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《废水处理与资源化新工艺》 |
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www.65e.com.cn 来源：环保设备网 2007-1-26 8:28:41
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【内容简介】
本书首先概述了传统废水处理工艺，目的是为了使读者掌握废水处理工艺的全貌并配合读者阅读和加深理解所附光盘图片与内容。在此基础上，着重阐述近年来国内外研发或应用的新型废水处理与资源化工艺技术。其中包括：废水中有机污染物的好氧生物处理和厌氧生物处理新工艺，废水中氮和磷等营养物质的去除与资源化，低耗节能的废水人工湿地处理系统与新型稳定塘系统，微生物强化废水生物处理技术，能有效氧化分解难降解有机化合物的高级氧化处理工艺，处理后废水的回收与再利用技术。此外，对废水生物处理过程中的污泥减量化和剩余污泥的消化处理与资源化技术做了详细论述，对废水处理过程中处理厂内不可避免产生的臭气处理与臭味控制也做了专门介绍。最后，针对诸如中国等发展中国家因废水排放造成受纳水体遭到不同程度污染的事实，探讨了受污染水体的修复技术。
针对废水处理的工程应用实际，本书还配备了光盘，涵盖了国内外典型废水处理厂的主要工艺流程、单体构筑物介绍及航拍照片等。全书内容新颖，充分展示了在废水处理领域的技术与工艺革新、研发与应用现状、发展趋势等；既着重于废水处理与环境保护，又强调了废水中有价物质(水、沼气、氮与磷、剩余污泥)的资源化回收与利用，体现了废水处理可持续发展的理念。本书可作为高等院校环境科学与工程、给水排水工程及其它相关专业本科生和研究生的教学与科研参考书，也可供从事废水处理与环境保护的研究、设计与运行管理的专业技术人员参考使用。
【图书目录】
第1章 传统废水处理工艺概述
第2章 废水好氧生物处理新工艺
第3章 废水厌氧生物处理新工艺
第4章 废水脱氮除磷处理新工艺
第5章 废水人工湿地和新型稳定塘处理工艺
第6章 微生物强化废水生物处理技术
第7章 废水的高级氧化处理工艺
第8章 处理后废水的回收与再利用技术
第9章 废水生物处理的污泥减量化技术
第10章 剩余污泥的消化与资源化技术
第11章 废水处理中的臭味控制与臭气处理
第12章 受污染水体的修复技术
第1章 传统废水处理工艺概述
废水中的污染物质种类繁多，因原水使用方式的不同，或主要含有有机污染物、或含有无机污染物、亦或含有病原微生物等，更可能多种污染物并存。为了有效去除废水中的各类污染物质，需要根据废水的最终归宿设计适宜的处理工艺系统对该废水进行处理。传统废水的处理工艺主要包括预处理与一级处理工艺、用于二级生物处理的悬浮生长生物处理工艺（活性污泥法）和附着生长生物处理工艺（生物膜法）、自然处理工艺、深度处理工艺和消毒处理工艺等。本章将首先概述有关的传统废水处理工艺，以便为其它章节的阐述提供背景知识，同时也为阅读本书所附光盘图片提供理论知识背景。
第2章 废水好氧生物处理新工艺
在废水的好氧生物处理中，近年来研究开发出了一些新的工艺，其中主要包括膜生物反应器(MBR)、曝气生物滤池(ABF)、循环活性污泥工艺(CAST)、好氧颗粒化污泥反应器等。本章将阐述这些倍受重点研究和有着较好应用前景的废水好氧生物处理新工艺。
第3章 废水厌氧生物处理新工艺
废水厌氧生物处理是一种低成本的、将废水处理和能源的回收与利用相结合的废水处理技术。厌氧生物处理技术的发展已经有百余年历史，特别是近20~30年在厌氧生物反应机理和反应器设计上取得了突破性进展，并成为了处理高浓度有机废水的主导技术。随着人们对厌氧处理技术原理知识的不断积累和认识的不断深入，各种高效的厌氧反应器不断涌现，已为多种工业和生活污水的工业化处理提供了重要手段。本章旨在在阐述废水厌氧生物处理的技术特征与应用现状、生物化学原理与反应动力学等基础上，向读者介绍升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧内循环反应器(IC)、膨胀颗粒污泥床(EGSB)、厌氧挡板反应器(ABR)、两相厌氧工艺等，以期能将这一技术更好地应用废水处理的实际。
第4章 废水脱氮除磷处理新工艺
随着世界各国对水质标准的要求不断提高，废水脱氮除磷已经成为重要的研究课题之一。众所周知，当氮、磷在自然水体中浓度较高时，常常导致水体的富营养化，其结果是严重的地破坏了水体的生态环境及水质，造成水产养殖业等巨大损失。水体的富营养化一旦发生，往往需要很长的时间才能恢复到水体的正常状态。由于游离氨在水体中对鱼类具有较强的毒性作用，故对于硝化和反硝化的研究开始的较早。随着城市化在全球范围的迅速发展，每天城市废水的排放量将同步增加，以去除有机污染物为目的的传统活性污泥法显然已不能满足目前的环境质量标准。欧美很多国家早已开始提出，对现有的生物处理系统必须进行改造，以满足对脱氮除磷的要求。目前，在废水处理工程领域中常用脱氮除磷技术主要是生物技术，此外研究较多的还有针对含有高浓度氨氮废水的化学沉淀处理与回收技术。本章将在阐述生物法脱氮原理的基础上，介绍实用的生物法脱氮工艺、新型生物脱氮工艺以及化学沉淀法去除与回收高浓度氨氮技术；此外还介绍生物法除磷原理、工艺以及化学沉淀法除磷技术。
第5章 废水人工湿地和新型稳定塘处理工艺
废水处理一方面朝着高技术领域发展，另一方面还向着低耗、节能和易于操作与管理的所谓革新与代用技术领域发展(Ellis, 1990; Wang, 1991)。以活性污泥法为核心的废水处理技术从1914年问世以来，随着科学技术的发展和科研水平的提高，其供氧方式、工艺流程、工程参数等都在不断改善，技术也日趋成熟，已经在发达国家得到了普及，在水污染控制中起到了积极的推动作用。然而，废水的这些处理技术往往需要很高的基建投资和运行费用，在经济不发达的国家和地区难以推广应用(文一波, 1999; 秦翠霞, 1999)。因此，根据各国家或地区的实际情况，研究开发废水的实用处理技术，对于解决目前水污染的问题具有重要的现实意义(凌江, 1998)。废水的实用处理技术，就是因地制宜的采用经济、节能、简易和有效的处理技术，它跟常规的废水处理方法和工艺不同，但也能处理和净化废水，因此又称为废水处理的代用方法或技术。目前，包括发达国家在内的世界范围内应用最为广泛的实用技术主要是废水的自然处理工艺，其中有主要有湿地处理系统、稳定塘系统和土地处理系统等。本章着重阐述人工湿地处理系统和新型稳定塘系统。
第6章 微生物强化废水生物处理技术
在废水的生物处理中，为了强化废水的生物功能，使更多的复杂污染物质得到有效去除，近年来，许多研究者在生物制剂以及采用强化处理方面进行了大量的研究工作。本章将阐述有关废水处理领域常用的生物制剂、用于脱氮除磷以及去除废水中难降解有毒有害物质的生物强化技术、固定化微生物在废水处理中的应用、生物絮凝剂的研发与应用等。
第7章 废水的高级氧化处理工艺
高级氧化技术又称深度氧化技术，以产生具有强氧化能力的羟自由基为特点，在高温高压、电、声、光辐射、催化剂等反应条件下，能使大分子难降解有机物氧化降解成低毒或无毒小分子物质。该技术具有反应速度快、有机物降解完全、无二次污染、适应范围广等优点。根据产生羟自由基方式和反应条件的不同，可以将其分成湿式氧化、超临界水氧化、芬顿(Fenton)氧化、光化学氧化、电化学氧化及相应的催化氧化等，本章将介绍这些高级氧化技术及其在废水处理中的新工艺和应用。
第8章 处理后废水的回收与再利用技术
废水经过物理处理、化学处理、物理化学处理、生物处理和消毒等单元或系统处理以后，其中的污染物种类和数量在一定程度上都大大削减了，达到了一定的排放或使用标准，因而也就可以作为一种资源具备了不同目标的回收与再利用价值。从传统的意义上讲，处理后废水的出路一般有排放水体、灌溉农田和重复利用等三种方式。从废水资源化的角度来看，面对当今某些城市缺水和城市水资源普遍受到不同程度污染的事实，处理后废水的回收与再利用就显得尤为重要。废水回用可以成为一种稳定的再生水源应用于许多方面，比较现实易行，既可节约用水，也可减除污染，具有普遍的现实意义
第9章 废水生物处理的污泥减量化技术
剩余污泥是废水生物处理过程的主要副产物，只有将这些剩余污泥妥善处理及资源化利用或在废水处理过程中减少剩余污泥的产量，才能有效避免剩余污泥所造成的二次环境污染，进而从根本上解决废水污染环境的问题。因此，如何使污泥处理达到减容化、无害化、稳定化、资源化及减量化，将是今后废水生物处理过程中的备受关注的重要课题之一。目前较常用的剩余污泥处理方法有：污泥堆肥、污泥厌氧消化、污泥资源化（参见第10章）及废水处理过程中的污泥减量化。随着污泥最终处理难度的加大，处理成本越来越高，虽然近年来国内外已研发了一些新的污泥处理与处置及资源化处置技术，但其受到运行成本高及市场难于推广等因素的限制而未能被广泛利用。废水的生物处理过程会产生大量的剩余污泥，如何减少剩余污泥的产量，已是当前废水处理领域亟需解决的问题(Liu and Tay 2001; Wei et al. 2003; Liu 2005)。本章从解偶联代谢、维持代谢和内源呼吸、生物强化、生物捕食及溶胞-隐性生长等几个方面对废水生物处理过程中的污泥减量技术的机理进行分析，并根据污泥减量工艺的研究发展状况，对各减量工艺进行了评价。
第10章 剩余污泥的消化与资源化技术
在以生物处理为主体工艺的废水处理过程中，被去除的污染物组分必将直接或间接地形成大量的副产物，如栅渣截留的漂浮物、初沉池固体和二沉池剩余污泥等，其具体的特性与原废水的性质和所采用的处理工艺有关。废水处理厂所产生污泥的体积相当大，如一座二级处理厂，所产生的污泥量约占总处理废水量体积的0.3%~0.5%，如进行N、P等营养物的深度处理，污泥量还可增加0.5~1.0倍(金儒霖等, 1982)。因此，如何有效处理污泥是国际范围内废水处理领域中所面临的最为重要而复杂的问题(Metcalf & Eddy, 1991；Lindner, 1993)。只有对这些废水处理过程中产生的主要副产物进行适当而有效的处理或处置，才能保证废水处理厂的正常运行，才能不至于造成环境或水体的次生污染，并能够变废为宝，实现污泥处理的无害化与资源化。再者，污泥处理费用约占废水处理厂全部基建费用的20%~50%，甚至高达70%(张自杰, 1996)，充分重视污泥处理与资源化对节省投资与运行费用具有重要意义。本章在介绍传统污泥处理与处置的基础上，着重阐述高温-中温厌氧消化、污泥的堆肥与农业利用、污泥中有价物质的回收与再用等技术。
第11章 废水处理中的臭味控制与臭气处理
随着经济的发展、人民生活水平的提高以及公众环保意识的增强，人们对生活及城市环境日益关注。为了改善大气环境质量、保护人们的健康，国家制定了有关恶臭的相应的强制排放标准，对城市废水处理厂的臭气排放最高浓度提出了限制。在废水处理厂内，人们会感觉到各种不同的令人厌恶的臭味，因而臭味几乎是废水处理工程项目实施所遇到的需首要关心的公共问题。在过去的废水处理实践中，臭味控制已经成为废水的收集、处理和处置设施等的主要考虑因素，否则公众会因为潜在的臭味问题难以接受而导致废水处理项目难以实施。基于废水处理工艺过程中臭味控制的重要性，本章将系统阐述有关臭味的来源、危害、检测、收集与处理方法及有关的控制对策。
第12章 受污染水体的修复技术
水是宝贵的资源。在我国，淡水的匮乏、水的污染、水的功能退化等，已经严重地危害着人类的健康和生命质量。2005年，全国人大常委会水污染防治法执法检查组在检查中发现，中国七大水系中劣五类水体占三成左右，水体已经失去使用功能，成为有害的脏水。根据国家环保总局公布的资料，我国的河流、河段已有近1/4因污染而不能满足农业灌溉要求，全国湖泊约有75%的水域受到显著污染。另据世界卫生组织调查表明，80%的疾病和52%的儿童死亡与饮用水质不良有关，因水污染而患病的人约占世界各医院住院人数的50%，水质污染吞噬着人类的健康和生命。目前已经发现，由于饮用水水质不符合卫生要求而导致的疾病有消化系统疾病、传染病、结石病、肾炎、癌症等50多种。应该说，水已经构成危机，水的危机是人类众多危机中最大、最重要的危机。温家宝总理在十届全国人大第三次会议上做政府工作报告时指出，“要以水污染防治为重点，加强工业和城市污染治理，加强农村污染治理，加强饮用水源地的保护。”面对已经遭受不同程度污染的水体，寻找有效的水体修复技术，应是水体恢复其资源化功能的有效途径之一
水体的修复主要是指对被污染的水体采取物理、化学与生物学技术措施，使存在于水体中的污染物质数量减少或浓度降低并直至完全无害化的过程。修复技术不同于传统的废水处理工程，前者强调的是面源治理，是针对某一个范围较大的区域或流域，因此它不可能象传统的治理净化技术一样，建造把整个修复对象包容进去的处理系统。传统的废水处理工程强调的是点源治理，处理对象是能够分离并收集的废水（如工厂排水、城市下水道排水等），通常需要根据水质、水量选择合适的处理工艺，并依此建造成套的处理设施，使其在最短的时间内，以最快的速度的和最低的成本达到去除污染物的目的。根据前几章所述的各种废水处理技术的特点，若将其直接应用到受污染水体，即使是一个局部的小系统，其建设费用和运行费用也是一个天文数字。目前采用修复技术修复的主要水体对象包括河流、水库/湖泊、地下水以及近岸海域等受纳水体，所采用的主要技术有物理修复、化学修复、生物修复等，其中生物修复可以分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复四类，是主要的受污染水体修复技术。
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