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第1章 概论1

1.1受污染原水净化的意义1

1.2我国水环境现状2

1.2.1水环境污染现状2

1.2.2影响水质特征的几个主要因素5

1.2.3受城市污染的地表水污染特征6

1.2.4受污染原水净化的意义7

1.3有机物和氨氮对水源水的污染及其处理方法8

1.3.1有机物对水源水的污染及其处理方法8

1.3.2氮化物对水源水的污染法及其处理方法9

1.3.2.1氮化物污染的主要危害10

1.3.2.2氮化物限量标准11

1.3.2.3氮化物的处理方法11

1.4常规水处理工艺及其局限性13

1.5强化混凝15

1.5.1强化混凝及其目的15

1.5.2影响强化混凝作用的因素15

1.6深度处理技术17

1.6.1颗粒活性炭吸附17

1.6.2臭氧氧化18

1.6.3臭氧活性炭18

1.6.4生物活性炭19

1.6.5光催化氧化19

1.6.6正在研究中的新技术21

1.6.7深度处理技术的局限性21

1.7预处理技术23

1.7.1吸附预处理技术23

1.7.2生物接触氧化预处理24

1.8本书研究的目的、意义和内容26

第2章 微污染原水试验工艺流程设计及设计参数的选择28

2.1微污染原水水质概况28

2.2微污染原水试验工艺流程设计及设计参数的选择30

2.2.1全流程生物氧化试验工艺流程设计及参数的选择30

2.2.1.1试验工艺流程30

2.2.1.2中试初期试验工艺流程31

2.2.1.3生物接触氧化池设计参数及曝气系统31

2.2.2球形轻质填料生物氧化预处理试验工艺设计34

2.2.3张江陆家大桥水厂生产性工艺流程36

2.2.4城镇水厂生产性工艺流程37

2.3.2.1挥发性和半挥发性有机物分析方法38

2.3.2非常规分析项目与测定方法38

2.3.1常规水质分析项目与测定方法38

2.3水质的分析测定38

2.3.2.2Ames试验方法39

2.3.2.3异养细菌、氨化细菌、硝酸细菌与亚硝酸细菌的测定方法40

2.3.2.4亚甲蓝吸附值测定41

2.3.2.5碘吸附值测定42

2.3.2.6测定亚甲蓝吸附值与碘吸附值所需的主要仪器装置44

2.4生物膜分析技术44

2.4.1生物膜重量的确定45

2.4.1.1机械剥落技术45

2.4.1.2超声剥落技术45

2.4.1.3超声＋化学剥落技术45

2.4.2生物膜干重46

2.4.3生物膜TOC46

2.4.5生物膜多聚糖47

2.4.6生物膜总蛋白质47

2.4.4生物膜COD47

2.4.7生物膜中的磷脂测定方法48

2.5生物膜厚度的确定49

2.5.1直接显微镜法49

2.5.2微米计阻力法50

2.5.3微米计电导法50

2.5.4膜侧线法50

2.5.5间接计算法51

第3章 全流程生物氧化技术处理微污染原水52

3.1加氯对含有生物接触氧化工艺的水处理各单元除污染效果的影响53

3.1.1混凝沉淀前预加氯对常规净水工艺除氨氮效果的影响54

3.1.2凝沉淀前预加氯对常规工艺CODMn去除效果的统计比较分析63

3.1.3混凝沉淀前预加氯对常规工艺UV254去除效果的影响66

3.2预加氯对中试及城镇水厂常规工艺各单元出水三氯甲烷和四氯化碳的影响72

3.3滤后水加氯试验73

3.3.1生物活性炭池出水加氯试验74

3.3.2Ames试验77

3.4生物接触氧化工艺与水厂常规净水工艺单元除亚硝酸氮的比较81

3.4.1常规净水工艺中亚硝酸氮的去除82

3.4.1.1较低加氯量对常规净水工艺去除NO-2-N的影响82

3.4.1.2较高加氯量对城镇水厂常规工艺去除NO-2-N的影响84

3.4.2生物氧化各工艺单元亚硝酸氮的去除86

3.5全流程生物接触氧化的探讨88

3.5.1生物处理试验结果89

3.5.2实现EPBO的措施91

3.6生物预处理池除NO-2-N作用效果诸影响要素分析93

3.6.1原水NH-4-N浓度的影响作用93

3.6.2原水中亚硝酸盐的浓度对生物预处理池去除亚硝酸盐效果的影响94

3.6.3原水CODMn对生物预处理池除NO-2-N效果的影响96

3.6.4水温对生物预处理池去除NO-2-N效果的影响98

3.6.5生物预处理池NO-2-N的浓度累积及影响因素分析100

3.7生物预处理池除有机物和色度作用效果与影响因素分析102

3.7.1生物预处理池除CODMn效果与影响因素分析102

3.7.2生物预处理池除色度作用效果分析105

3.8生物预处理池去除浊度效果与影响因素分析107

3.8.1生物预处理池常温下除浊度效果分析108

3.8.2生物预处理池去除浊度作用效果影响因素分析109

3.8.3原水浊度对生物预处理池浊度去除效果的影响111

3.8.4生物预处理池去除原水浊度机理分析112

3.9生物预处理的除藻功能及除藻机理分析113

3.10生物膜特性研究117

第4章 水力因素对生物接触氧化工艺挂膜的影响123

4.1.1挂膜期间原水水质概况及工艺运行参数124

4.1.2YDT弹性波纹立体填料挂膜试验研究124

4.1YDT弹性波纹立体填料挂膜试验124

4.1.3生物膜成熟与否判断的依据127

4.2PS轻质填料的挂膜过程128

4.2.1挂膜期间水质概况128

4.2.2PS填料型生物接触氧化滤柱的运行参数简介及挂膜试验设计128

4.2.3BCO滤柱挂膜研究129

4.2.3.1第一阶段挂膜试验129

4.2.3.2第二阶段挂膜试验135

4.2.3.3第三阶段挂膜试验136

4.2.3.4第四阶段挂膜试验137

4.2.3.5第五、第六挂膜试验阶段137

4.2.3.6影响生物膜氨氮去除率的最低氨氮浓度限值138

4.2.4挂膜期间CODMn的去除140

4.2.5挂膜试验结论140

4.3.1微生物向载体表面的输送141

4.3水力因素——生物膜形成与成熟的主要影响因素141

4.3.2微生物的附着过程142

4.3.3影响微生物附着的因素144

4.4结论145

第5章 两级生物接触氧化工艺处理微污染原水146

5.1YDT弹性波纹立体填料分层取样试验146

5.2PS填料分层取样试验149

5.3PS填料中微生物在不同高度处的分布151

5.4两级生物接触氧化工艺处理微污染原水的可行性探讨154

第6章 臭氧生物活性炭与生物活性炭157

6.1常规处理、生物接触氧化预处理与活性炭处理的关系158

6.1.1常规处理与活性炭处理的关系158

6.1.2生物预处理对活性炭吸附的影响159

6.2中试全流程生物氧化系统对水中氨氮与有机物的去除160

6.3.1中试各工艺单元对CODMn的去除163

6.3生物活性炭池与臭氧生物活性炭池对CODMn与TOC的去除效果163

6.3.2中试各工艺单元对TOC的去除164

6.4生物活性炭与臭氧生物活性炭滤柱中活性炭上的微生物165

6.5Ames试验166

6.6生物活性炭池运行监控指标的确定168

6.6.1试验期间原水水质概况168

6.6.2试验工艺流程及参数选择169

6.6.3试验结果与分析169

6.6.3.1碘吸附值比较169

6.6.3.2亚甲蓝吸附值比较171

6.6.4生物活性炭运行指标的确定172

6.7微生物对活性炭的再生作用176

6.7.1“胞外酶”——活性炭生物再生的必要条件177

6.7.2孔径——生物再生的基础178

6.7.3浓差扩散——生物再生作用的动力179

6.7.4结论179

6.8臭氧生物活性炭处理效果并不优于生物活性炭182

6.9建议183

第7章 生物接触氧化法所用的填料及曝气系统的比较185

7.1生物接触氧化法所用到的填料特点185

7.1.1填料的材质186

7.1.2填料的结构形式187

7.1.3填料的比表面积193

7.1.4填料的挂膜与脱膜195

7.2曝气装置与填料的配套选择196

7.2.1曝气装置的演变196

7.2.2生物接触氧化法中对曝气装置要考虑的几个问题198

7.2.3曝气均匀性200

7.3关于穿孔管曝气装置的建议201

7.3.1保证布气的均匀性201

7.3.2防止堵塞202

7.3.3管路变径连接技术202

7.4生物处理中曝气系统的选择与设计203

7.4.1设计参数203

7.4.2曝气器种类205

7.5几种不同填料在生物接触氧化预处理中部分性能评价比较208

7.5.1生物接触氧化预处理池清水充氧对比试验208

7.5.2不同生物预处理方式的特性分析211

7.5.3不同生物预处理方式的运行与管理217

7.6生物处理的优化调控220

第8章 微污染原水生物预处理工程实例及存在问题解决方案225

8.1.1东江－深圳供水渠原水生物处理工程226

8.1.1.1东深供水工程背景简介226

8.1微污染原水处理工程实例简介226

8.1.1.2工程方案简介229

8.1.1.3各主体处理单元简介231

8.1.1.4池体布置233

8.1.1.5运行管理235

8.1.1.6鼓风曝气系统设计236

8.1.1.7管道系统设计240

8.1.1.8填料系统设计245

8.1.1.9结语249

8.1.2上海张江陆家大桥生物预处理工程250

8.1.2.1川杨河原水水质250

8.1.2.2生物接触氧化法预处理工艺与常规净水系统优化组合流程251

8.1.2.3生物接触氧化预处理池工艺设计及运行参数252

8.1.2.4浊度较高的污染原水生化净水系统除污染效果253

8.1.2.5结语262

8.1.3上海南汇县惠南水厂生物预处理工程262

8.1.4宁波姚江生物氧化预处理工程272

8.2生物预处理工程运行当中所存在的问题及解决方案278

8.2.1生物接触氧化预处理池的排泥问题278

8.2.2YDT弹性波纹立体填料的冲洗278

8.2.3生物接触氧化预处理池的水力负荷太低279

8.2.4生物接触氧化处理池内的短流现象279

第9章 YDT弹性波纹立体填料生物接触氧化预处理池的设计283

9.1YDT弹性波纹立体填料简介及布置要求283

9.1.1YDT弹性波纹立体填料简介283

9.1.2产品主要技术指标285

9.1.3YDT弹性波纹立体填料的安装与使用286

9.2.1净化效果的影响因素与优化调控288

9.2影响YDT弹性波纹立体填料正常运行的因素288

9.2.2YDT弹性波纹立体填料生物接触氧化池的启动挂膜292

9.3YDT弹性波纹立体填料预处理工程的设计要求296

9.3.1生物预处理池的池型选择296

9.3.2生物预处理池的进水及布气方式298

9.3.3关于生物接触氧化预处理池设计时的几个建议299

9.3.4生物接触氧化池的运行与维护300

第10章 紫外UVC技术在微污染原水处理中的应用302

10.1水中藻类给饮用水生产带来的问题302

10.2现代紫外UVC技术简介304

10.3紫外UVC技术灭菌除藻的原理307

10.4现代紫外UVC灭菌除藻的技术特征307

10.4.1灭活效率及杀灭的广谱性307

10.4.2水化学变化310

10.4.3介质中紫外UVC辐射311

10.5紫外UVC灭活微生物的动力学312

10.6紫外UVC除藻技术在工程运用中的要点313

10.7紫外UVC技术的经济技术比较317

10.7.1投资成本核算317

10.7.2运行维修成本318

10.8结论319

第11章 生物接触氧化预处理节约混凝剂和液氯用量研究320

11.1净水工艺系统320

11.2生化净水工艺系统节约混凝剂用量研究321

11.3生化净水工艺系统节约液氯用量研究323

11.4生物接触氧化法除污染的效益分析324

11.4.1生物接触氧化法除污染的社会效益分析324

11.4.2生物接触氧化法除污染的经济效益分析324

11.5生物接触氧化法除污染的可行性与应用前景分析327

参考文献328