本書系統(tǒng)闡述了好氧顆粒污泥的發(fā)展歷程和理論基礎(chǔ),污泥顆粒化關(guān)鍵評價指標及其測定方法,基于混凝強化和群體感應(yīng)的顆粒污泥快速培養(yǎng)技術(shù),以及強化造粒技術(shù)在低有機負荷廢水、解體顆粒污泥原位修復及難降解有機物去除等方面的應(yīng)用案例,并總結(jié)了目前有關(guān)好氧污泥強化造粒技術(shù)的研究進展及污泥顆;夹g(shù)的工程應(yīng)用,旨在積極探索好氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法,從根本上解決顆粒形成周期長、系統(tǒng)啟動慢的問題等。
本書具有較強的系統(tǒng)性、實踐性和可操作性,可供從事污水生物處理等的工程技術(shù)人員、科研人員和管理人員參考,也可供高等學校環(huán)境科學與工程、市政工程、生物工程及相關(guān)專業(yè)師生參閱。
第1章 好氧顆粒污泥的發(fā)展歷程與理論基礎(chǔ) 001
1.1 好氧顆粒污泥的發(fā)展與特點 001
1.1.1 好氧顆粒污泥的發(fā)展 001
1.1.2 好氧顆粒污泥的特點 002
1.2 好氧顆粒污泥的形成機制 005
1.2.1 微生物自凝聚假說 006
1.2.2 誘導核假說 007
1.2.3 胞外聚合物假說 008
1.2.4 絲狀菌假說 008
1.2.5 群體感應(yīng)假說 009
1.2.6 選擇壓驅(qū)動假說 010
1.3 好氧顆粒污泥顆;挠绊懸蛩 010
1.3.1 接種污泥 011
1.3.2 反應(yīng)器類型 011
1.3.3 進水條件 012
1.3.4 運行工況 014
1.3.5 胞外聚合物 016
1.3.6 細胞疏水性 017
1.3.7 群體感應(yīng) 017
1.4 好氧顆粒污泥的培養(yǎng)方式 017
1.4.1 序批式培養(yǎng) 018
1.4.2 連續(xù)流培養(yǎng) 022
參考文獻 028
第2章 污泥顆;M程中的關(guān)鍵指標及表征方法 032
2.1 污泥形貌 032
2.1.1 相機拍攝 032
2.1.2 光學顯微鏡成像 033
2.1.3 電子顯微鏡成像 034
2.1.4 熒光顯微鏡成像 035
2.1.5 電子計算機斷層掃描 037
2.1.6 光學相干斷層掃描與彈性成像 038
2.1.7 核磁共振成像 039
2.2 污泥特性 039
2.2.1 污泥粒徑 039
2.2.2 沉降性能 042
2.2.3 穩(wěn)定性能 044
2.2.4 絮凝性能 045
2.3 胞外聚合物 048
2.3.1 提取方法 048
2.3.2 性質(zhì)表征 052
2.4 信號分子 060
2.4.1 提取和純化方法 061
2.4.2 測定方法 062
2.5 微生物種群特性 065
2.5.1 FISH 技術(shù) 066
2.5.2 高通量測序技術(shù) 067
參考文獻 069
第3章 基于混凝強化的好氧顆粒污泥快速培養(yǎng)技術(shù) 074
3.1 混凝強化造粒條件下好氧顆粒污泥的快速培養(yǎng) 074
3.1.1 混凝劑的選擇及投加量的確定 074
3.1.2 強化造粒過程中污泥形態(tài)的動態(tài)分析 075
3.1.3 強化造粒條件下顆粒污泥的物化特性 076
3.1.4 混凝強化造粒條件下好氧顆粒污泥的污染物去除特性 079
3.2 混凝強化造粒的操作條件控制及工藝優(yōu)化 082
3.2.1 pH 值對好氧污泥混凝強化造粒的影響 082
3.2.2 反應(yīng)器混合方式與混凝強化造粒的關(guān)系 086
3.2.3 混凝劑投加時長對混凝強化造粒效果的影響 089
3.2.4 混凝劑投加時間在混凝強化造粒中的作用 094
3.3 混凝強化下好氧顆粒污泥的形成機制 098
3.3.1 混凝劑在好氧污泥強化造粒過程中的作用 098
3.3.2 混凝劑對污泥顆;^程強化作用的時效性 106
3.3.3 好氧污泥混凝強化造粒作用機制分析 107
3.4 典型鋁系混凝劑在混凝強化造粒過程中的作用特征 110
3.4.1 鋁系混凝劑對好氧顆粒污泥形成的強化特征 111
3.4.2 鋁系混凝劑對反應(yīng)器性能的影響 112
3.4.3 鋁系混凝劑作用下污泥EPS的分泌特征 113
3.4.4 強化造粒條件下好氧顆粒污泥中的元素分析 117
3.4.5 鋁系混凝劑對好氧污泥顆;淖饔脵C理 119
參考文獻 121
第4章 基于群體感應(yīng)的好氧顆粒污泥快速培養(yǎng)生物技術(shù) 124
4.1 微生物群體感應(yīng)效應(yīng) 124
4.1.1 細菌的群體感應(yīng)系統(tǒng) 124
4.1.2 群體感應(yīng)信號分子的特點及主要類型 126
4.1.3 信號分子AHLs在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀 128
4.2 信號分子AHLs 分泌菌的篩選及代謝特征 128
4.2.1 信號分子AHLs釋放菌株的分離篩選與鑒定 129
4.2.2 信號分子釋放菌株A-L2所分泌AHLs的定性分析 134
4.2.3 信號分子分泌菌株的AHLs釋放模式研究 137
4.3 信號分子分泌菌作用下好氧顆粒污泥的形成特性 151
4.3.1 好氧污泥顆;^程中理化性質(zhì)的變化 154
4.3.2 好氧污泥顆;^程中信號分子含量的變化 156
4.3.3 好氧污泥顆粒化過程中的EPS分泌特性 157
4.3.4 好氧污泥顆;^程中的污染物去除效能 158
參考文獻 161
第5章 低有機負荷下好氧污泥快速造粒的培養(yǎng)特性 164
5.1 有機負荷對好氧顆粒污泥形成過程的影響 164
5.1.1 不同有機負荷條件下好氧顆粒污泥的形成 164
5.1.2 不同有機負荷對污泥EPS分泌特性的影響 169
5.1.3 不同有機負荷條件下污泥EPS分級組分特征 175
5.2 低有機負荷下碳源類型在污泥顆粒化進程中的影響 176
5.2.1 好氧顆粒污泥形成過程及污泥特性對碳源類型的響應(yīng) 177
5.2.2 不同碳源類型下好氧顆粒污泥的污染物去除效果 182
5.2.3 碳源類型對污泥顆;形⑸锓N群結(jié)構(gòu)演替的影響 186
5.3 低有機負荷下胞外DNA 在污泥顆;械淖饔 191
5.3.1 eDNA在污泥顆;械暮孔兓 191
5.3.2 eDNA在污泥顆粒化中的分布規(guī)律 192
5.3.3 eDNA在污泥顆;械淖饔脵C制 193
5.4 基于載體投加的低有機負荷下好氧污泥快速造粒過程 194
5.4.1 載體投加對好氧顆粒污泥形成及污泥特性的強化 194
5.4.2 不同培養(yǎng)條件下好氧顆粒污泥系統(tǒng)的性能對比 196
5.4.3 載體投加對污泥EPS含量及化學特性的影響 198
5.4.4 快速造粒過程中污泥微生物群落演替特征 200
參考文獻 204
第6章 解體顆粒污泥原位修復與強化策略 207
6.1 解體顆粒污泥再形成的過程優(yōu)化 207
6.1.1 沉降時間對解體顆粒污泥再形成的影響 207
6.1.2 有機負荷對解體顆粒污泥再次顆;淖饔 210
6.2 “再生”顆粒污泥的污泥特性 212
6.2.1 “再生”顆粒的物化性質(zhì) 212
6.2.2 “再生”顆粒的基質(zhì)降解能力 213
6.3 混凝強化造粒技術(shù)在解體顆粒污泥原位修復中的應(yīng)用 217
6.3.1 混凝強化作用下解體顆粒污泥的再形成 217
6.3.2 混凝強化對解體顆粒污泥性質(zhì)的影響 218
6.3.3 混凝強化下顆粒污泥再生過程中污染物去除效能 220
6.4 混凝強化條件下解體顆粒污泥的“再生”機制 221
參考文獻 222
第7章 高效降解喹啉好氧顆粒污泥的快速培養(yǎng) 223
7.1 不同運行周期對降解喹啉顆粒污泥形成的影響 223
7.1.1 污泥形態(tài)對運行周期的響應(yīng)特征 223
7.1.2 不同運行周期下污泥的物理特性 225
7.2 不同運行周期下降解喹啉顆粒污泥的污染物去除效能 226
7.2.1 COD及喹啉去除效果 226
7.2.2 污泥系統(tǒng)脫氮除磷特性 227
7.3 污泥EPS 在不同運行周期下的響應(yīng)特征 229
7.3.1 EPS的含量變化 229
7.3.2 EPS的熒光特性組分變化 230
7.4 不同運行周期下降解喹啉顆粒污泥微生物群落演替規(guī)律 232
7.4.1 微生物種群多樣性與豐富度分析 232
7.4.2 物種群落結(jié)構(gòu)分析 235
7.4.3 物種差異性分析 238
7.4.4 物種代謝通路差異分析 239
參考文獻 240
第8章 好氧顆粒污泥強化造粒新進展 242
8.1 生物強化造粒技術(shù) 242
8.1.1 絮凝菌強化造粒 242
8.1.2 菌絲球強化造粒 245
8.2 物理場強化造粒技術(shù) 249
8.2.1 靜磁場強化造粒 249
8.2.2 直流電場強化造粒 250
8.3 載體介質(zhì)強化造粒技術(shù) 251
8.3.1 生物炭強化造粒 252
8.3.2 顆;钚蕴繌娀炝 254
8.3.3 碳纖維強化造粒 256
8.3.4 磁性納米顆粒強化造粒 257
8.4 群體感應(yīng)強化造粒技術(shù) 259
8.5 工藝調(diào)控強化造粒技術(shù) 262
參考文獻 265
第9章 好氧顆粒污泥技術(shù)的工程化應(yīng)用 269
9.1 中試規(guī)模的工程化應(yīng)用 269
9.1.1 城市污水處理 269
9.1.2 工業(yè)污水處理 272
9.2 全規(guī)模的工程化應(yīng)用 276
9.2.1 Nereda??工藝 276
9.2.2 S::Select??技術(shù) 281
9.3 工程化應(yīng)用新技術(shù) 283
參考文獻 285