Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
книги / Очистка сточных вод. Биологические и химические процессы.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
39.3 Mб
Скачать

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