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1.1环境生物技术1

1.1.1环境生物技术及其基本特征1

1 总论1

1.1.2环境生物技术的主要研究内容2

1.1.3环境生物技术的主要发展进程2

1.2厌氧生物处理技术及其优越性4

1.2.1选择废水（物）厌氧处理技术的依据4

1.2.2废水（物）处理厌氧生物技术5

1.2.3厌氧生物处理的技术优越性和缺点9

2 厌氧处理生物技术的一般原理14

2.1厌氧可处理性原则与要点14

2.1.1厌氧可处理性原则14

2.1.2厌氧可处理性参数15

2.1.3厌氧可处理性研究注意要点15

2.2.1微生物降解转化有机物的巨大潜力16

2.2有机物厌氧生物降解16

2.2.2有机物厌氧生物降解的基本过程18

2.2.3水解处理22

2.2.4缺氧处理22

2.3厌氧微生物降解动力学23

2.3.1分析厌氧微生物降解动力学的必要性23

2.3.2厌氧生物转化速率与细胞产率23

2.4厌氧处理微生物生态学25

2.4.1非产甲烷细菌和产甲烷细菌之间的相互关系25

2.4.2产甲烷细菌的生态学特性26

2.4.3厌氧处理过程中微生物的群落生态演替26

2.4.4产酸发酵细菌的生态学特性27

2.5废水厌氧处理中的关键因素探讨28

2.5.1温度28

2.5.2酸碱度（pH值）30

2.5.4基质的营养比例31

2.5.5基质微生物比（COD/VSS）31

2.5.6毒性物质31

2.5.3氧化还原电位31

3 传统厌氧处理生物技术33

3.1厌氧消化生物技术33

3.1.1厌氧消化过程中的微生物33

3.1.2厌氧消化过程的生化反应动力学35

3.1.3影响微生物厌氧消化的主要因素36

3.1.4厌氧消化反应器设计39

3.1.5厌氧消化工艺的运行与管理43

3.1.6两级厌氧消化44

3.1.7两相厌氧消化45

3.1.8厌氧接触工艺45

3.2.1厌氧滤池的原理和特点46

3.2厌氧滤池（AF）生物技术46

3.2.2厌氧滤池中的微生物相47

3.2.3厌氧生物滤池的设计48

3.3厌氧膨胀床和厌氧流化床工艺49

3.3.1厌氧膨胀床（AAFEB）工艺50

3.3.2厌氧流化床反应器（AFB）52

4 升流式厌氧污泥床（UASB）生物处理技术57

4.1UASB的工作原理和特点57

4.1.1升流式厌氧污泥床反应器的主体结构57

4.1.2升流式厌氧污泥床反应器的原理与特点57

4.2升流式厌氧污泥床反应器的设计59

4.2.1有效容积59

4.2.2进水配水系统60

4.2.3三相分离器61

4.2.5浮渣清除系统64

4.2.6排泥系统64

4.2.4出水系统64

4.2.7防腐措施65

4.2.8沼气的收集、贮存65

4.2.9水封高度66

4.2.10反应器加热和保温所需热量计算66

4.3UASB启动和运行中的关键生物技术68

4.3.1启动68

4.3.2颗粒污泥的培养及其结构70

4.3.3颗粒污泥培养过程的注意事项71

5 两相厌氧废水处理生物技术73

5.1两相厌氧工艺系统的相分离73

5.1.1相分离的方法73

5.1.2相分离的微生物学基础75

5.1.3两相厌氧工艺中微生物生长动力学78

5.2.1有机废水产酸发酵原理81

5.2产酸相发酵类型的形成及其特征性产物组成81

5.2.2不同发酵类型的特征性产物组成85

5.2.3影响三种发酵类型形成的生态因子及其调控88

5.2.4厌氧发酵类型的稳定性分析92

5.3产甲烷相物质转化规律的研究93

5.3.1甲烷的形成途径94

5.3.2连续流条件下产甲烷细菌对产酸相发酵产物的转化规律94

5.3.3产酸相不同发酵类型对产甲烷相运行稳定性的影响98

5.3.4产甲烷相反应器不同高度菌群的底物转化规律99

5.4两相厌氧工艺处理高浓度废水的工程应用114

5.4.1两相厌氧工艺处理啤酒废水114

5.4.2两相厌氧工艺处理含高悬浮物的有机废水115

5.4.3两相厌氧工艺处理中药废水115

5.4.4两相厌氧工艺处理固体有机废弃物116

5.4.5两相厌氧工艺处理医药废水116

5.5.1一体化两相厌氧工艺特点117

5.4.6温度两相厌氧工艺117

5.5一体化两相厌氧工艺117

5.5.2甲醇废水在一体化两相厌氧反应器中的降解途径122

5.5.3一体化两相厌氧系统的影响因素分析127

5.5.4一体化两相厌氧系统中微生物的特征128

6 硫酸盐废水厌氧处理生物技术131

6.1硫酸盐废水生物处理技术研究现状131

6.1.1传统单相厌氧工艺的弊端131

6.1.2硫酸盐废水处理新工艺132

6.2硫酸盐废水厌氧处理中限制因子的生态调控对策135

6.2.1硫酸盐负荷率135

6.2.2pH值136

6.2.3碱度137

6.2.4氧化还原电位（ORP）140

6.2.5SRB代谢产物的反馈抑制与调节142

6.3.1产酸菌的发酵类型144

6.3硫酸盐废水厌氧处理中AB和SRB的生物学特征144

6.3.2SRB对底物的利用规律145

6.4提高硫酸盐废水生物处理效能的要点146

7 第三代废水厌氧处理生物技术147

7.1厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器148

7.1.1反应器及其工作原理148

7.1.2EGSB中颗粒污泥的特性148

7.1.3EGSB工艺的主要特点149

7.1.4EGSB反应器的工程应用149

7.2内循环（IC）厌氧反应器150

7.2.1IC厌氧反应器的工艺思想150

7.2.2IC厌氧工艺的特点和优点151

7.2.3IC厌氧工艺的工作原理151

7.2.4IC厌氧工艺的特性分析152

7.2.5IC厌氧工艺的应用情况153

7.3.1厌氧折流板反应器（ABR）的工艺思想154

7.3厌氧折流板反应器（ABR）工艺154

7.3.2厌氧折流板反应器（ABR）的生物相分离特性156

7.3.3厌氧折流板反应器（ABR）的颗粒污泥特性157

7.3.4厌氧折流板反应器（ABR）的应用161

7.3.5厌氧折流板反应器（ABR）的研究趋势162

8 废水中营养物质去除的厌氧生物技术164

8.1传统脱氮除磷生物技术164

8.1.1生物脱氮技术164

8.1.2生物除磷技术167

8.2厌氧氨氧化生物技术168

8.2.1ANAMMOX工艺的原理168

8.2.2ANAMMOX工艺的研究进展169

8.2.3ANAMMOX工艺的应用169

8.3短程硝化－反硝化生物技术170

8.4.1自养反硝化菌的厌氧反硝化途径172

8.4全程自氧脱氮生物技术172

8.4.2OLAND工艺173

8.5同步脱氮除磷生物技术173

8.5.1反硝化除磷工艺174

8.5.2影响反硝化除磷和有机物降解的限制因子174

9 固体废物处理（置）的厌氧生物技术176

9.1固体废物176

9.1.1固体废物的相关概念176

9.1.2固体废物的来源及分类177

9.1.3固体废物的危害与控制177

9.1.4固体废物处理与处置180

9.2垃圾填埋厌氧生物技术181

9.2.1垃圾厌氧微生物降解的基本原理182

9.2.2微生物的活性182

9.2.3影响填埋场中垃圾生物降解的因素183

9.2.4填埋场垃圾中的微生物生态及演替规律189

9.2.5填埋实例197

9.3.1渗滤液的特点及危害206

9.3垃圾渗滤液处理厌氧生物技术206

9.3.2渗滤液的厌氧生物处理工艺208

10 有机废液发酵法生物制氢技术212

10.1生物制氢技术研究现状与应用前景212

10.1.1生物制氢技术的研究现状212

10.1.2生物制氢技术的应用前景218

10.2细菌产氢发酵机理219

10.2.1细菌产氢发酵的生物物理化学机理219

10.2.2细菌产氢发酵的生物化学机理224

10.2.3细菌产氢发酵的生态学机理233

10.2.4细菌产氢发酵的动力学分析239

10.3生物制氢反应器及其最佳控制条件247

10.3.1生物制氢反应器分析247

10.3.2生物制氢反应器的最佳控制条件256

10.4.1选育高效产氢发酵细菌265

10.4高效产氢发酵细菌的选育与生物强化技术265

10.4.2高效产氢细菌B49的生长及产氢特性266

10.4.3Fe2+和Mg2+对高效产氢细菌B49产氢的促进作用269

10.4.4生物制氢反应器的生物强化272

11 废弃物资源化厌氧生物技术276

11.1工业废物的农用资源化276

11.1.1工业废物农用资源化的可行性276

11.1.2工业废物农用资源化的途径276

11.1.3工业废物厌氧堆肥化277

11.1.4工业废物制造有机复合肥279

11.2工业废物生产单细胞蛋白281

11.2.1生产单细胞蛋白的废物原料281

11.2.2生产单细胞蛋白的微生物283

11.2.3工业废物生产单细胞蛋白的方法284

11.3.1乳酸菌与乳酸发酵285

11.3有机废弃物资源化制取乳酸285

11.3.2有机废弃物发酵生产乳酸的研究现状288

11.3.3有机废弃物资源化制取乳酸的关键技术条件289

11.3.4乳酸发酵生产的新技术290

附录1 厌氧细菌分离鉴定方法294

1.1产酸发酵细菌294

1.1.1细菌计数294

1.1.2产酸发酵细菌的分离鉴定294

1.2产甲烷菌297

1.2.1分离产甲烷细菌应具备的条件297

1.2.2分离产甲烷细菌的基本要点298

1.2.3产甲烷菌培养基298

1.2.4产甲烷菌计数298

1.2.5产甲烷菌鉴定方法298

1.3硫酸盐还原菌300

1.3.2硫酸盐还原菌分离301

1.3.1硫酸盐还原菌计数301

附录2 厌氧实验室分析方法303

2.1沼气测定303

2.1.1液体置换系统303

2.1.2沼气测定方法及换算304

2.2碱度测定306

2.2.1碱度与碳酸氢盐碱度306

2.2.2碱度的澳甲酚绿－甲基红指示剂滴定法分析306

2.2.3碱度的电位滴定法分析307

2.2.4碱度的分步滴定法分析308

2.2.5碳酸氢盐碱度和VFA分析的联合滴定法309

2.3氧化还原电位的测定310

2.3.1基本概念与测定原理310

2.4.2pH值的比色测定法311

2.4.1测定意义311

2.3.2Eh的电位计测定方法311

2.4pH值的测定311

2.4.3pH值的电位计测定法312

2.5挥发性脂肪酸的测定313

2.5.1C2～C5挥发性脂肪酸的气相色谱测定法313

2.5.2挥发性脂肪酸总量的比色测定法315

2.6硫酸盐和硫化物的测定317

2.6.1硫酸盐的络合滴定法测定317

2.6.2硫酸盐的质量法测定318

2.6.3硫化物的甲基蓝比色法测定318

2.7厌氧生物可降解性测定320

2.7.1目的与原理320

2.7.2测定的条件320

2.7.4测定步骤321

2.7.5结果计算321

2.7.3测定所用装置321

2.8产甲烷毒性的测定322

2.8.1目的和原理322

2.8.2测定的装置322

2.8.3测定的方法与结果的分析322

2.9厌氧消化污泥产甲烷活性测定323

2.9.1产甲烷细菌的氢化酶活性分析法323

2.9.2最大比产CH4速率测定325

2.10反应器内污泥量的测定329

2.10.1意义和原理329

2.10.2目的329

2.10.3仪器与设备329

2.10.4取样329

2.10.5测定步骤329

2.10.6计算330

参考文献331