《污水地下渗滤系统生物脱氮原理与关键技术》系作者团队十余年的污水地下渗滤系统研究成果，共分为九章，内容包括污水地下渗滤系统生物脱氮原理、生物脱氮菌群结构和酶活性特征及影响因子、生物脱氮动力学过程和运行控制、生物脱氮过程副产物氧化亚氮的释放特征及气体堵塞与系统自适应机制、该技术在分散污水处理中的工程应用案例等。
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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 污水地下渗滤系统概述 1
1.1.1 污水地下渗滤系统的水力学特征及其技术特点 3
1.1.2 污水地下渗滤系统应用现状 7
1.2 污水在地下渗滤系统中的氮形态及其归宿 9
1.2.1 有机氮 9
1.2.2 氨态氮 9
1.2.3 硝态、亚硝态氮 10
1.3 污水地下渗滤系统脱氮的生物学过程 10
1.3.1 氨化 11
1.3.2 硝化 12
1.3.3 反硝化 13
1.3.4 厌氧氨氧化 15
1.3.5 厌氧铁氨氧化 16
1.3.6 共反硝N20、N2 16
1.3.7 亚硝酸型厌氧曱烷氧化 17
1.4 污水地下渗滤系统脱氮的其他过程 17
1.5 污水地下渗滤系统强化脱氮研究进展及存在问题 18
1.5.1 强化脱氮研究进展 18
1.5.2 脱氮研究存在的问题 21
第2章 污水地下渗滤系统复合生物基质及对脱氮微生物种群结构的影响 23
2.1 引言 23
2.2 实验材料与方法 23
2.2.1 实验材料 23
2.2.2 实验方法 24
2.3 结果与讨论 29
2.3.1 复合生物基质组配及理化性质 29
2.3.2 复合生物基质的吸附及硝化与反硝化能力 30
2.3.3 污水地下渗滤系统复合生物基质床体构建方法 32
2.3.4 复合生物基质床对基质层微环境及脱氮菌群结构的影响 33
2.4 小结 37
第3章 污水地下渗滤系统脱氮微生物及氮还原酶活性研究 38
3.1 引言 38
3.2 实验材料与方法 38
3.2.1 实验材料 38
3.2.2 实验方法 39
3.3 结果与讨论 40
3.3.1 脱氮微生物系统的形成与稳定及空间分布 40
3.3.2 进水负荷对脱氮微生物空间分布的影响 42
3.3.3 ORP对脱氮微生物空间分布的影响 45
3.3.4 底物补加对脱氮微生物空间分布的影响 47
3.3.5 生物基质层有机质含量对脱氮微生物空间分布的影响 48
3.3.6 基质氮还原酶活性分布特征及其与污水脱氮效果的相关性 50
3.4 小结 56
第4章 维系污水地下渗滤系统生物脱氮的氧化还原环境变化特征 58
4.1 引言 58
4.2 实验材料与方法 58
4.2.1 模拟污水地下渗滤系统 58
4.2.2 基质组成 59
4.2.3 基质层理化性质信号采集 59
4.2.4 样品分析 61
4.2.5 数据处理 61
4.3 结果与讨论 62
4.3.1 基质层ORP对进水水力负荷波动的响应 62
4.3.2 间歇运行方式对基质层ORP变化的影响 67
4.3.3 环境温度对基质层ORP变化的影响 70
4.3.4 基质层ORP空间波动规律解析 72
4.3.5 基质Fe-Mn-S体系对ORP的影响 77
4.3.6 基质层ORP变化数值模拟 80
4.4 小结 88
第5章 污水地下渗滤系统生物脱氮动力学过程 90
5.1 引言 90
5.2 实验材料与方法 90
5.2.1 实验材料 90
5.2.2 实验方法 90
5.3 结果与讨论 91
5.3.1 硝化动力学过程及影响因素 91
5.3.2 反硝化动力学过程及影响因素 95
5.4 小结 97
第6章 污水地下渗滤系统脱氮的影响因素及运行控制 98
6.1 引言 98
6.2 实验材料与方法 98
6.2.1 实验材料 98
6.2.2 实验方法 99
6.3 结果与讨论 100
6.3.1 干湿比对脱氮效果的影响 100
6.3.2 进水负荷对脱氮效果的影响 103
6.3.3 碳氮比对脱氮效果的影响 106
6.3.4 温度对脱氮效果的影响 108
6.3.5 布水方式对脱氮效果的影响 111
6.3.6 生物基质层有机质含量对脱氮效果的影响 117
6.3.7 曝气量对脱氮效果的影响 118
6.4 小结 119
第7章 污水地下渗滤系统释放氧化亚氮的环境效应与影响因素 121
7.1 引言 121
7.2 实验材料与方法 122
7.2.1 实验材料 122
7.2.2 实验方法 124
7.3 结果与讨论 126
7.3.1 基于15N稳定同位素示踪的污水地下渗滤系统释放氧化亚氮机理 126
7.3.2 干湿比对氧化亚氮释放通量的影响 132
7.3.3 进水负荷对氧化亚氮释放通量的影响 134
7.3.4 碳氮比对氧化亚氮释放通量的影响 139
7.3.5 生物基质层有机质含量对氧化亚氮释放通量的影响 141
7.3.6 曝气量对氧化亚氮释放通量的影响 144
7.4 小结 146
第8章 污水地下渗滤系统气体堵塞与自适应机制 148
8.1 引言 148
8.2 实验材料与方法 150
8.2.1 实验材料 150
8.2.2 实验方法 150
8.3 结果与讨论 155
8.3.1 曝气对污水地下渗滤系统理化性质的影响 155
8.3.2 进水携带空气对气体诸塞的诱发过程 159
8.3.3 生物代谢气体氧化亚氮对气体诸塞的诱发过程 166
8.4 小结 176
第9章 污水地下渗滤系统的工程应用 178
9.1 工程概述 178
9.1.1 工程选址 178
9.1.2 水质、水量及回用标准 179
9.2 工艺特征及脱氮设计 179
9.2.1 污水处理工艺流程 179
9.2.2 系统脱氮设计 183
9.3 工程启动 186
9.4 工程运行效果 188
9.4.1 污染物去除率 188
9.4.2 进出水氮组成 189
9.4.3 脱氮环境 189
9.4.4 进出水pH变化 190
9.4.5 处理成本核算 191
9.5 操作条件对氧化亚氮释放的影响 192
9.5.1 干湿比对氧化亚氮释放通量的影响 193
9.5.2 水力负荷对氧化亚氮释放通量的影响 195
9.5.3 氮负荷对氧化亚氮释放通量的影响 197
9.6 小结 201
参考文献 202
附录1 BP神经网络模型训练Matlab代码 213
附录2 回归模型模拟结果比较Matlab代码 214
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