本书系统阐述了好氧颗粒污泥的发展历程和理论基础，污泥颗粒化关键评价指标及其测定方法，基于混凝强化和群体感应的颗粒污泥快速培养技术，以及强化造粒技术在低有机负荷废水、解体颗粒污泥原位修复及难降解有机物去除等方面的应用案例，并总结了目前有关好氧污泥强化造粒技术的研究进展及污泥颗粒化技术的工程应用，旨在积极探索好氧颗粒污泥的快速培养方法，从根本上解决颗粒形成周期长、系统启动慢的问题等。
本书具有较强的系统性、实践性和可操作性，可供从事污水生物处理等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程、生物工程及相关专业师生参阅。
第1章 好氧颗粒污泥的发展历程与理论基础 001
1.1 好氧颗粒污泥的发展与特点 001
1.1.1 好氧颗粒污泥的发展 001
1.1.2 好氧颗粒污泥的特点 002
1.2 好氧颗粒污泥的形成机制 005
1.2.1 微生物自凝聚假说 006
1.2.2 诱导核假说 007
1.2.3 胞外聚合物假说 008
1.2.4 丝状菌假说 008
1.2.5 群体感应假说 009
1.2.6 选择压驱动假说 010
1.3 好氧颗粒污泥颗粒化的影响因素 010
1.3.1 接种污泥 011
1.3.2 反应器类型 011
1.3.3 进水条件 012
1.3.4 运行工况 014
1.3.5 胞外聚合物 016
1.3.6 细胞疏水性 017
1.3.7 群体感应 017
1.4 好氧颗粒污泥的培养方式 017
1.4.1 序批式培养 018
1.4.2 连续流培养 022
参考文献 028
第2章 污泥颗粒化进程中的关键指标及表征方法 032
2.1 污泥形貌 032
2.1.1 相机拍摄 032
2.1.2 光学显微镜成像 033
2.1.3 电子显微镜成像 034
2.1.4 荧光显微镜成像 035
2.1.5 电子计算机断层扫描 037
2.1.6 光学相干断层扫描与弹性成像 038
2.1.7 核磁共振成像 039
2.2 污泥特性 039
2.2.1 污泥粒径 039
2.2.2 沉降性能 042
2.2.3 稳定性能 044
2.2.4 絮凝性能 045
2.3 胞外聚合物 048
2.3.1 提取方法 048
2.3.2 性质表征 052
2.4 信号分子 060
2.4.1 提取和纯化方法 061
2.4.2 测定方法 062
2.5 微生物种群特性 065
2.5.1 FISH 技术 066
2.5.2 高通量测序技术 067
参考文献 069
第3章 基于混凝强化的好氧颗粒污泥快速培养技术 074
3.1 混凝强化造粒条件下好氧颗粒污泥的快速培养 074
3.1.1 混凝剂的选择及投加量的确定 074
3.1.2 强化造粒过程中污泥形态的动态分析 075
3.1.3 强化造粒条件下颗粒污泥的物化特性 076
3.1.4 混凝强化造粒条件下好氧颗粒污泥的污染物去除特性 079
3.2 混凝强化造粒的操作条件控制及工艺优化 082
3.2.1 pH 值对好氧污泥混凝强化造粒的影响 082
3.2.2 反应器混合方式与混凝强化造粒的关系 086
3.2.3 混凝剂投加时长对混凝强化造粒效果的影响 089
3.2.4 混凝剂投加时间在混凝强化造粒中的作用 094
3.3 混凝强化下好氧颗粒污泥的形成机制 098
3.3.1 混凝剂在好氧污泥强化造粒过程中的作用 098
3.3.2 混凝剂对污泥颗粒化过程强化作用的时效性 106
3.3.3 好氧污泥混凝强化造粒作用机制分析 107
3.4 典型铝系混凝剂在混凝强化造粒过程中的作用特征 110
3.4.1 铝系混凝剂对好氧颗粒污泥形成的强化特征 111
3.4.2 铝系混凝剂对反应器性能的影响 112
3.4.3 铝系混凝剂作用下污泥EPS的分泌特征 113
3.4.4 强化造粒条件下好氧颗粒污泥中的元素分析 117
3.4.5 铝系混凝剂对好氧污泥颗粒化的作用机理 119
参考文献 121
第4章 基于群体感应的好氧颗粒污泥快速培养生物技术 124
4.1 微生物群体感应效应 124
4.1.1 细菌的群体感应系统 124
4.1.2 群体感应信号分子的特点及主要类型 126
4.1.3 信号分子AHLs在环境领域的应用现状 128
4.2 信号分子AHLs 分泌菌的筛选及代谢特征 128
4.2.1 信号分子AHLs释放菌株的分离筛选与鉴定 129
4.2.2 信号分子释放菌株A-L2所分泌AHLs的定性分析 134
4.2.3 信号分子分泌菌株的AHLs释放模式研究 137
4.3 信号分子分泌菌作用下好氧颗粒污泥的形成特性 151
4.3.1 好氧污泥颗粒化过程中理化性质的变化 154
4.3.2 好氧污泥颗粒化过程中信号分子含量的变化 156
4.3.3 好氧污泥颗粒化过程中的EPS分泌特性 157
4.3.4 好氧污泥颗粒化过程中的污染物去除效能 158
参考文献 161
第5章 低有机负荷下好氧污泥快速造粒的培养特性 164
5.1 有机负荷对好氧颗粒污泥形成过程的影响 164
5.1.1 不同有机负荷条件下好氧颗粒污泥的形成 164
5.1.2 不同有机负荷对污泥EPS分泌特性的影响 169
5.1.3 不同有机负荷条件下污泥EPS分级组分特征 175
5.2 低有机负荷下碳源类型在污泥颗粒化进程中的影响 176
5.2.1 好氧颗粒污泥形成过程及污泥特性对碳源类型的响应 177
5.2.2 不同碳源类型下好氧颗粒污泥的污染物去除效果 182
5.2.3 碳源类型对污泥颗粒化中微生物种群结构演替的影响 186
5.3 低有机负荷下胞外DNA 在污泥颗粒化中的作用 191
5.3.1 eDNA在污泥颗粒化中的含量变化 191
5.3.2 eDNA在污泥颗粒化中的分布规律 192
5.3.3 eDNA在污泥颗粒化中的作用机制 193
5.4 基于载体投加的低有机负荷下好氧污泥快速造粒过程 194
5.4.1 载体投加对好氧颗粒污泥形成及污泥特性的强化 194
5.4.2 不同培养条件下好氧颗粒污泥系统的性能对比 196
5.4.3 载体投加对污泥EPS含量及化学特性的影响 198
5.4.4 快速造粒过程中污泥微生物群落演替特征 200
参考文献 204
第6章 解体颗粒污泥原位修复与强化策略 207
6.1 解体颗粒污泥再形成的过程优化 207
6.1.1 沉降时间对解体颗粒污泥再形成的影响 207
6.1.2 有机负荷对解体颗粒污泥再次颗粒化的作用 210
6.2 “再生”颗粒污泥的污泥特性 212
6.2.1 “再生”颗粒的物化性质 212
6.2.2 “再生”颗粒的基质降解能力 213
6.3 混凝强化造粒技术在解体颗粒污泥原位修复中的应用 217
6.3.1 混凝强化作用下解体颗粒污泥的再形成 217
6.3.2 混凝强化对解体颗粒污泥性质的影响 218
6.3.3 混凝强化下颗粒污泥再生过程中污染物去除效能 220
6.4 混凝强化条件下解体颗粒污泥的“再生”机制 221
参考文献 222
第7章 高效降解喹啉好氧颗粒污泥的快速培养 223
7.1 不同运行周期对降解喹啉颗粒污泥形成的影响 223
7.1.1 污泥形态对运行周期的响应特征 223
7.1.2 不同运行周期下污泥的物理特性 225
7.2 不同运行周期下降解喹啉颗粒污泥的污染物去除效能 226
7.2.1 COD及喹啉去除效果 226
7.2.2 污泥系统脱氮除磷特性 227
7.3 污泥EPS 在不同运行周期下的响应特征 229
7.3.1 EPS的含量变化 229
7.3.2 EPS的荧光特性组分变化 230
7.4 不同运行周期下降解喹啉颗粒污泥微生物群落演替规律 232
7.4.1 微生物种群多样性与丰富度分析 232
7.4.2 物种群落结构分析 235
7.4.3 物种差异性分析 238
7.4.4 物种代谢通路差异分析 239
参考文献 240
第8章 好氧颗粒污泥强化造粒新进展 242
8.1 生物强化造粒技术 242
8.1.1 絮凝菌强化造粒 242
8.1.2 菌丝球强化造粒 245
8.2 物理场强化造粒技术 249
8.2.1 静磁场强化造粒 249
8.2.2 直流电场强化造粒 250
8.3 载体介质强化造粒技术 251
8.3.1 生物炭强化造粒 252
8.3.2 颗粒活性炭强化造粒 254
8.3.3 碳纤维强化造粒 256
8.3.4 磁性纳米颗粒强化造粒 257
8.4 群体感应强化造粒技术 259
8.5 工艺调控强化造粒技术 262
参考文献 265
第9章 好氧颗粒污泥技术的工程化应用 269
9.1 中试规模的工程化应用 269
9.1.1 城市污水处理 269
9.1.2 工业污水处理 272
9.2 全规模的工程化应用 276
9.2.1 Nereda??工艺 276
9.2.2 S::Select??技术 281
9.3 工程化应用新技术 283
参考文献 285
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