氧生物處理工藝118

6.10.1兩相厭氧消化工藝的發展118

6.10.2兩相厭氧消化工藝基本原理118

6.10.3兩相厭氧生物處理的工藝特點119

6.10.4兩相厭氧工藝的適用範圍120

6.10.5相分離方法121

6.10.6兩相厭氧工藝反應器的選擇和構造121

6.10.7兩相厭氧工藝的流程和參數選擇122

第7章厭氧反應器和廢水處理工藝設計124

7.1廢水厭氧處理工藝流程的選擇124

7.1.1預處理124

7.1.2厭氧處理126

7.1.3後處理127

7.1.4剩餘污泥的處理130

7.2厭氧反應器的設計130

7.2.1反應器容積（包括沉澱區和反應區）的確定130

7.2.2反應器的高度131

7.2.3反應器的平面形狀131

7.2.4反應器的上流速度132

7.2.5單元反應器的最大體積132

7.2.6配水系統133

7.2.7三相分離器134

7.2.8管道設計138

7.2.9出水系統139

7.2.10浮渣清除裝置139

7.2.11氣體收集裝置139

7.2.12污泥排放設備140

7.2.13反應器採用的材料140

7.2.14輔助設備140

7.3UASB厭氧反應器的設計及工程實例140

7.3.1UASB反應器的設計140

7.3.2UASB反應器設計舉例142

7.3.3UASB反應器在國內外的套用情況143

7.3.4UASB反應器工程實例145

7.4厭氧接觸法工藝設計及工程實例149

7.4.1厭氧接觸法的工藝設計149

7.4.2厭氧接觸法設計舉例151

7.4.3厭氧接觸工藝的套用情況152

7.5厭氧生物濾池153

7.5.1濾床有效容積的設計153

7.5.2設計實例154

7.5.3套用情況155

7.5.4工程實例155

7.6兩相厭氧生物處理工藝157

7.6.1兩相厭氧反應器容積的確定157

7.6.2工程實例158

7.7厭氧生物轉盤的設計及試驗研究161

7.7.1厭氧生物轉盤的設計161

7.7.2厭氧生物轉盤的試驗研究現狀162

7.8厭氧膨脹床和厭氧流化床的設計及工程實例162

7.8.1厭氧膨脹床和厭氧流化床的設計162

7.8.2厭氧膨脹床和厭氧流化床的試驗研究163

7.8.3厭氧膨脹床和厭氧流化床的工程實例164

7.9EGSB反應器的設計及工程實例165

7.9.1EGSB反應器的設計165

7.9.2EGSB反應器的套用工程實例165

第8章厭氧生物處理工藝運行管理與控制167

8.1厭氧工藝中污泥的培養與馴化167

8.1.1厭氧活性污泥的培養與馴化167

8.1.2厭氧生物膜的培養與馴化167

8.1.3厭氧顆粒污泥169

8.2厭氧生物處理運行條件控制174

8.2.1相關名詞174

8.2.2溫度176

8.2.3氧化還原電位179

8.2.4厭氧消化過程的pH值181

8.2.5中間產物186

8.2.6營養元素188

8.2.7監測與控制189

8.3厭氧生物處理中容易出現的問題及其解決辦法191

8.3.1複雜廢水中含有不溶解物質191

8.3.2廢水中的某些物質容易導致沉澱192

8.3.3毒性物質193

8.3.4泡沫問題197

8.3.5厭氧反應器中產氣的異常現象及解決方案197

8.3.6污泥厭氧消化沼氣的安全問題198

8.3.7污泥膨脹199

第9章難降解有機化合物的厭氧生物降解204

9.1概述204

9.1.1難降解有機物的定義204

9.1.2難降解有機物的分類204

9.1.3難降解有機物的來源和循環轉化205

9.1.4難降解有機物的特點205

9.1.5難降解有機物的危害205

9.2廢水中難降解物質生物降解的機理206

9.2.1有機物生物難降解的原因206

9.2.2共基質代謝機理207

9.2.3種間協同代謝機理208

9.2.4EM(有效微生物菌群)的篩選和馴化208

9.2.5影響廢水中難降解物質生物降解的因子209

9.3鑑定難降解有機物厭氧生物處理的評價方法211

9.3.1套用難降解化合物在厭氧降解時產生氣體的量來評價的方法211

9.3.2綜合因素評價212

9.4雜環化合物和多環芳烴的厭氧生物降解213

9.4.1雜環化合物和多環芳烴的定義和分類213

9.4.2環境中雜環化合物和多環芳烴污染物的主要來源213

9.4.3雜環化合物和多環芳烴的毒性和危害214

9.4.4雜環化合物和多環芳烴的厭氧生物處理機理214

9.5含氯有機化合物污染物的厭氧生物降解217

9.5.1環境中含氯有機化合物污染物的主要來源217

9.5.2含氯有機化合物的毒性和危害217

9.5.3含氯有機化合物厭氧降解機理217

9.5.4有機氯化物的生物處理法219

9.6氰化物的厭氧生物降解220

9.6.1氰化物的定義和分類220

9.6.2含氰廢水的來源220

9.6.3氰化物的毒性和危害220

9.6.4氰化物傳統處理方法221

9.6.5微生物厭氧處理氰化物的機理222

9.6.6微生物處理含氰廢水223

9.7有機染料的厭氧生物降解224

9.7.1有機染料廢水的來源和特點224

9.7.2有機染料廢水傳統處理方法224

9.7.3有機染料廢水厭解菌及厭氧降解機理224

9.7.4有機染料廢水生物處理方法225

9.8製漿造紙廢水的厭氧生物降解226

9.8.1製漿造紙廢水的定義、來源和分類226

9.8.2廢水主要成分227

9.8.3造紙的環境污染與危害227

9.8.4製漿造紙廢水的傳統處理方法228

9.8.5製漿造紙廢水的厭氧生物處理機理228

9.8.6製漿造紙廢水厭氧處理的不利因素及去除方法228

第10章廢水厭氧處理套用實例230

10.1啤酒廢水的厭氧處理230

10.1.1啤酒廢水230

10.1.2啤酒廢水的厭氧處理技術231

10.1.3啤酒廢水的厭氧處理工藝套用232

10.2味素廢水的厭氧處理技術235

10.2.1味素廢水236

10.2.2味素廢水的厭氧處理技術237

10.2.3味素水的厭氧處理工藝套用237

10.3澱粉廢水的厭氧處理239

10.3.1澱粉廢水240

10.3.2澱粉廢水的厭氧處理技術241

10.3.3澱粉廢水的厭氧處理工藝套用241

10.4製漿造紙廢水的厭氧處理245

10.4.1製漿造紙廢水245

10.4.2製漿造紙廢水的厭氧處理技術246

10.4.3製漿造紙廢水的厭氧處理工藝套用247

10.5含硫酸鹽廢水的厭氧處理251

10.5.1含硫酸鹽廢水251

10.5.2含硫酸鹽廢水的厭氧處理技術及套用252

10.6含油脂類廢水的厭氧處理255

10.6.1含油脂類廢水產生與特點255

10.6.2含油脂類廢水的厭氧處理技術256

10.6.3含油脂類廢水的厭氧處理工藝套用257

10.7城市污水的厭氧處理261

10.7.1城市污水概況261

10.7.2城市污水的厭氧處理技術262

10.7.3城市污水的厭氧處理工藝套用263

第11章廢水厭氧生物處理的研究和分析方法267

11.1化學需氧量（COD）的測定267

11.1.1重鉻酸鉀法267

11.1.2比色法269

11.2廢水厭氧生物處理監測中的ORP測定269

11.2.1ORP測定的基本原理269

11.2.2ORP的測定270

11.3生物化學甲烷勢（BMP）的測定271

11.3.1說明271

11.3.2生物化學甲烷勢的測定方法271

11.4沼氣的測定272

11.4.1兩種液體置換系統272

11.4.2測定沼氣的組成273

11.4.3甲烷的COD換算274

11.5厭氧污泥產甲烷活性的測定275

11.5.1厭氧污泥產甲烷活性測定的目的275

11.5.2產甲烷細菌的氫化酶活性分析法275

11.6最大比產甲烷速率的測定278

11.6.1意義278

11.6.2測定方法278

11.6.3產甲烷速率公式280

11.7厭氧生物可降解性的測定280

11.7.1目的和原理280

11.7.2條件280

11.7.3測定裝置281

11.7.4測定步驟281

11.7.5計算281

11.8厭氧消化污泥性質的研究282

11.8.1污泥的分類282

11.8.2污泥的性質指標283

11.9反應器內污泥的測定283

11.9.1測定目的和原理283

11.9.2儀器和設備284

11.9.3總固體、揮發性固體和灰分的測定284

11.9.4污泥量測定中的採樣285

11.9.5污泥量測定的步驟285

11.9.6計算285

11.10產甲烷毒性的測定285

11.10.1說明285

11.10.2測定裝置286

11.10.3情況分析286

11.10.4產甲烷毒性測定287

11.10.5毒性的表示方法和計算方法287

11.11厭氧毒性測定（ATA）方法287

11.11.1說明287

11.11.2方法287

11.11.3對毒物的敏感性287

11.11.4實例288

11.12厭氧微生物的分離與鑑定288

11.12.1產酸細菌288

11.12.2產甲烷細菌291

11.12.3硫酸鹽還原細菌297

11.13PCR技術在廢水厭氧生物處理中的套用298

11.13.1PCR的原理及其試驗方法298

11.13.2提高PCR檢測的準確率的方法298

11.13.3厭氧廢水處理系統中微生物群落結構變化的PCR技術監測手段299

11.14微生物感測器在厭氧工藝測定中的套用301

11.14.1構成和原理301

11.14.2套用302

參考文獻303

編輯推薦

適讀人群 ：本書可供從事廢水處理技術的研究開發、設計人員和管理人員參考，也可供高等學校環境科學與工程、市政工程、生物工程及相關專業師生使用。

厭氧生物處理是一種低成本的廢水處理技術，又是把廢水的處理和能源的回收利用相結合的一種技術，它可以作為能源生產和環境保護體系的一個核心部分，其產物可以被積極利用而產生經濟價值。

近20年來，經過各國學者的潛心研究，廢水厭氧生物處理技術已有了飛速發展，在厭氧微生物學和生物化學等基礎研究方面取得了很大進展。同時又成功開發了一批廢水厭氧生物處理新工藝。

《厭氧微生物學與污水處理》（第二版）是編著者結合其近年來的科研成果和教學經驗，結合原版《厭氧微生物學與污水處理》（2004）出版後讀者的信息反饋及修改建議修訂而成。本書立足於對厭氧微生物處理技術理論與實踐的探討，圍繞厭氧微生物處理工藝和套用實例，系統地介紹了研究厭氧微生物的實驗室方法和新的分子生物學技術在厭氧微生物學中的套用。全書共分11章，分別對厭氧生物處理過程中微生物學的能量代謝、生化機理、厭氧生物處理反應動力學、厭氧消化過程的控制、影響因子、厭氧生物處理工藝、設計方法、套用實例和實驗技術進行了全面論述和介紹。

《厭氧微生物學與污水處理》（第二版）可供從事污水處理、厭氧生物工程等領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也供高等學校環境工程、市政工程、生物工程及相關專業師生參閱。

作者簡介

馬溪平：遼寧大學環境學院教授，主要從事污染控制微生物工程方面的教學及研究工作。主持和參加科研課題12項；在《環境科學學報》等核心期刊上發表學術論文80餘篇；編輯出版了《環境微生物資源原理與套用》、《污染控制微生物學》2部著作；2012年獲遼寧省教育名師；2006年、2007年和2009年獲遼寧省科學技術獎勵三等獎；2006、2007年獲遼寧省環境學術成果一等獎；2006、2007和2011年獲遼寧省自然學術成果三等獎