目錄
第1章 污水生物處理微生物化學計量學 1
1.1 理論化學需氧量與電子當量 2
1.2 微生物細胞的經驗化學計量式 2
1.3 基質分配和化學計量學的細胞產率 4
1.3.1 基于基質分配及基于化學計量學的細胞產率 4
1.3.2 基于微生物能量學估算實際產率 6
1.3.3 污水處理工藝中的細胞產率 8
1.4 生物處理工藝化學計量學 9
1.4.1 好氧活性污泥工藝化學計量學 10
1.4.2 自養(yǎng)硝化化學計量學 12
1.4.3 異養(yǎng)反硝化化學計量學 13
1.4.4 厭氧消化化學計量學 13
術語表 14
第2章 污水生物處理微生物代謝能量學 17
2.1 微生物代謝能量學基本概念 17
2.1.1 電子與能量載體 17
2.1.2 微生物代謝的能量特征 18
2.2 微生物代謝的能量反應 27
2.3 微生物代謝的總反應 30
2.4 微生物代謝反應的自由能 34
2.5 微生物代謝的熱力學描述 36
2.5.1 基于電子當量的熱力學描述 36
2.5.2 基于生物體碳元素物質的量的熱力學描述 40
2.6 污水處理生物體系的能量遷移 42
2.6.1 熱力學平衡與自由能 43
2.6.2 能量代謝的動態(tài)平衡 44
2.6.3 物質代謝過程中的能量遷移 45
術語表 46
第3章 污染物化學能及其定向轉化 49
3.1 污水生物處理工藝的熱力學基礎 49
3.1.1 污水生物處理過程熱力學基本概念 50
3.1.2 熱力學第一定律與焓 51
3.1.3 熱力學第二定律與熵 54
3.2 污水中污染物化學能(焓) 56
3.2.1 熱力學“死態(tài)”與化學能 56
3.2.2 基準物和元素的化學焓 59
3.2.3 有機物質化學焓的估算法 60
3.3 理想功與損耗功的概念 61
3.4 污染物化學?與分析模型 62
3.4.1 ?的概念與組成 62
3.4.2 ?與理想功 64
3.4.3 熱量?與有機物質化學? 64
3.4.4 ?分析模型 69
3.5 污染物化學能與理論需氧量的關系 75
3.5.1 化學焓與理論需氧量的定量關系 76
3.5.2 化學?與理論需氧量的定量關系 77
3.6 污染物化學能高效定向轉化 80
3.6.1 不同電子受體能量傳遞效率 80
3.6.2 不同電子受體的污泥產率計算 82
術語表 87
第4章 城市污水處理廠能耗與能效評價 92
4.1 城市污水污泥元素特征與分析 92
4.1.1 城市污水污泥元素測試方法 92
4.1.2 城市污水污泥元素特征分析案例 97
4.2 城市污水污泥熱值特征與分析 106
4.2.1 城市污水污泥熱值分析方法 106
4.2.2 案例城市污水污泥熱值特征 109
4.2.3 案例污水處理廠污水污泥含能構成分析 120
4.3 污水處理工藝能量平衡與能效評價 121
4.3.1 能耗研究的評價指標 121
4.3.2 污水處理能量分析模型 122
4.3.3 污水處理工藝能量分析案例 126
4.3.4 基于能量分析的工藝節(jié)能優(yōu)化 147
術語表 164
第5章 基于微生物代謝的零能耗污水處理與模型 169
5.1 零能耗污水處理的概念及碳流分析 169
5.2 零能耗污水處理模型構建 172
5.2.1 零能耗污水處理模型構建思路與方法 173
5.2.2 零能耗污水處理模型的數學推導 174
5.3 零能耗污水處理的可行性分析 177
5.3.1 零能耗污水處理的評估 177
5.3.2 零能耗污水處理的溫室氣體減排潛力 186
5.3.3 零能耗污水處理模型的工程意義 187
5.4 基于零能耗評估的中國零能耗城市污水處理廠地理分布 189
5.4.1 案例城市污水處理廠及其特征 189
5.4.2 我國城市污水COD特征與能量回收潛力 193
5.4.3 城市污水處理能耗影響因素分析 195
5.4.4 不同區(qū)域零能耗污水處理實現(xiàn)的潛力 200
5.4.5 我國污水處理廠能量回收優(yōu)化策略 203
術語表 204
參考文獻 207
附錄A 式(3.55)的推導 217
附錄B 案例城市污水處理廠的工藝特征參數表 219