厭氧顆粒污泥的吸附特性及工程應(yīng)用

前言

　　水環(huán)境污染和能源短缺是兩個(gè)世界性的問(wèn)題。隨著水環(huán)境污染漸趨嚴(yán)重、能源短缺危機(jī)日益加劇，厭氧生物處理工藝以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到各國(guó)政府及專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。厭氧生物處理工藝不僅可以高效處理廢水，而且可以產(chǎn)生甲烷、回收能量，是費(fèi)用低廉、產(chǎn)能型廢水處理工藝。厭氧顆粒污泥是第三代高效厭氧生物處理工藝的典型特征，是一種具有自我平衡的微生態(tài)系統(tǒng)，是不同類型、種群的微生物在廢水生物處理過(guò)程中自身固定化而形成的一種共生或互生體系。厭氧顆粒污泥的形成創(chuàng)造了適合細(xì)菌生長(zhǎng)、繁殖的生理生化條件，有利于細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收及有機(jī)污染物的吸附降解；同時(shí)使發(fā)酵菌中間產(chǎn)物的擴(kuò)散距離大大縮短，加強(qiáng)了傳質(zhì)效率；在廢水性質(zhì)突然變化時(shí)顆粒污泥能維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的微環(huán)境，可使代謝過(guò)程高效進(jìn)行。厭氧顆粒污泥的形成為厭氧生物處理工藝的高效穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！　”緯?shū)是關(guān)于厭氧顆粒污泥吸附特性及工程應(yīng)用的專著，集成了著者多年的研究成果，較為詳細(xì)地闡述了厭氧顆粒污泥的組成結(jié)構(gòu)、特性、吸附理論基礎(chǔ)及相關(guān)研究進(jìn)展，借助生物學(xué)手段和熱力學(xué)方法揭示了厭氧顆粒污泥吸附有機(jī)污染物的機(jī)理，并就吸附過(guò)程進(jìn)行了吸附動(dòng)力學(xué)模型擬合；同時(shí)，從吸附劑、吸附質(zhì)以及環(huán)境條件等方面全面系統(tǒng)地分析了厭氧顆粒污泥吸附有機(jī)污染物的影響因素，提出了具有優(yōu)良吸附性能的厭氧顆粒污泥的特征，總結(jié)了厭氧顆粒污泥吸附特性在工程中的應(yīng)用。　　本書(shū)拓展了廢水厭氧生物處理的理論基礎(chǔ)，拓寬了厭氧顆粒污泥技術(shù)的應(yīng)用范圍，也為實(shí)際工程的設(shè)計(jì)、操作提供了有力的依據(jù)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和參考價(jià)值，可供環(huán)境科學(xué)與工程、市政工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生參閱。　　本書(shū)的著作和出版得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“甲烷菌群優(yōu)化吸附?生物降解厭氧序批式反應(yīng)器工藝?yán)碚摗保?xiàng)目編號(hào)：30570342）、山西省科技廳攻關(guān)項(xiàng)目“ASBR中厭氧顆粒污泥對(duì)有機(jī)污染物的吸附降解”（項(xiàng)目編號(hào)：2007031177）以及太原科技大學(xué)博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目“厭氧顆粒污泥對(duì)廢水中染料的吸附性能”（項(xiàng)目編號(hào)：20112002）三個(gè)項(xiàng)目的資助；同時(shí)，在本書(shū)的著寫中引用了大量的參考資料，同時(shí)得到導(dǎo)師李亞新教授的悉心指導(dǎo)以及導(dǎo)師課題組成員岳秀萍、端云的大力支持，也得到同事蘇檳楠、王慕華的全力協(xié)助，特此表示衷心的感謝?！　∠抻谥邔W(xué)識(shí)水平，許多問(wèn)題還有待深入研究，加之著寫時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中一些認(rèn)識(shí)和結(jié)論會(huì)受到現(xiàn)階段研究結(jié)果和知識(shí)水平的限制，可能存在疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)有關(guān)專家和讀者不吝賜教，并提出批評(píng)意見(jiàn)和修改建議。　　著者　　2012年1月

內(nèi)容概要

　　本書(shū)較為詳細(xì)地闡述了厭氧顆粒污泥的結(jié)構(gòu)、特性、吸附理論基礎(chǔ)及相關(guān)研究進(jìn)展，借助生物學(xué)手段揭示了厭氧顆粒污泥吸附有機(jī)污染物的機(jī)理，并就吸附過(guò)程進(jìn)行了吸附動(dòng)力學(xué)模型擬合；同時(shí)，從吸附劑、吸附質(zhì)以及環(huán)境條件方面全面系統(tǒng)地分析了厭氧顆粒污泥吸附有機(jī)污染物的影響因素，提出了具有優(yōu)良吸附性能的厭氧顆粒污泥的特征，總結(jié)了厭氧顆粒污泥吸附特性在工程中的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和參考價(jià)值。
　　本書(shū)可供環(huán)境科學(xué)與工程、市政工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生參閱。

書(shū)籍目錄

第1章　概述
　1.1厭氧顆粒污泥
　1.1.1厭氧顆粒污泥的發(fā)現(xiàn)
　1.1.2厭氧顆粒污泥的定義
　1.1.3厭氧顆粒污泥的優(yōu)點(diǎn)
　1.2厭氧顆粒污泥的形成
　1.2.1厭氧顆粒污泥的形成過(guò)程
　1.2.2厭氧顆粒污泥形成的幾種假說(shuō)
　1.2.3厭氧顆粒污泥形成的影響因素
　1.3厭氧顆粒污泥的形態(tài)結(jié)構(gòu)、組成、微生物相及特性
　1.3.1厭氧顆粒污泥的外觀形態(tài)
　1.3.2厭氧顆粒污泥的結(jié)構(gòu)
　1.3.3厭氧顆粒污泥的微生物相
　1.3.4厭氧顆粒污泥的化學(xué)組成
　1.3.5厭氧顆粒污泥的特性
　1.4吸附
　1.4.1吸附的類型
　1.4.2生物吸附
　參考文獻(xiàn)
第2章　厭氧顆粒污泥吸附有機(jī)物的性能及機(jī)理
　2.1厭氧顆粒污泥吸附有機(jī)物的性能
　2.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />　2.1.2吸附實(shí)驗(yàn)裝置
　2.1.3厭氧顆粒污泥初期吸附實(shí)驗(yàn)方法
　2.1.4厭氧顆粒污泥對(duì)廢水中有機(jī)物COD的初期吸附去除
　2.1.5厭氧顆粒污泥吸附去除廢水中有機(jī)物過(guò)程中VFA的變化
　2.1.6厭氧顆粒污泥吸附去除廢水中有機(jī)物過(guò)程中CH4的變化
　2.1.7結(jié)果分析
　2.1.8小結(jié)
　2.2厭氧顆粒污泥的吸附機(jī)理
　2.2.1吸附等溫線
　2.2.2吸附熱力學(xué)參數(shù)
　2.2.3同種厭氧顆粒污泥經(jīng)不同處理后對(duì)有機(jī)污染物的吸附
　2.3.4不同種厭氧顆粒污泥經(jīng)相同處理后對(duì)有機(jī)污染物的吸附
　2.2.5紅外光譜
　2.3結(jié)論
　參考文獻(xiàn)
第3章　厭氧顆粒污泥的吸附動(dòng)力學(xué)
　3.1吸附過(guò)程
　3.2吸附動(dòng)力學(xué)模型
　3.2.1膜傳質(zhì)
　3.2.2顆粒間的擴(kuò)散
　3.2.3準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型
　3.3厭氧顆粒污泥吸附的動(dòng)力學(xué)
　3.3.1膜傳質(zhì)和顆粒間的擴(kuò)散模型擬合
　3.3.2準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型擬合
　3.4小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第4章　影響厭氧顆粒污泥吸附性能的因素
　4.1厭氧顆粒污泥特性對(duì)有機(jī)污染物初期吸附性能的影響
　4.1.1污泥粒徑及比表面積
　4.1.2污泥生物活性和比產(chǎn)甲烷活性
　4.1.3污泥沉降性
　4.1.4污泥疏水性
　4.1.5污泥胞外多聚物
　4.1.6污泥表面Zeta電位
　4.1.7污泥微生物組成
　4.1.8污泥濃度
　4.1.9厭氧顆粒污泥良好吸附性能評(píng)價(jià)
　4.2廢水特性對(duì)有機(jī)污染物初期吸附性能的影響
　4.2.1有機(jī)污染物濃度
　4.2.2不同粒徑有機(jī)污染物COD
　4.2.3不同溶解態(tài)有機(jī)污染物COD
　4.2.4溶解態(tài)有機(jī)物葡萄糖
　4.2.5修正后不同溶解態(tài)有機(jī)污染物COD
　4.2.6離子強(qiáng)度
　4.2.7重金屬離子
　4.2.8毒性物質(zhì)
　4.2.9小結(jié)
　4.3環(huán)境條件對(duì)厭氧顆粒污泥初期吸附性能的影響
　4.3.1pH值
　4.3.2溫度
　4.3.3攪拌
　4.3.4小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第5章　厭氧顆粒污泥吸附特性的工程應(yīng)用
　5.1厭氧顆粒污泥對(duì)有機(jī)污染物的吸附
　5.1.1AB.ASBR工藝的提出
　5.1.2AB.ASBR工藝流程
　5.1.3AB.ASBR工藝的生物學(xué)基礎(chǔ)
　5.1.4AB.ASBR工藝特點(diǎn)
　5.1.5AB.ASBR對(duì)啤酒廢水的處理
　5.1.6AB.ASBR　和ASBR　工藝運(yùn)行效果對(duì)比
　5.2厭氧顆粒污泥對(duì)染料的吸附
　5.2.1染料廢水及其來(lái)源
　5.2.2染料廢水的危害
　5.2.3染料廢水污染特性
　5.2.4染料廢水的處理現(xiàn)狀
　5.2.5厭氧顆粒污泥對(duì)染料的吸附
　5.2.6厭氧顆粒污泥對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附
　5.2.7AB.ASBR反應(yīng)器處理低濃度的亞甲基藍(lán)廢水
　5.3厭氧顆粒污泥對(duì)廢水中難降解有機(jī)物的吸附
　5.3.1難降解有機(jī)物
　5.3.2難降解有機(jī)物的來(lái)源及危害
　5.3.3難降解有機(jī)物的特性
　5.3.4難降解有機(jī)物廢水的處理現(xiàn)狀
　5.3.5厭氧顆粒污泥對(duì)難降解有機(jī)物的吸附降解
　5.3.6厭氧顆粒污泥對(duì)鄰苯二甲酸二丁酯的吸附
　5.4厭氧顆粒污泥對(duì)廢水中重金屬的吸附
　5.4.1重金屬?gòu)U水及其來(lái)源
　5.4.2重金屬?gòu)U水的危害
　5.4.3重金屬?gòu)U水污染特性
　5.4.4重金屬?gòu)U水的處理現(xiàn)狀
　5.4.5重金屬?gòu)U水的生物吸附機(jī)理
　5.4.6厭氧顆粒污泥對(duì)重金屬的吸附
　5.4.7厭氧顆粒污泥對(duì)Hg2+的吸附
　5.4.8厭氧顆粒污泥對(duì)Cr6+的吸附
　5.4.9填充柱工藝處理重金屬污染廢水
參考文獻(xiàn)

編輯推薦

　　《厭氧顆粒污泥的吸附特性及工程應(yīng)用》可供環(huán)境科學(xué)與工程、市政工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生參閱。

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