生物膜反应器设计与运行手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国建筑工业出版社

作者:美国水环境联合会

出品人:

页数:352

译者:曹相生

出版时间:2013-7

价格:88

装帧:精装

isbn号码:9787112152919

丛书系列:

图书标签:

• 环境科学
• 生物膜反应器
• 膜生物反应器
• 水处理
• 环境工程
• 生物工程
• 反应器设计
• 运行维护
• MBR技术
• 生物处理
• 工程实践

《生物膜反应器设计与运行手册》 简介 《生物膜反应器设计与运行手册》并非一本介绍特定生物膜反应器类型或详述某一具体应用案例的书籍。它提供了一个全面而深入的框架，旨在帮助读者掌握生物膜反应器技术的核心原理、关键设计要素以及高效的运行策略。本书超越了对单一设备模式的拘泥，而是着眼于生物膜反应器作为一种重要的生物处理技术，其背后统一的科学基础和普适性的工程考量。 本书内容聚焦于以下几个核心方面，为读者构建起一个完整的知识体系： 第一部分：生物膜反应器基础理论与原理 本部分将深入探讨生物膜反应器的基本工作原理。我们将首先解析生物膜这一独特的“活体”基质，阐述其构成、生长机制、传质传热特性以及其在污染物降解中的核心作用。重点将放在微生物与载体的相互作用，生物膜的代谢活动，以及不同类型微生物如何在生物膜内形成复杂的生态系统，从而高效地完成污染物转化。 在此基础上，我们将系统介绍生物膜反应器相较于悬浮生长系统在性能上的优势，包括其对负荷变化的耐受性、较低的污泥产量、以及在低浓度污染物处理上的高效性。还将探讨生物膜反应器在处理特定污染物（如有机物、氮、磷、有毒物质等）时所表现出的独特性质和反应机理。 第二部分：生物膜反应器设计要素详解 本部分是本书的重中之重，将从工程设计的角度，全面剖析生物膜反应器的关键设计要素。 载体材料的选择与特性： 详细介绍各种生物膜反应器中常用的载体材料，包括其物理化学性质（比表面积、孔隙率、密度、化学稳定性、机械强度等）、表面特性（亲水性、疏水性、粗糙度等）以及它们如何影响生物膜的附着、生长和传质效率。将对比分析不同类型载体（如生物填料、膜组件、颗粒污泥载体等）在特定应用中的优劣势。 反应器构型设计： 系统介绍不同构型的生物膜反应器，包括固定床反应器（上流式、下流式）、流化床反应器、浸没式膜生物反应器（MBR）、旋转生物接触氧化器（RBC）、序批式生物膜反应器（SBBR）等。分析每种构型的流体动力学特性、传质效率、氧气传递能力、以及其在不同应用场景下的适用性。 水力学设计： 深入探讨水力学模型在生物膜反应器设计中的重要性。包括停留时间分布（RTD）、死区分析、流态化模型以及如何通过合理的水力学设计优化传质效率，避免生物膜脱落和通道效应。 传质与传氧设计： 详细阐述生物膜内部及生物膜与主体液相之间的传质过程，包括氧气、底物和产物的扩散。分析影响传质速率的因素（如生物膜厚度、扩散系数、流速、溶解氧浓度等），以及如何通过优化反应器设计和操作参数来提高传质效率，确保微生物的活性。 曝气系统设计（针对好氧系统）： 详细介绍各种曝气方式（如鼓风曝气、机械曝气）及其优缺点。重点关注溶解氧的分布、氧气传递效率（KLa）、以及如何设计经济有效的曝气系统以满足生物膜代谢需求。 污泥管理与控制： 探讨生物膜反应器中的污泥产生情况，以及如何通过设计和运行参数来控制生物膜的生长速率和脱落，以达到最佳的污染物去除效果和最小的污泥产量。 第三部分：生物膜反应器运行策略与优化 本部分将聚焦于生物膜反应器的实际运行，提供一套系统化的操作指导和优化方法。 生物膜的启动与驯化： 详细介绍生物膜反应器从空载体启动到形成稳定、高效生物膜的整个过程。包括菌种的选择、驯化策略、以及如何监测和评估生物膜的成熟度。 运行参数的监测与控制： 明确指出影响生物膜反应器运行的关键参数，如进水负荷、水力停留时间（HRT）、污泥龄（SRT）、溶解氧（DO）、pH值、温度、碱度等。提供详细的监测方法和异常情况下的判断与处理策略。 生物膜性能的评估与诊断： 介绍多种评估生物膜反应器性能的方法，包括污染物去除率、出水水质指标、生物膜厚度、生物量、传质系数等。讲解如何通过监测数据进行系统诊断，识别潜在问题，并采取相应的改进措施。 运行优化策略： 提出针对不同应用场景下的运行优化策略，例如如何通过调整水力负荷、生物负荷、曝气强度等参数来提高污染物去除效率、降低能耗、或增强对冲击负荷的适应性。 常见问题与故障排除： 系统总结生物膜反应器运行中可能出现的常见问题，如生物膜脱落、堵塞、异味产生、污染物去除效率下降等。并提供详细的诊断和排除方法。 生物膜的再生与维护： 介绍在长期运行过程中，如何进行生物膜的维护，以及在必要时对生物膜进行再生或更换的方法。 第四部分：生物膜反应器在不同领域的应用与展望 本部分将以更宏观的视角，探讨生物膜反应器技术在环境保护和资源化利用中的广泛应用前景。 在废水处理中的应用： 详细介绍生物膜反应器在市政污水、工业废水（如食品、化工、制药、纺织、印染等）中的典型应用案例。重点分析其在处理高浓度有机物、难降解有机物、以及特定污染物（如氨氮、总氮、总磷、重金属、酚类、氰化物等）方面的优势。 在饮用水处理中的应用： 探讨生物膜反应器在去除饮用水中的有机物、铁、锰、硫化物以及生物稳定性等方面的作用。 在资源化利用中的应用： 介绍生物膜反应器在厌氧消化、产甲烷、生物制氢、生物塑料生产等领域的应用，展现其作为绿色生物技术平台的重要性。 技术发展趋势与未来展望： 对生物膜反应器技术未来的发展趋势进行预测，包括新型载体材料的开发、智能化运行控制、与其他技术的耦合应用、以及在更广泛生物过程中的拓展等。 《生物膜反应器设计与运行手册》旨在为工程师、研究人员、技术人员以及相关专业的学生提供一本实用且权威的参考资料。通过深入浅出的讲解和详实的论述，本书致力于帮助读者建立起对生物膜反应器技术的全面理解，从而能够独立地进行设计、操作和优化，有效解决各类生物处理难题。本书将秉持严谨的科学态度，结合前沿的工程实践，为推动生物膜反应器技术的进步和应用做出贡献。

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从阅读体验上来说，这本书的侧重点似乎更倾向于对复杂耦合反应的深入剖析，而非基础概念的普及。对于初次接触该领域的人士来说，可能会觉得前半部分的数学模型推导略显吃力。但一旦跨过这道坎，后续的内容则展现出极强的深度和广度。尤其是关于反应器内物质传递与反应动力学耦合的研究，作者引用了最新的计算流体力学（CFD）模拟结果来解释生物膜内部的氧气和底物扩散限制效应。书中对如何通过优化反应器几何形状来最小化“死区”的设计思路，提供了不同于传统经验公式的分析路径。这要求读者必须具备扎实的化工单元操作背景知识。总的来说，它更像是一本面向高阶研究人员和资深工程师的进阶参考书，其深度足以支撑一个中等规模的科研课题。

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这本书的结构安排极具匠心，它巧妙地平衡了工程实践与环境科学的前沿动态。让我印象深刻的是关于高级氧化技术与生物膜耦合处理难降解污染物的章节。作者没有采用简单的技术罗列，而是构建了一个决策树模型，指导读者根据目标污染物（如内分泌干扰物或特定药物残留）的结构特性，来选择最经济有效的联合处理方案。书中对臭氧氧化过程中产生的中间代谢产物对后续生物膜活性的潜在影响给出了详细的监测指标和缓冲策略。此外，对生物膜反应器在碳氮磷（C/N/P）高效去除方面的最新研究进展也有所涉猎，特别是关于聚磷菌（PAOs）和厌氧释磷菌的培养条件优化，这些都是当前污水处理领域的热点。整本书展现出极强的时代感和前瞻性，确保了书中提供的信息不会很快过时。

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这本书的包装设计简洁大方，封面采用了一种沉稳的蓝色调，与书名中“生物膜反应器”这一专业主题相得益彰。初次翻阅，我便被它清晰的排版和合理的章节划分所吸引。作者在开篇部分似乎花了大量篇幅来介绍各种膜材料的基础性能对比，从微滤到超滤，再到反渗透，每种膜的孔径分布、截留效率以及在不同水质条件下的适用性都有详尽的图表和数据支撑。尤其值得称赞的是，对于膜污染这一核心难题，作者并没有简单地罗列现象，而是深入剖析了生物污垢的形成机理，涉及了EPS（胞外聚合物）的化学特性以及微生物群落结构对膜通量的影响，这为后续的运行优化提供了坚实的理论基础。对于工程实践者而言，这种理论与实际紧密结合的叙事方式无疑是极大的助力，让人感觉作者不仅是理论专家，更是深谙现场操作的资深工程师。整本书读下来，感觉结构严谨，逻辑链条完整，展现出极高的专业水准。

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我是在寻找一套能够指导实际操作、避免“纸上谈兵”的工具书时发现了这本。它最吸引我的地方在于其详尽的案例分析部分，简直就是一本“疑难杂症解决宝典”。例如，当反应器出水水质波动较大时，书中不是笼统地建议“加强预处理”，而是细致地描述了如何通过调整水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的组合参数，结合特定的进水负荷变化曲线，来逐步稳定出水指标。其中关于曝气系统能耗优化的一章，更是让人茅塞顿开。作者没有停留在传统的氧质传递系数（KLa）计算上，而是引入了基于实时溶解氧（DO）梯度监测的动态控制模型，并通过几个不同规模的工业项目数据进行验证，直观地展示了能耗降低了多少百分比。这种实战导向的叙述风格，对于我们这类需要对设备长期运行成本负责的技术人员来说，具有不可替代的价值。

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这本书的语言风格非常严谨，几乎没有丝毫可以被挑剔的模糊地带，它更像是一份标准化的操作规程（SOP）的学术升华版。我特别关注了关于生物膜挂膜与驯化阶段的描述，这往往是初期运行中最容易失败的环节。作者用近乎严苛的篇幅来论述接种污泥的选择标准，包括对特定功能菌群的活性指标要求，以及在升温、降温等非正常环境压力下，如何使用特定的营养源或抑制剂来保护或引导优势菌群的生长。我发现书中对各种新型生物载体材料的孔隙结构与比表面积如何影响生物量和降解效率的讨论尤为深入，提供了大量基于流体力学计算的推荐值。读完这部分，我立即回去重新审视了我们新投运项目中的初始阶段记录，发现此前的一些经验性操作确实存在理论漏洞，这本书有效地填补了这方面的知识空白，让人受益匪浅。

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每次看技术类书籍，我都在想，如果用化学反应式来描述技术传播，那么翻译步骤就是技术传播过程的限制步骤。 若此为真，做机器翻译的公司可算是人类文明目前阶段最伟大的科技公司了。 （我想“伟大”的定义方法之一是：一个事物在因果链条上多大程度上接近起端，也就是第一性。）

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