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第1章　概论1

1.1.2　可持续发展的定义1

1.1.1　环境问题1

1.1　环境与可持续发展1

1.2　可持续发展的城市3

1.1.3　可持续发展与环境的关系3

目录3

Preface3

1.3　城市可持续污水／废物处理、利用5

1.3.1　传统城市排水／卫生工程方式的弊端5

序6

序二8

1.3.2　可持续污水／废物处理、利用基本思路10

前言11

1.4　可持续污水处理技术发展方向11

1.4.1　有机物尽可能实现能源化11

缩略语英中文对照表12

1.4.2　有机物转化能源的有效途径12

1.4.3　氮、磷可持续转化途径14

1.4.4　污泥减量技术发展趋势19

1.4.5　发展节省占地型空间反应器20

1.4.6　实现生态循环技术23

1.4.7　有效控制污泥膨胀是实现活性污泥法可持续发展的关键25

1.4.8　厌氧处理是回收有机能源的重要技术手段25

1.4.9　污水／尾气中硫的控制与回收是未来可持续技术研发的一个新亮点26

1.4.10　利用数学模型实现研发、设计、优化工艺的可持续性27

1.4.11　理念更新与体制变革有利于可持续技术的推广应用27

第2章　污水除磷工艺的现状与未来：去除向回收转变29

2.1　传统除磷工艺30

2.1.1　金属离子沉淀工艺30

2.1.2　人工湿地处理系统32

2.1.3　传统生物除磷工艺34

2.2　强化生物除磷工艺（EBPR）36

2.2.1　生物除磷工艺基本概念36

2.2.2　外加碳源的影响37

2.2.3　环境因素的影响38

2.2.4　EBPR工艺的发展——反硝化除磷40

2.2.5　聚磷菌种群的研究41

2.3.1　强化生物除磷原理42

2.3　生物除磷工艺的发展沿革42

2.3.2　强化生物除磷工艺发展沿革43

2.4　磷的回收利用45

2.4.1　鸟粪石46

2.4.2　磷回收的其他方法及磷酸盐溶解微生物的作用47

2.5　未来技术研究与发展方向48

3.1　侧流富集／主流强化硝化升级工艺——BABE技术51

3.1.1　研发背景51

第3章　可持续污水生物脱氮除磷技术51

3.1.2　技术概念52

3.1.3　发展过程53

3.1.4　试验效果54

3.1.5　应用前景56

3.2　反硝化除磷原理与工程实践57

3.2.1　生物除磷代谢模型57

3.2.2　生物除磷的工程原理58

3.2.3　反硝化除磷单污泥UCT系统60

3.2.5　反硝化除磷双污泥系统61

3.2.4　反硝化除磷单污泥BCFS？系统61

3.2.6　反硝化除磷节省COD之作用62

3.3　可持续除磷脱氮BCFS？工艺：流程、结构与控制63

3.3.1　技术概述63

3.3.2　工艺创新64

3.3.3　工艺构造66

3.3.4　过程控制68

3.3.5　工艺要点68

3.4　可持续污水生物脱氮除磷技术概念工艺68

3.4.1　可持续生物脱氮除磷工艺技术基础69

3.4.2　反硝化除磷工艺70

3.4.3　厌氧氨（氮）氧化脱氮技术原理及应用前景71

3.4.4　可持续生物脱氮除磷概念工艺76

3.5 可持续技术工程杰作——荷兰鹿特丹DOKHAVEN污水处理厂80

3.5.1　历史背景80

3.5.2　排放标准紧缩与处理工艺升级81

3.5.3　处理厂总揽82

3.5.4　污水处理工艺流程83

3.5.5　自动控制84

3.5.6　污泥处理流程85

3.5.7　除磷脱氮87

3.5.8　通风、尾气利用与处理89

3.5.9　运行安全性90

3.5.10　运行效果及设计参数90

3.6　从污水处理过程中回收磷技术动态93

3.6.1 为什么要从污水中回收磷94

3.6.3　研究与应用实例95

3.6.2　磷回收的方法与形式95

3.6.4　磷回收与污泥管理的关系96

3.6.5　磷回收技术展望97

3.6.6　回收磷的经济效益99

3.7　化粪池设置与污水脱氮除磷的关系100

3.7.1　化粪池的原始功能与负面效应100

3.7.2　化粪池对集中式污水处理厂处理效果的影响101

3.7.3　集中式污水处理厂取代化粪池功能可行性分析101

3.7.4　取消化粪池的几点建议102

3.8.1　洗衣粉禁磷后的国内外情况103

3.7.5　结语103

3.8　无磷洗衣粉对控制水体富营养化的实际作用103

3.8.2　含磷洗衣粉对水体富营养化的实际作用104

3.8.3　磷——一种无毒、无害、性能卓越的洗衣粉成分105

3.8.4　从污水中回收磷——维持含磷洗衣粉的前提106

3.8.5　结语108

第4章　污水生物处理系统中的内源过程与污泥减量109

4.1　概述109

4.2　内源过程110

4.2.1　细胞维持111

4.2.2　死亡和隐性生长118

4.2.3　捕食作用121

4.3　小结122

第5章　空间反应器技术现状与发展趋势124

5.1　生物膜／颗粒污泥空间反应器理论、设计与应用124

5.1.1　引言124

5.1.2　颗粒状生物膜在环境生物工程中的应用127

5.1.3　工程方面134

附录5-Ⅰ 颗粒状生物膜反应器的设计标准151

5.1.4　结语151

附录5-Ⅱ　术语154

5.2　极具工程化潜力的好氧颗粒污泥技术155

5.2.1　引言155

5.2.2　形成条件与机理155

5.2.3　对C、N、P的降解与转化162

5.2.4　其他研发进展165

5.2.5　结语168

6.1.1　适合农灌的污水与病原菌去除方法169

第6章　生态循环技术概略169

6.1　污水直接膜过滤用于农业灌溉169

6.1.2　膜分离技术在污水处理中的应用范围170

6.1.3　污水膜过滤效果与应用前景分析171

6.1.4　污水直接膜过滤用于农灌可行性试验172

6.1.5　操作方式对污水直接膜过滤通量影响试验177

6.2　自然生物法处理猪粪尿技术184

6.2.1　引言184

6.2.2　土壤法处理猪粪尿185

6.2.3　渗滤液的处理190

6.2.4　同步硝化／反硝化（SND）196

6.3　生态卫生——可持续、分散式污水／废物管理方式203

6.3.1 世界性的水危机与生态卫生危机204

6.3.2　传统污水管理系统的缺陷204

6.3.3　生态卫生系统207

6.3.4　生态卫生应用前景分析212

6.4　尿液分离与源控制卫生排水系统212

6.4.1　源控制卫生概念213

6.4.2　尿液利用与处理215

6.4.3　粪便处理216

6.4.4　尿液分离对后续污水处理工艺的影响217

6.4.5　尿液分离与源控制卫生排水系统能耗分析219

6.5 利用混合菌群活性污泥法实现生物可降解塑料PHA的合成220

6.5.1　引言220

6.5.2　PHA工业生产情况221

6.5.3　厌氧-好氧活性污泥PHA生产工艺222

6.5.4　好氧瞬时供料PHA生产工艺224

6.5.5　污水有机物组成对PHA性质的影响227

6.6.1　引言228

6.5.6　结语228

6.　6海水淡化＋风能发电＋盐业化工——三位一体的清洁生产技术228

6.6.2　三位一体的清洁生产技术229

6.6.3　海水淡化现状与未来230

6.6.4　风能——潜在的清洁能源231

6.6.5　晒盐——传统海盐生产方式234

第7章　污泥膨胀形成机理及控制措施的研究现状和进展236

7.1　对丝状细菌的研究237

7.2.2　动力学选择理论238

7.2.1　扩散选择理论238

7.2　对污泥膨胀形成机理的认识238

7.2.3　贮存选择理论239

7.2.4　一氧化氮假设理论240

7.3　污泥膨胀的控制修复措施240

7.3.1　好氧选择器242

7.3.2　非曝气选择器242

7.4　对污泥膨胀研究的进展245

7.4.1　生物学研究方面研究进展245

7.4.2　数学模型的应用246

7.5　亟待解决的问题247

7.5.1　污泥颗粒结构248

7.5.2　细菌的鉴定及其生理学特征248

7.5.3　颗粒底物的作用248

7.5.4　聚合物贮存248

7.5.7　数学模型249

7.6　污泥膨胀成因、控制要点249

7.5.6　污泥膨胀的控制和监视249

7.5.5　选择器249

第8章　厌氧生物处理技术回顾及能源利用形式前景展望251

8.1　引言251

8.2　生物产甲烷原理及其应用现状253

8.2.1　生物产甲烷原理253

8.2.2　生物产甲烷工艺255

8.2.3　产甲烷原料256

8.2.4　沼气利用257

8.3　生物产氢原理及其技术发展方向260

8.3.1　暗发酵生物产氢261

8.3.2　光生物产氢263

8.3.3　生物产氢反应器的设计264

8.3.4　氢气利用技术的发展方向267

8.4　能量载体的选择269

8.5　结语270

第9章　生物除硫理论与技术研究进展273

9.1　含硫化合物及其危害273

9.1.1　含硫化合物及其对环境影响273

9.1.2　SO2来源及其危害273

9.1.3　酸雨形成及其危害274

9.1.4　H2S来源及其危害275

9.2　硫的自然循环276

9.2.1　还原作用276

9.2.2　氧化作用277

9.2.3　三废处理中含硫物质的转化278

9.3　硫酸盐还原菌（SRB）的影响279

9.3.1　SRB的分类及代谢机理279

9.3.2　硫酸盐还原菌与产酸菌、产甲烷细菌的关系及影响因素279

9.4　硫化物的生物去除282

9.4.2　反硝化除硫283

9.4.1　硫化物的生物氧化283

9.5.1　污水管道中的硫循环285

9.5　下水道中硫化物的生成与控制285

9.5.2　H2S气体转化的影响因素286

9.5.3　管道中H2S释放经验模型研究286

9.6　生物除硫工艺287

9.6.1　反硝化除硫工艺287

9.6.2　采矿废水除硫工艺288

9.6.3　尾气生物脱硫工艺289

9.7　小结290

9.6.4　人工湿地去除生活污水中的硫290

第10章　数学模型在污水处理技术中的作用与应用实例292

10.1　数学模型方法及污水处理工艺模型292

10.1.1　模型方法——“黑箱”→“灰箱”→“白箱”292

10.1.2　污水处理工艺模型293

10.2　数学模拟技术——设计、优化、研发污水处理工艺的超级辅助工具294

10.2.1　数学模型发展历程295

10.2.2　数学模拟工具304

10.2.3　模拟试验与工程305

10.2.4　方案比较与工艺设计306

10.2.5　问题诊断与运行优化306

10.2.6　试验定向与工程放大307

10.2.7　结语308

10.3　模拟A2N双污泥反硝化除磷系统试验308

10.3.1　引言308

10.3.2　模拟和化学计量310

10.3.3　模拟模型分析313

10.3.4　结果与讨论315

10.3.5　结论321

10.4　模拟比较BCFS？与A2N工艺性能322

10.4.1　引言322

10.4.2　模拟方法323

10.4.3　模拟结果326

10.4.4　讨论334

10.4.5　结论335

10.5　模拟评价脱氮除磷工艺中反硝化除磷细菌（DPB）的综合环境影响336

10.5.1　引言336

10.5.2　研究方法337

10.5.3　结果与讨论341

10.5.4　结论347

10.6　模拟评价生物脱氮除磷工艺中磷回收促进生物除磷作用347

10.6.1　引言347

10.6.2　研究方法349

10.6.3　结果与讨论350

10.6.4　结论354

10.7.1　引言355

10.7　模拟分析自养脱氮生物膜工艺（CANON）敏感性355

10.7.2　模型与模拟357

10.7.3　结果与讨论359

10.7.4　结论368

10.8　模拟分析温度及动态进水对自养生物膜脱氮工艺（CANON）性能的影响368

10.8.1　引言368

10.8.2　研究方法370

10.8.3　结果与讨论373

10.8.4　结论381

10.9.1　引言382

10.9　模拟预测ANAMMOX细菌在生物膜系统的脱氮作用382

10.9.2　模拟方法383

10.9.3　结果与讨论385

10.9.4　结论391

10.10　模拟评价亚硝化—厌氧氨氧化生物膜工艺中氧的消耗391

10.10.1　引言391

10.10.2　模拟方法392

10.10.3　结果与讨论393

10.10.4　结论396

第11章　国外水管理体制与经验410

11.1　实践中不断完善的美国水管理政策与经验410

11.1.1　水管理体制概况410

11.1.2　水源及饮用水管理411

11.1.3　污水管理415

11.1.4　湿地和海洋水域系统管理419

11.1.5　科学技术发展管理420

11.1.6　资金管理422

11.2　荷兰水管理体制及水务局职能423

11.1.7　结语423

11.2.1　水务局——荷兰最古老的组织形式424

11.2.2　水管理体制424

11.2.3　水务局管理职能及与政府关系425

11.2.4　水务局的组织机构与选举办法425

11.2.5　水务局协会与作用426

11.2.6　经费来源427

11.2.7　21世纪水政策427

11.2.8　水务局任务与目标428

11.3.1　水资源立法431

11.3　走向良性的水经济——以色列管水用水经验431

11.3.2　水资源管理部门432

11.3.3　水资源配置433

11.3.4　水资源价格体系433

11.3.5　水资源淡化工程435

11.3.6　现状与对策436

11.3.7　结语437

参考文献438

后记496