工业废水的厌氧生物技术 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:中国建筑工业出版社

作者:[美] R.E

出品人:

页数:436

译者:

出版时间:2001-1

价格:29.0

装帧:精裝本

isbn号码:9787112045440

丛书系列:

图书标签:

环境科学
环境工程学
工业废水
厌氧生物技术
污水处理
环境工程
生物处理
废水处理
环境科学
生物技术
环保
水污染治理

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具体描述

厌氧生物技术在环境保护中的应用：现状与展望前言随着工业化进程的加速，工业废水排放量日益攀升，其成分复杂且具有高毒性、高有机负荷等特点，对水体环境造成了严重的污染，威胁着生态系统的健康和人类的生存。传统的物理化学处理方法往往成本高昂，且可能产生二次污染。在此背景下，厌氧生物技术以其高效、经济、环境友好的优势，在工业废水处理领域受到了广泛的关注和应用。本文旨在深入探讨厌氧生物技术在工业废水处理中的应用现状、关键技术、面临的挑战以及未来的发展方向。我们将从厌氧生物处理的基本原理出发，详细阐述其在不同类型工业废水处理中的具体实践，并分析影响其处理效率的因素。同时，我们将对当前厌氧生物处理技术的研究热点进行梳理，并展望其在可持续发展和循环经济中的作用。第一章：厌氧生物处理的基本原理与优势厌氧生物处理是指在无氧或低氧条件下，利用厌氧微生物（如产甲烷菌、产酸菌、还原菌等）的代谢活动，将废水中的有机污染物降解为甲烷、二氧化碳、水以及少量无机盐等简单物质的过程。整个过程通常分为四个阶段：水解、产酸、产乙酸和产甲烷。水解阶段：复杂的大分子有机物（如蛋白质、多糖、脂肪）在水解菌的作用下，被分解为小分子的可溶性有机物，如氨基酸、单糖、脂肪酸等。产酸阶段：产酸菌将水解产物进一步分解为挥发性脂肪酸（如乙酸、丙酸、丁酸）、醇类、氢气和二氧化碳等。产乙酸阶段：乙酸生成菌将部分挥发性脂肪酸转化为乙酸，同时消耗氢气。产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸、氢气和二氧化碳等最终产物，通过乙酸发酵和CO2还原产甲烷两种途径，生成沼气（主要成分为甲烷和二氧化碳）。厌氧生物处理的优势包括： 1. 高效的有机物去除能力：厌氧微生物在适宜条件下，能够高效地降解高浓度的有机物，去除率可达90%以上。 2. 能量回收：产生的沼气富含甲烷，是一种可再生能源，可用于发电、供暖或作为燃料，实现能源回收和经济效益。 3. 污泥产量低：与好氧处理相比，厌氧处理产生的剩余污泥量显著减少，降低了污泥处理和处置的成本。 4. 对高浓度有机废水适应性强：厌氧技术特别适用于处理高浓度、高硫化氢、高盐度等难以用常规好氧方法处理的工业废水。 5. 抗冲击负荷能力强：厌氧系统通常比好氧系统更稳定，能更好地承受进水水质和水量的大幅度波动。 6. 环境友好：避免了臭气排放问题，且运行过程中耗能较低，对环境的影响较小。第二章：厌氧生物处理工艺类型及其应用根据反应器结构和操作方式的不同，厌氧生物处理技术可分为多种类型，各有其适用范围和优缺点。 1. 厌氧消化池 (Anaerobic Digester, AD)：这是最传统的厌氧处理形式，通常为密封的罐体，内部微生物与废水充分接触。其优点是结构简单，操作方便，但缺点是处理效率相对较低，对高浓度废水处理能力有限。 2. 厌氧滤床 (Anaerobic Filter, AF)：在反应器内填充填料（如塑料填料、陶瓷填料等），微生物附着生长形成生物膜，废水流经生物膜进行处理。AF具有填料表面积大，微生物浓度高，截留能力强等优点，适用于中低浓度废水。 3. 上流式厌氧污泥床 (Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)： UASB是目前应用最广泛的厌氧反应器之一。废水从反应器底部向上流过，与悬浮的颗粒污泥接触，有机物被降解，产生的沼气通过气液固三相分离器收集。UASB结构紧凑，处理效率高，适用于多种工业废水，尤其是高浓度有机废水。 4. 厌氧颗粒污泥膨胀床 (Anaerobic Granular Sludge Expanded Bed, EGSB)： EGSB是在UASB的基础上改进而来，通过提高废水上升流速，使颗粒污泥处于膨胀流化状态，增强了传质效率和处理能力，适用于更高浓度的废水。 5. 厌氧折返流污泥床 (Anaerobic Baffled Reactor, ABR)： ABR反应器内设置隔板，使废水在隔板之间交替向上或向下流动，形成多个独立的厌氧反应单元，有利于不同阶段的微生物生长，提高了处理效率和稳定性。 6. 厌氧脉冲污泥床 (Anaerobic Pulsed Bed Reactor, APBR)： APBR通过脉冲进水的方式，改善了废水与污泥的接触，提高了传质效率，减少了生物膜堵塞的风险。在不同类型工业废水处理中的应用：食品工业废水：如屠宰、酿造、制糖、淀粉加工等废水中含有大量的有机物，通过UASB、EGSB等高效厌氧反应器处理，可实现高效率的COD、BOD去除，并回收沼气。造纸工业废水：造纸废水中含有高浓度的木质素、纤维素等难降解有机物，厌氧预处理可以有效降低其COD，为后续好氧处理减轻负担。纺织印染工业废水：染料、助剂等有机物使得印染废水色度高、毒性强，厌氧处理可以去除部分有机物，并改善色度，但对于某些难降解的染料，可能需要结合其他处理技术。石油化工废水：石化废水中含有大量的酚类、芳烃、硫化物等，某些厌氧菌对这些污染物具有良好的降解能力，但需要克服其毒性影响。制药工业废水：制药废水中含有大量的抗生素、有机溶剂等，具有高浓度、高毒性、高可变性的特点，厌氧处理在去除部分有机物和降低毒性方面有一定作用，但常需与其他技术联用。畜禽养殖废水：畜禽养殖废水中含有大量的粪便、尿液等，有机物浓度极高，采用厌氧发酵技术，不仅可以处理废水，还能产生沼气，实现资源化利用。第三章：影响厌氧生物处理效率的关键因素厌氧生物处理的效率受到多种因素的影响，主要包括： 1. 废水的水质特性：有机物浓度 (COD/BOD)：高浓度的有机物是厌氧处理的优势，但过高的浓度可能导致酸化，抑制产甲烷菌的活性。 pH值：厌氧微生物适宜的pH范围通常在6.5-7.5之间，pH过高或过低都会抑制微生物生长。温度：厌氧微生物分为中温菌（30-38°C）和高温菌（50-55°C）。维持适宜的温度对于提高反应速率和稳定性至关重要。毒性物质：硫化物、重金属离子、某些有机化合物（如酚类、氰化物）等对厌氧微生物具有抑制作用，需要进行预处理或降低其浓度。碱度：充足的碱度是维持pH稳定的重要因素，尤其是在高负荷运行时。营养物质：氮、磷等营养物质的缺乏会限制微生物的生长和代谢。 2. 反应器设计与操作条件：停留时间 (HRT)：足够的水力停留时间是保证有机物完全降解的基础。污泥龄 (SRT)：较长的污泥龄有利于优势菌群的富集和稳定。进水负荷：合理的进水有机负荷是保证反应器稳定运行的关键，过高的负荷容易导致酸化。混合与传质：良好的混合可以促进废水与微生物的接触，提高传质效率。沼气收集与排出：及时有效的沼气收集可以避免沼气对污泥床的冲击，维持反应器的稳定。 3. 微生物种群结构与活性：厌氧消化是一个复杂的微生物群落协同作用的过程，微生物的种类、数量、活性以及它们之间的相互作用对处理效率有决定性影响。第四章：厌氧生物技术的研究热点与发展趋势随着对厌氧生物技术认识的不断深入，以及环保要求的日益提高，该领域的研究呈现出以下热点和发展趋势： 1. 高效耐受性厌氧菌株的筛选与驯化：针对特定工业废水中的难降解有机物和抑制性物质，开发具有更高降解能力和更强耐受性的厌氧菌株是关键。例如，筛选能够高效降解木质素、多环芳烃等物质的菌株。 2. 多相耦合反应器与集成技术：将厌氧处理与其他处理技术（如缺氧、好氧、膜分离、吸附等）进行耦合，构建集成化、高效化的废水处理系统。例如，厌氧-好氧耦合处理高浓度复杂有机废水，或厌氧-膜生物反应器（AnMBR）实现废水的高质回用。 3. 提高沼气产率与质量：通过优化反应器设计、改进操作条件、添加添加剂（如催化剂、表面活性剂）等手段，提高沼气甲烷含量，降低CO2和H2S的比例，进一步提高能源回收的经济效益。 4. 厌氧生物过程的监测与控制：开发先进的在线监测技术（如MIS传感器、分子生物学技术）和智能化控制系统，实时掌握反应器内的微生物活性、pH、有机物降解情况等，实现对厌氧过程的精准调控，提高稳定性和处理效率。 5. 难降解有机物的厌氧降解机制研究：深入研究木质素、多环芳烃、持久性有机污染物（POPs）等难降解有机物在厌氧条件下的降解途径、酶促反应机理以及关键限速步骤，为开发更有效的处理技术提供理论指导。 6. 污泥减量化与资源化利用：探索更有效的厌氧污泥减量技术，以及将厌氧污泥转化为生物肥料、生物炭、土壤改良剂等高附加值产品，实现污泥的资源化利用，减少环境负担。 7. 厌氧反应器工程放大与优化：针对不同规模和类型的工业废水处理需求，进行厌氧反应器的工程放大和优化设计，确保实验室研究成果能够成功应用于工业实践。 8. 生物能源与物质循环利用：将厌氧生物技术与生物质能源化、废弃物资源化紧密结合，构建循环经济模式，实现废弃物“变废为宝”，促进社会可持续发展。结论厌氧生物技术作为一种高效、经济、环境友好的工业废水处理技术，在应对日益严峻的环境挑战方面发挥着越来越重要的作用。通过不断的技术创新和理论研究，厌氧生物技术在处理高浓度、难降解工业废水方面的能力不断提升，并且在能源回收和资源化利用方面展现出巨大的潜力。展望未来，随着对微生物生态学、分子生物学以及过程工程的深入理解，厌氧生物技术必将迎来更广阔的应用前景。通过开发更先进的反应器技术、更高效的微生物菌株以及更智能的控制系统，厌氧生物技术将为实现工业的可持续发展和建设美丽中国贡献更大的力量。同时，加强基础研究，深入揭示厌氧生物转化过程的奥秘，将为解决更复杂的水污染问题提供坚实的理论基础和技术支撑。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本《工业废水的厌氧生物技术》简直是理论与实践的完美结合，让我这个刚入行的新手受益匪浅。首先，它对厌氧反应器设计原理的阐述细致入微，从不同类型的反应器结构到关键操作参数的优化，都有详尽的图表和案例分析。我特别欣赏作者在讲解复杂数学模型时，能用直观的方式进行类比，使得即便是初学者也能迅速抓住核心概念。书中对不同工业废水（如啤酒、造纸、化工等）的厌氧处理特性进行了系统性的分类讨论，这对于我们实际工作中遇到的复杂混合废水处理问题提供了极具价值的参考方向。阅读过程中，我感觉自己仿佛在一位经验丰富的导师的带领下，一步步拆解和攻克技术难题。书中的内容不仅停留在理论层面，更强调了实际运行中的常见问题诊断和故障排除，比如污泥膨胀、产甲烷菌活性下降等，提供了详尽的排查流程和修复建议。这使得这本书不仅仅是一本学术专著，更像是一本实用的现场操作手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大冲击是其对“工艺集成与优化”的全面视角。它没有将厌氧过程孤立看待，而是将其置于整个废水处理链条中进行考量。作者详细分析了预处理阶段（如芬顿氧化、水解酸化）对后续厌氧效率的耦合效应，以及厌氧出水进入好氧系统时对DO需求和剩余负荷的预测。尤其值得一提的是，书中对不同类型工业废水在不同气候带（寒冷/温和）下的运行参数调整策略进行了专门探讨，这在很多通用型教材中是缺失的宝贵信息。这种基于环境因素的精细化调控思路，极大地拓宽了我对厌氧技术应用边界的认知。整本书结构紧凑，信息密度高，阅读完后感觉知识体系得到了显著的夯实和扩展，绝对是工业废水处理领域不可或缺的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图文逻辑清晰度是我近期读过的技术书籍中最令人印象深刻的之一。它没有那种传统教材的枯燥感，而是采用了大量的流程图、剖面图和对比表格来辅助说明。比如在介绍UASB反应器和IC反应器时，作者不仅画出了精美的结构示意图，还配上了不同操作阶段的物质迁移和能量分布的示意分析图，使得原本抽象的工程概念变得立体而直观。更重要的是，书中对“污泥特性与反应器性能”之间的关系进行了长篇幅的论述，这在很多同类书籍中往往是一笔带过的内容。作者详细分析了在不同负荷冲击下，颗粒污泥和絮状污泥的形态变化及其对出水水质的影响机制，这为我们日常的日常运行监控提供了可靠的生物学判据。阅读这本书，我感受到的是一种严谨而又富有条理的叙事风格，让学习过程变成了一种享受，而不是负担。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的深度远远超出了我对一本技术专著的预期。它没有过多纠缠于基础的水处理化学或微生物学的基础概念，而是直接切入工业应用的核心——如何利用厌氧过程实现高效的有机物降解和能源回收。作者对于厌氧消化过程的动力学研究尤为深入，特别是对那些影响反应速率的关键限制因子（如底物浓度、pH、温度波动）的量化分析，提供了大量实验数据支撑。我特别关注了其中关于“厌氧-好氧耦合系统”的部分，作者清晰地勾画出不同耦合模式的优缺点及其在特定场景下的适用性，这对于我们目前正在规划的升级改造项目具有极高的参考价值。唯一让我感到略微吃力的是其中关于高级数学建模的那几章，虽然对研究人员来说是宝藏，但对于需要快速应用技术的工程师来说，可能需要多次阅读才能完全消化其精髓。总体而言，这是一本能推动行业技术进步的深度著作。

评分☆☆☆☆☆

我必须称赞作者在引入“可持续性”和“能源回收”理念方面的先见之明。这本书不仅仅关注如何“去除”污染物，更侧重于如何将工业废水转化为有价值的资源。关于沼气提纯和甲烷化过程的细节描述非常到位，特别是针对湿法厌氧消化后的剩余污泥资源化处理方案，提供了多种切实可行的技术路径。书中详细对比了厌氧膜生物反应器（AnMBR）与传统反应器的能耗差异和膜污染控制策略，这反映出作者对前沿技术的敏锐捕捉和深度整合能力。对于希望在现有处理厂基础上实现“近零排放”和“能源自给”目标的环保部门和企业来说，这本书提供了极具操作性的技术路线图。它真正体现了循环经济的工程实践价值，而非停留在口号层面。

评分☆☆☆☆☆