- •Х38 Очистка сточных вод: Пер. с англ./ Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й., Арван Э. — М.: Мир, 2006. — 480 с., ил.
- •ISBN 5-03-003771-3
- •Очистка сточных вод
- •Предисловие научного редактора
- •Предисловие
- •Предисловие к третьему изданию
- •Список используемых обозначений
- •Сточные воды, их объем и состав
- •1.1. Объемы сточных вод
- •1.1.1. Измерения
- •1.1.2. Статистическая обработка
- •1.1.3. Оценочные данные
- •1.1.4. Популяционный эквивалент и нагрузка, создаваемая условным жителем
- •1.1.5. Прогнозирование
- •1.2. Компоненты сточных вод
- •1.2.1. Коммунальные и городские стоки
- •1.2.2. Разброс данных
- •Характеристика сточных вод и биомассы
- •2.1.1. Осаждаемые вещества
- •2.3. Азот
- •Основные биологические процессы
- •3.1.1. Организмы
- •3.2.1. Биологический рост
- •3.2.3. Распад биомассы
- •3.2.4. Накопление запасных веществ
- •3.3.2. Коэффициент прироста ила при аэробной гетеротрофной конверсии
- •3.3.3. Макроэлементы для аэробной гетеротрофной конверсии
- •3.3.4. Кинетические аспекты аэробной гетеротрофной конверсии
- •3.4. Нитрификация
- •3.4.1. Реакции нитрификации
- •3.4.3. Кинетические аспекты нитрификации
- •3.4.4. Влияние окружающей среды на нитрификацию
- •3.5. Денитрификация
- •3.5.1. Реакции денитрификации
- •$.5.2. Коэффициент прироста ила при денитрификации
- •3.5.3. Макроэлементы, необходимые для денитрификации
- •3.5.5. Кинетика денитрификации
- •3.5.6. Влияние окружающей среды на денитрификацию
- •3.6.1. Микроорганизмы
- •3.6.3. Коэффициент прироста биомассы в процессе биологического удаления фосфора
- •3.6.4. Щелочность
- •3.6.5. Кинетика биологического удаления фосфора
- •3.6.6. Влияние окружающей среды на биологическое удаление фосфора
- •3.7.1. Реакции при анаэробном брожении2
- •3.7.2. Рост биомассы и коэффициенты ее прироста при анаэробном брожении
- •3.7.3. Макроэлементы, необходимые для анаэробного брожения
- •3.7.5. Кинетика анаэробного брожения
- •3.7.6. Образование газообразных продуктов
- •3.7.7. Влияние окружающей среды на анаэробное брожение
- •4.3.1. Системы с рециркуляцией активного ила
- •4.3.2. Системы с совмещенным аэротенком и отстойником
- •4.3.3. Системы с контактной стабилизацией ила
- •4.3.6. Проектирование на основе объемной нагрузки
- •4.3.7. Проектирование на основе нагрузки на ил или возраста ила
- •Биофильтры
- •5.4. Двухкомпонентная диффузия
- •5.6.1. Биофильтры без рециркуляции
- •5.6.2. Биофильтры с рециркуляцией
- •5.8.1. Капельные фильтры
- •5.8.2. Погружные фильтры
- •5.9.1. Проектирование капельных фильтров
- •5.9.2. Проектирование реакторов с вращающимися дисками
- •5.9.3. Проектирования фильтров других типов
- •5.9.4. Проектирование биофильтров, предназначенных для удаления растворенных органических веществ
- •5.10. Технические условия работы биофильтров
- •5.10.1. Аэрация в биофильтрах
- •5.10.2. Рост и удаление биомассы
- •5.11. Удаление взвешенных органических веществ
- •Системы очистки с нитрификацией
- •6.1.1. Обособленные системы нитрификации
- •6.1.2. Совместное удаление органического вещества и аммония
- •6.2.4. Фильтры, содержащие только нитрифицирующий ил
- •6.2.5. Двухстадийные системы нитрификации на фильтрах
- •6.3.1. Системы нитрификации с активным илом
- •6.3.2. Оптимизация работы систем нитрификации
- •6.3.3. Проектирование биофильтров для нитрификации
- •Литература
- •Системы денитрификации
- •7.1.1. Обособленные системы денитрификации
- •7.2.3. Биофильтры для денитрификации
- •7.3.2. Кислород/перемешивание
- •7.3.3. Одновременная нитрификация/денитрификация
- •7.3.4. Газообразный азот в отстойниках и на биофильтрах
- •7.3.5. Потребление кислорода
- •7.3.7. Проектирование систем денитрификации с активным илом
- •7.3.8. Проектирование на основе моделирования
- •7.3.9. Проектирование биофильтров для денитрификации
- •7.4. Редокс-зоны в биомассе
- •Литература
- •Системы биологического удаления фосфора
- •8.1. Уравнения массового баланса при биологическом удалении фосфора в системах с активным илом
- •8.2. Типы систем для биологического удаления фосфора
- •8.3.2. Проектирование реакторов для биологического удаления фосфора
- •8.3.3. Оптимизация процесса биологического удаления фосфора
- •Литература
- •Гидролиз/ферментация и анаэробная очистка сточных вод
- •9.1. Гидролиз/ферментация
- •9.2. Анаэробная обработка сточных вод
- •9.2.1. Введение
- •9.2.2. Уравнения массового баланса при анаэробной обработке
- •9.3.3. Анаэробная очистка на фильтрах
- •9.4.1. Проектирование систем со взвешенной биомассой
- •9.4.2. Проектирование анаэробных фильтров
- •9.4.3. Образование газообразных соединений в анаэробном процессе
- •9.4.4. Оптимизация анаэробной очистки
- •9.4.5. Запуск анаэробных реакторов
- •9.4.6. Нарушения в работе анаэробных реакторов
- •Литература
- •Небиологические системы для удаления фосфора из сточных вод
- •10.1. Уравнения массового баланса для процессов удаления фосфора
- •10.2.1. Осаждение
- •10.2.2. Коагуляция
- •10.2.3. Флокуляция
- •10.2.4. Связывание фосфора в почве
- •10.3. Небиологические системы удаления фосфора
- •10.3.1. Осаждающие вещества
- •10.4. Проектирование установок для удаления фосфора
- •10.4.1. Химическое осаждение
- •10.4.2. Связывание фосфора в почве
- •10.5. Работа установок для удаления фосфора
- •Литература
- •Особенности моделей, их калибровка и применение
- •11.1. Прагматизм и теоретические модели
- •11.1.1. Инженерное мастерство
- •11.1.2. Научно обоснованный детерминистский подход
- •11.1.3. Структура моделей, переменные, параметры и движущие силы
- •11.2. Применение моделей
- •11.2.1. Инструмент планирования
- •11.2.2. Анализ процессов на действующих станциях
- •11.2.3. Проектирование новых станций
- •11.2.4. Контроль работы станций в реальном времени
- •11.2.5. Модели как инструменты исследования
- •11.2.6. Уровень агрегации
- •11.3. Калибровка модели и оценка параметров
- •11.3.1. Структура модели
- •11.3.2. Калибровка, верификация и оценка параметров
- •11.4. Проектирование станций очистки воды
- •11.4.1. Идентификация проблемы
- •11.5. Моделирование систем с биопленкой
- •11.6.3. Интерпретация результатов
- •11.7. Контроль в реальном времени
- •Предметный указатель
- •Оглавление
Оглавление
Предисловие научного редактора |
5 |
|
Предисловие |
8 |
|
Предисловие к третьему изданию |
9 |
|
Список используемых обозначений |
10 |
|
Греческий алфавит |
24 |
|
Глава 1. |
Сточные воды, их объем и состав.Могенс Хенце (Mogens Henze) |
25 |
1.1. Объемы сточных вод |
25. |
|
|
1.1.1. Измерения .......................................................................................... |
25 |
|
1.1.2. Статистическая обработка |
26 |
|
1.1.3. Оценочные данные |
31 |
|
1.1.4. Популяционный эквивалент и нагрузка, создаваемая |
|
|
условным жителем |
41 |
|
1.1.5. Прогнозирование |
43 |
1.2. Компоненты сточных вод |
45 |
|
|
1.2.1. Коммунальные и городские стоки |
46 |
|
1.2.2. Разброс данных |
54 |
Литература |
57 |
|
Глава 2. Характеристика сточных вод и биомассы. Могенс Хенце (Mogens |
|
|
Henze) |
60 |
|
2.1. Взвешенные вещества |
60 |
|
|
2.1.1. Осаждаемые вещества |
61 |
2.2. Органические вещества |
61 |
|
2.3. Азот |
75 |
|
2.4. Фосфор |
78 |
|
2.5. Общая щелочность ................................................................................... |
79 |
|
2.6. Иловый индекс (объемный) |
79 |
|
2.7. Скорость дыхания ила |
80 |
|
Литература |
82 |
|
Глава 3. |
Основные биологические процессы. Могенс Хенце (Mogens Henze) |
85 |
3.1. Биология в биологической очистке сточных вод |
85 |
|
|
3.1.1. Организмы |
85 |
|
3.1.2. Селекция организмов ................................................................... |
89 |
3.2. Процессы конверсии на станциях биологической очистки стоков |
92 |
|
|
3.2.1. Биологический рост |
93 |
|
3.2.2. Гидролиз |
95 |
|
3.2.3. Распад биомассы |
96 |
|
3.2.4. Накопление запасных веществ |
97 |
3.3. Аэробная гетеротрофная конверсия органических веществ |
99 |
|
|
3.3.1. Реакции аэробной конверсии ..................................................... |
99 |
|
3.3.2. Коэффициент прироста ила при аэробной гетеротрофной |
|
|
конверсии ......................................................................................... |
101 |
|
3.3.3. Макроэлементы для аэробной гетеротрофной конверсии |
105 |
|
3.3.4. Кинетические аспекты аэробной гетеротрофной конверсии |
107 |
|
3.3.5. Гетеротрофные микроорганизмы в аэробной конверсии |
108 |
3.3.6.Влияние окружающей среды на аэробную гетеротрофную
конверсию |
108 |
3.4. Нитрификация .......................................................................................... |
112 |
3.4.1. Реакции нитрификации |
113 |
3.4.2. Щ елочность.................................................................................... |
116 |
3.4.3. Кинетические аспекты нитрификации .................................. |
117 |
3.4.4. Влияние окружающей среды на нитрификацию |
117 |
3.5. Денитрификация ...................................................................................... |
123 |
3.5.1. Реакции денитрификации .......................................................... |
127 |
3.5.2. Коэффициент прироста ила при денитрификации |
127 |
3.5.3. Макроэлементы, необходимые для денитрификации |
129 |
3.5.4. Щ елочность.................................................................................... |
129 |
3.5.5. Кинетика денитрификации ...................................................... |
130 |
3.5.6. Влияние окружающей среды на денитрификацию |
132 |
3.6. Биологическое удаление фосфора |
136 |
3.6.1. Микроорганизмы .......................................................................... |
137 |
3.6.2. Реакции биологического удаления фосфора ........................ |
139 |
3.6.3. Коэффициент прироста биомассы в процессе биологиче |
141 |
ского удаления фосфора |
|
3.6.4. Щ елочность.................................................................................... |
142 |
3.6.5. Кинетика биологического удаления фосфора |
142 |
3.6.6. Влияние окружающей среды на биологическое удаление |
143 |
фосфора |
|
3.7. Анаэробные процессы .............................................................................. |
144 |
3.7.1. Реакции при анаэробном брожении ...................................... |
145 |
3.7.2. Рост биомассы и коэффициенты ее прироста при анаэроб |
148 |
ном брожении ................................................................................ |
|
3.7.3. Макроэлементы, необходимые для анаэробного брожения |
149 |
3.7.4. Щелочность при анаэробном брожении |
150 |
3.7.5. Кинетика анаэробного брожения |
151 |
3.7.6. Образование газообразных продуктов .................................. |
152 |
3.7.7. Влияние окружающей среды на анаэробное брожение |
153 |
Литература |
156 |
Глава 4. Системы очистки стоков с активным илом. Могенс Хенце (Mogens
Henze)......................................................................................................... |
; ......... |
160 |
4.1. Массовый баланс в системе с активным илом |
|
161 |
4.2. Понятия и определения, используемые для описания процессов, |
168 |
|
происходящих в системах с активным илом |
|
|
4.3. Типы систем с активным илом ............................................................ |
|
173 |
4.3.1. Системы с рециркуляцией активного ила ............................ |
|
174 |
4.3.2. Системы с совмещенным аэротенком и отстойником |
176 |
|
4.3.3. Системы с контактной стабилизацией ила |
|
179 |
4.3.4. Системы с биосорбцией взвешенного вещества |
|
181 |
4.3.5. Проектирование систем очистки с использованием актив |
182 |
|
ного ила .......................................................................................... |
|
|
4.3.6. Проектирование на основе объемной нагрузки |
|
182 |
4.3.7. Проектирование на основе нагрузки на ил или возраста |
184 |
|
ила |
|
|
Литература |
|
186 |
Глава 5. Биофильтры. Поль Армоэс, Могенс Хенце (Poul |
Harremoes, |
187 |
Mogens Henze) .................................................................................................... |
|
|
5.1. Кинетика процессов, происходящих в биопленках ........................ |
|
187 |
5.2. Кинетические параметры процессов, происходящих в биопленках |
198 |
|
5.3. Диффузия в гидравлической пленке |
|
200 |
5.4. Двухкомпонентная диффузия .............................................................. |
|
204 |
5.5. Кинетика процессов, происходящих на фильтрах |
|
206 |
5.6. Массовые балансы для биофильтров |
212 |
5.6.1. Биофильтры без рециркуляции |
212 |
5.6.2. Биофильтры с рециркуляцией |
212 |
5.7. Понятия и определения |
213 |
5.8. Типы реакторов ......................................................................................... |
215 |
5.8.1. Капельные фильтры |
216 |
5.8.2. Погружные фильтры |
218 |
5.8.3. Реакторы с вращающимися дисками |
221 |
5.9. Проектирование биофильтров ............................................................... |
222 |
5.9.1. Проектирование капельных фильтров |
223 |
5.9.2. Проектирование реакторов с вращающимися дисками |
224 |
5.9.3. Проектирования фильтров других типов |
226 |
5.9.4. Проектирование биофильтров, предназначенных для уда |
|
ления растворенных органических веществ |
226 |
5.10. Технические условия работы биофильтров |
230 |
5.10.1. Аэрация в биофильтрах |
230 |
5.10.2. Рост и удаление биомассы |
231 |
5.11. Удаление взвешенных органических веществ |
233 |
5.12. Детальное моделирование |
240 |
Литература ........................................................................................................... |
243 |
Дополнительная литература (публикации, в которых содержится |
|
общая информация о биопленках) |
245 |
Глава 6. Системы очистки с нитрификацией. Йес Ля-Кур-Янсен, Поль |
|
Армоэс, Могенс Хенце (Jes la Cour Jansen, Poul Harremoes, Mogens |
|
Henze)..................................................................................................................... |
246 |
6.1. Массовый баланс при нитрификации |
247 |
6.1.1. Обособленные системы нитрификации |
247 |
6.1.2. Совместное удаление органического вещества и аммония |
258 |
6.2. Типы систем нитрификации ................................................................. |
259 |
6.2.1. Системы, содержащие только нитрифицирующий ил |
260 |
6.2.2. Одноиловые системы нитрификации |
261 |
6.2.3. Нитрификация в двухстадийной си стем е.............................. |
265 |
6.2.4. Фильтры, содержащие только нитрифицирующий ил |
266 |
6.2.5. Двухстадийные системы нитрификации на фильтрах |
266 |
6.2.6. Двухстадийные системы нитрификации, состоящие из |
|
биофильтра и реактора с активным илом |
269 |
6.3. Проектирование систем нитрификации |
270 |
6.3.1. Системы нитрификации с активным илом |
270 |
6.3.2. Оптимизация работы систем нитрификации |
274 |
6.3.3. Проектирование биофильтров для нитрификации |
276 |
Литература |
279 |
Глава 7. Системы денитрификации. Йес Ля-Кур-Янсен, Поль Армоэс, Мо |
|
генс Хенце (Jes la Cour Jansen, Poul Harremoes, Mogens Henze) |
281 |
7.1. Уравнения массового баланса при денитрификации |
282 |
7.1.1. Обособленные системы денитрификации .............................. |
282 |
7.1.2. Комбинированный процесс нитрификации/денитрифика- |
|
ции ........................................................................................ |
290 |
7.2. Типы систем денитрификации ............................................................. |
295 |
7.2.1. Системы денитрификации с денитрифицирующим илом |
297 |
7.2.2. Денитрификация в одноиловой системе |
297 |
7.2.3. Биофильтры для денитрификации |
302 |
7.3. Проектирование систем денитрификации |
304 |
7.3.1. Отношение C/N |
304 |
7.3.2. Кислород/перемешивание ........................................................... |
309 |
7.3.3. Одновременная нитрификация/денитрификация |
310 |
7.3.4. Газообразный азот в отстойниках ина биофильтрах |
311 |
|
7.3.5. Потребление кислорода |
|
|
315 |
|
7.3.6. Щ елочность.................................................................................... |
|
|
316 |
|
7.3.7. Проектирование систем денитрификации с активным илом |
316 |
||
|
7.3.8. Проектирование на основе моделирования .......................... |
|
319 |
|
|
7.3.9. Проектирование биофильтров дляденитрификации |
324 |
||
7.4. |
Редокс-зоны в биомассе |
|
|
327 |
Литература |
|
|
331 |
|
Глава 8. |
Системы биологического удаления фосфора. Могенс Хенце (Mogens |
|
||
H en ze).................................................................................................................... |
|
|
333 |
|
8.1. Уравнения массового баланса при биологическом удалении фос |
|
|||
|
фора в системах с активным и л ом ...................................................... |
|
333 |
|
8.2. Типы систем для биологического удаления фосфора |
.................. |
337 |
||
|
8.2.1. Биологическое удаление фосфора в сочетании с нитрифи- |
|
||
|
кацией/денитрификацией при использовании внутреннего |
|
||
|
источника углерода...................................................................... |
|
|
337 |
|
8.2.2. Биологическое удаление фосфора в сочетании с нитрифи- |
|
||
|
кацией/денитрифинацией |
с дополнительным |
источником |
|
|
углерода .......................................................................................... |
|
|
339 |
|
8.2.3. Биологическое удаление фосфора с использованием лег |
|
||
|
ко разлагаемого органического вещества, образующегося |
|
||
|
внутри системы ............................................................................ |
|
|
340 |
|
8.2.4. Биологическое удаление |
фосфора без |
нитрифика- |
|
|
ции/денитрификации .................................................................. |
|
|
340 |
8.3. Проектирование систем биологического удаления фосфора |
340 |
|||
|
8.3.1. Легко разлагаемое органическое вещество |
|
340 |
|
|
8.3.2. Проектирование реакторов для биологического удаления |
|
||
|
фосфора .......................................................................................... |
|
|
342 |
|
8.3.3. Оптимизация процесса биологического удаленияфосфора |
345 |
||
Литература |
|
|
347 |
|
Глава 9. |
Гидролиз/ферментация и анаэробная очистка сточных вод. Могенс |
|
||
Хенце (Mogens Henze) |
|
|
348 |
|
9.1. Гидролиз/ферментация |
|
|
348 |
|
9.2. Анаэробная обработка сточных вод |
|
350 |
||
|
9.2.1. Введение.......................................................................................... |
|
|
350 |
|
9.2.2. Уравнения массового баланса при анаэробнойобработке |
351 |
||
9.3. Типы систем анаэробной очистки ...................................................... |
|
355 |
||
|
9.3.1. Предварительная обработка стоков при анаэробной очист |
|
||
|
ке |
|
|
356 |
|
9.3.2. Системы со взвешенным илом |
|
357 |
|
|
9.3.3. Анаэробная очистка на фильтрах |
|
359 |
|
9.4. Проектирование систем анаэробной очистки .................................. |
|
362 |
||
|
9.4.1. Проектирование систем со взвешенной биомассой |
362 |
||
|
9.4.2. Проектирование анаэробных фильтров ................................ |
|
369 |
|
|
9.4.3. Образование газообразных соединений в анаэробном про |
|
||
|
цессе .................................................................................................. |
|
|
371 |
|
9.4.4. Оптимизация анаэробной очистки |
|
373 |
|
|
9.4.5. Запуск анаэробных реакторов |
|
373 |
|
|
9.4.6. Нарушения в работе анаэробных реакторов |
|
374 |
|
Литература |
|
|
380 |
|
Глава 10. |
Небиологические системы для удаления фосфора из сточных вод. |
|
||
Эрик АрваНу Могенс Хенце (Erik Arvtn, Mogens Henze) ...................... |
|
382 |
||
10.1. Уравнения массового баланса для процессов удаленияфосфора |
382 |
|||
10.2. Механизмы физико-химического удаления фосфора |
|
385 |
||
10.2.1. Осаждение |
|
|
387 |
|
10.2.2. Коагуляция |
|
|
391 |
|
10.2.3. Флокуляция |
|
|
398 |
10.2.4. Связывание фосфора в почве ................................................ |
404 |
10.3. Небиологические системы удаления фосфора |
406 |
10.3.1. Осаждающие вещества |
406 |
10.3.2. Процесс очистки воды ................................................................. |
408 |
10.4. Проектирование установок для удаления фосфора |
414 |
10.4.1. Химическое осаждение |
414 |
10.4.2. Связывание фосфора в почве |
421 |
10.5. Работа установок для удаления фосфора |
423 |
Литература |
426 |
Глава 11. Особенности моделей, их калибровка и применение. Поль Армоэс |
|
(Poul Harremoes) |
429 |
11.1. Прагматизм и теоретические модели |
429 |
11.1.1. Инженерное мастерство............................................................... |
429 |
11.1.2. Научно обоснованный детерминистский подход |
430 |
11.1.3. Структура моделей, переменные, параметры и движущие |
|
си л ы ................................................................................................... |
431 |
11.2. Применение моделей |
432 |
11.2.1. Инструмент планирования |
432 |
11.2.2. Анализ процессов на действующих станциях |
432 |
11.2.3. Проектирование новых станций |
433 |
11.2.4. Контроль работы станций в реальном времени |
433 |
11.2.5. Модели как инструменты исследования |
434 |
11.2.6. Уровень агрегации |
434 |
11.3. Калибровка модели и оценка параметров |
435 |
11.3.1. Структура модели |
435 |
11.3.2. Калибровка, верификация и оценка параметров |
436 |
11.4. Проектирование станций очистки воды |
441 |
11.4.1. Идентификация проблемы ......................................................... |
441 |
11.5. Моделирование систем с биопленкой |
446 |
11.6. Анализ действующих станций/пилотных установок |
461 |
11.6.1. Идентификация проблемы ......................................................... |
461 |
11.6.2. Создание экспериментальной программы |
461 |
11.6.3. Интерпретация результатов |
462 |
11.7. Контроль в реальном времени |
464 |
11.8. Интегральное моделирование |
467 |
Литература |
469 |
Предметный указатель |
471 |