《高濃度含氮有機廢水生物處理新技術》是化學工業出版社於2019年12月出版的圖書，作者是周鑫。
基本介紹
- 書名：高濃度含氮有機廢水生物處理新技術
- 作者：周鑫
- 類別：科技 >> 環境 >> 水處理
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2019年12月
- 頁數：158 頁
- 開本：16 開
- ISBN：978-7-122-35171-5
內容簡介,前 言,目 錄,
內容簡介
本書針對傳統硝化反硝化生物脫氮工藝處理高濃度含氮有機廢水而導致脫氮除碳效率偏低的問題，通過借鑑短程硝化反硝化和厭氧氨氧化拔幾悼兩種工藝優勢，創新性地提出並成功開發出了一種同步好氧氧化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化單級耦合工藝，實現在單一反應器內廢水中NH+4-N、TN和COD高效去除，從而為高NH+4-N低再檔拘悼C/N廢水高效處理提供了新的解決思路並開闢了套用前景。
前 言
著我國經濟高速發展，許多行業排放了大量高濃度含氮含有機物廢水，氮和有機物的過度排放是導致水體全催富營養化和水環境污染的重要因素，廢水污染問題也嚴重製約相關行業的可持續發展。因此如何確保這類廢水有效處理和達標排放是《水污染防治行動計畫》（簡稱“水十條”）中工業污染防治目標實現的難點和關鍵。傳統生物脫氮工藝往往由於廢水中氨氮（NH+4-N）負荷高、碳氮比（C/N）不足，致使硝化、反硝化效率嚴重受限，導致出水NH+4-N和TN超標。儘管短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等新型脫氮工藝不斷湧現，然而依靠單一過程作用仍然無法滿足含氮有機廢水同步脫氮除碳的要求。因此在短程脫氮工藝的基礎上，進一步探索和開發基於高濃度含氮有機廢水生物處理新技術具有重要意義。
本書匯集了筆者及戒判籃其團隊在高濃度含氮有機廢水生物脫氮方面的最新研究成果。捉放府採用填充聚氨酯（PU）海綿為填料的序批式生物膜反應器（SBBR）處理高氨模擬有機廢水，通少乘狼全過長期過程控制與最佳化，開發了一種同步好氧氧化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化脫氮單級耦合工藝，揭示系統同步脫氮除碳發生機制，旨在為高氨有機廢水單級處理系統設計與技術套用提供前期的理論基礎。本書共分7章，內容包括緒論、材料與方法、SBBR系統處理高濃度含氮有機廢水效能、SBBR反應器生物膜微環境特性、SBBR系統微生物群落特徵、SBBR反應器生化動力學，以及本書結論與展望。本書所提出的技術有望突破現有ANAMMOX工藝對C/N>1.0含氮廢水處理瓶頸，為高氨有機廢水一步式處理開闢更廣闊的套用前景。
本書由太原理工大學周鑫著，張澤乾、張鑫愛、王共磊、陳加波等碩士生參與了部分數據整理、圖片製作和文字編輯等工作。清華大學周小紅教授在生物膜微電極測試方面提供了無私幫助與指導，新加坡南洋理工大學Liu Yu教授為本書的撰寫和定稿提出了很多有價值的建議和意見；本書在編寫和出版過程中得到了太原理工大學李亞新教授的鼓勵和支持；本書的完成與出版得到了國家自然科學基金微刪嘗青年項目（21607111）、山西省重點研發計畫項目（201803D31052）、污染控制與資源化研究國家重點實驗室開放課題（PCRRF18011）及城鎮污水深度處理與資源化利用技術國家工程實驗室開放基金等項目的支持與資助。筆者在此對所有人員在圖書編寫出版過程的辛勤付出表示衷心感謝。
限於著者水平及編寫時間，不足與疏漏之處在所難免，敬請讀者批評指正。
目 錄
第1章緒論1
1.1高濃度含氮有機廢水來源、特性及危害2
1.2生物脫氮工藝3
1.2.1傳統硝化反硝化3
1.2.2短程硝化反硝化4
1.2.3厭氧氨氧化7
1.2.4SNAD工藝8
1.3序批式生物膜反應器研究進展11
1.3.1序批式生物膜反應器的發展及類型11
1.3.2SBBR運行方式及特點13
1.3.3SBBR處理高濃度含氮有機廢水研究進展16
1.4本書編寫目的與主要內容19
1.4.1編寫目的19
1.4.2主要內容20
參考文獻21
第2章材料與方法32
2.1實驗材料33
2.1.1運行裝置33
2.1.2污泥接種33
2.1.3填料34
2.1.4實驗用水35
2.1.5實驗所用試劑及儀器36
2.2分析方法38
2.2.1常規水質分析項目及方法38
2.2.2NH+4-N負荷計算38
2.2.3亞硝氮累積率計算39
2.2.4游離氨及游離亞硝酸鹽濃度計算39
2.2.5生物量的測定39
2.2.6SEM分析40
2.2.7原子力顯微鏡分析40
2.2.8氧微電極分析40
2.2.9生物膜胞外聚合物（EPS）分析41
2.2.10微生物群落分析42
參考文獻44
第3章SBBR系統處理高濃度含氮有機廢水效能46
3.1SBBR系統掛膜啟動47
3.1.1NH+4-N去除效果47
3.1.2TN去除效果48
3.2SBBR系統穩定運行49
3.2.1總體運行情況49
3.2.2R1階段反應器脫氮效果50
3.2.3R2階段反應器處理效果58
3.2.4R3階段反應器處理效果65
3.2.5R4階段反應器處理效果73
3.2.6SBBR處理高濃度含氮有機廢水影響因素78
3.3本章小結83
參考文獻84
第4章SBBR反應器生物膜微環境特性87
4.1聚氨酯海綿填料特性88
4.2生物膜形貌及微生物相分析90
4.3生物膜EPS分析92
4.3.1傅立葉紅外光譜特性分析92
4.3.2三維螢光分析94
4.4生物膜氧微電極分析98
4.4.1生物膜內部溶解氧分布情況99
4.4.2生物膜內微結構探究103
4.4.3溶解氧在生物膜內傳質動力學研究106
4.5本章小結109
參考文獻110
第5章SBBR系統微生物群落特徵115
5.1不同階段微生物種類豐度及多樣性116
5.2不同階段微生物群落差異性分析117
5.3不同階段微生物群落在高分類水平結構分析119
5.4不同階段菌屬分析122
5.4.1不同階段屬水平菌群結構特徵122
5.4.2不同階段脫氮功能菌屬分析123
5.5微生物群落結構同環境因子對應關係129
5.6本章小結130
參考文獻131
第6章SBBR反應器生化動力學136
6.1反應動力學模型的建立137
6.1.1一階基質去除模型137
6.1.2莫諾接觸氧化動力學模型138
6.1.3改進型Stover-Kincannon模型139
6.2反應器NH+4-N去除動力學分析140
6.2.1一階基質去除動力學模型140
6.2.2莫諾接觸氧化動力學模型141
6.2.3改進型Stover-Kincannon模型141
6.2.4模型驗證與SBBR系統NH+4-N去除效能評估142
6.3反應器TN去除動力學分析143
6.3.1一階基質去除動力學模型143
6.3.2莫諾接觸氧化動力學模型144
6.3.3改進型Stover-Kincannon模型144
6.3.4模型驗證與TN去除效能評估146
6.4反應器COD去除動力學分析147
6.4.1一階基質去除動力學模型147
6.4.2莫諾接觸氧化動力學模型147
6.4.3改進型Stover-Kincannon模型148
6.4.4模型驗證與COD去除效能評估150
6.5本章小結151
參考文獻152
第7章本書結論與展望154
7.1結論155
7.2展望157
1.2.4SNAD工藝8
1.3序批式生物膜反應器研究進展11
1.3.1序批式生物膜反應器的發展及類型11
1.3.2SBBR運行方式及特點13
1.3.3SBBR處理高濃度含氮有機廢水研究進展16
1.4本書編寫目的與主要內容19
1.4.1編寫目的19
1.4.2主要內容20
參考文獻21
第2章材料與方法32
2.1實驗材料33
2.1.1運行裝置33
2.1.2污泥接種33
2.1.3填料34
2.1.4實驗用水35
2.1.5實驗所用試劑及儀器36
2.2分析方法38
2.2.1常規水質分析項目及方法38
2.2.2NH+4-N負荷計算38
2.2.3亞硝氮累積率計算39
2.2.4游離氨及游離亞硝酸鹽濃度計算39
2.2.5生物量的測定39
2.2.6SEM分析40
2.2.7原子力顯微鏡分析40
2.2.8氧微電極分析40
2.2.9生物膜胞外聚合物（EPS）分析41
2.2.10微生物群落分析42
參考文獻44
第3章SBBR系統處理高濃度含氮有機廢水效能46
3.1SBBR系統掛膜啟動47
3.1.1NH+4-N去除效果47
3.1.2TN去除效果48
3.2SBBR系統穩定運行49
3.2.1總體運行情況49
3.2.2R1階段反應器脫氮效果50
3.2.3R2階段反應器處理效果58
3.2.4R3階段反應器處理效果65
3.2.5R4階段反應器處理效果73
3.2.6SBBR處理高濃度含氮有機廢水影響因素78
3.3本章小結83
參考文獻84
第4章SBBR反應器生物膜微環境特性87
4.1聚氨酯海綿填料特性88
4.2生物膜形貌及微生物相分析90
4.3生物膜EPS分析92
4.3.1傅立葉紅外光譜特性分析92
4.3.2三維螢光分析94
4.4生物膜氧微電極分析98
4.4.1生物膜內部溶解氧分布情況99
4.4.2生物膜內微結構探究103
4.4.3溶解氧在生物膜內傳質動力學研究106
4.5本章小結109
參考文獻110
第5章SBBR系統微生物群落特徵115
5.1不同階段微生物種類豐度及多樣性116
5.2不同階段微生物群落差異性分析117
5.3不同階段微生物群落在高分類水平結構分析119
5.4不同階段菌屬分析122
5.4.1不同階段屬水平菌群結構特徵122
5.4.2不同階段脫氮功能菌屬分析123
5.5微生物群落結構同環境因子對應關係129
5.6本章小結130
參考文獻131
第6章SBBR反應器生化動力學136
6.1反應動力學模型的建立137
6.1.1一階基質去除模型137
6.1.2莫諾接觸氧化動力學模型138
6.1.3改進型Stover-Kincannon模型139
6.2反應器NH+4-N去除動力學分析140
6.2.1一階基質去除動力學模型140
6.2.2莫諾接觸氧化動力學模型141
6.2.3改進型Stover-Kincannon模型141
6.2.4模型驗證與SBBR系統NH+4-N去除效能評估142
6.3反應器TN去除動力學分析143
6.3.1一階基質去除動力學模型143
6.3.2莫諾接觸氧化動力學模型144
6.3.3改進型Stover-Kincannon模型144
6.3.4模型驗證與TN去除效能評估146
6.4反應器COD去除動力學分析147
6.4.1一階基質去除動力學模型147
6.4.2莫諾接觸氧化動力學模型147
6.4.3改進型Stover-Kincannon模型148
6.4.4模型驗證與COD去除效能評估150
6.5本章小結151
參考文獻152
第7章本書結論與展望154
7.1結論155
7.2展望157
