1水和废水处理：活性炭吸附历史回顾及其与生物工艺的耦合

1.1活性炭的历史

1.2活性炭的应用概述

1.3活性炭在环境污染领域的应用

1.3.1活性炭在给水处理中的应用

1.3.2活性炭在污水处理中的应用

1.3.3活性炭在其他污染治理中的应用

1.3.4吸附生化耦合技术在水处理中的应用

1.3.5耦合技术对其他污染物的强化去除

参考文献

2水和废水处理中活性炭吸附基础

2.1活性炭

2.1.1活性炭制备

2.1.2活性炭特性

2.1.3活性炭种类

2.2吸附

2.2.1吸附类型

2.2.2吸附影响因素

2.2.3吸附动力学

2.2.4吸附平衡和吸附等温线

2.2.5单组分/多组分吸附

2.3水和废水处理中的活性炭吸附反应器

2.3.1PAC吸附器

2.3.2GAC吸附器

2.4活性炭再生与活化

参考文献

3活性炭吸附与生化降解耦合废水处理工艺

3.1二级与三级处理：生化、吸附单体工艺向耦合工艺的发展

3.1.1活性炭在二级处理工艺中的应用

3.1.2活性炭在三级处理工艺中的应用

3.2吸附和生化去除耦合作用机理

3.2.1有机物的主要去除机理

3.2.2有机物/生物质/活性炭间的主要反应

3.2.3污染物特性对其表现及去除的影响

3.3颗粒活性炭（GAC）与废水生物处理技术的耦合

3.3.1GAC反应器在废水处理中的地位

3.3.2GAC反应器的生物活性

3.3.3GAC向BAC的转化

3.3.4BAC反应器中的主要反应进程

3.3.5BAC反应器的种类

3.4PAC与废水生物处理技术的耦合

3.4.1一级连续流好氧PACT？工艺

3.4.2序批式PACT工艺

3.4.3厌氧PACT工艺

3.5PAC/GAC膜生物工艺

3.5.1膜生物反应器（MBR）

3.5.2PAC-MBR工艺

3.5.3生物膜GAC过滤工艺——BioMAC工艺

3.6耦合工艺的特色

3.6.1活性炭强化有机碳的去除

3.6.2活性炭强化硝化作用

3.6.3活性炭强化反硝化作用

3.6.4活性炭对无机物的作用

3.6.5活性炭强化厌氧处理效果

3.6.6活性炭生物污泥的特点

3.6.7PAC对膜生物反应器的作用

3.7PACT和BAC污泥的再生

参考文献

4活性炭对特殊污染物和废水的生物处理：小试和中试研究

4.1工业废水的处理

4.1.1制药废水的处理

4.1.2造纸及纸浆废水的处理

4.1.3炼油及石油化工废水的处理

4.1.4纺织废水的处理

4.1.5其他工业废水的处理

4.2特殊化合物的去除

4.2.1挥发性有机物（VOCs）的去除

4.2.2酚类化合物的去除

4.2.3药品和内分泌干扰物（EDC）的去除

4.2.4杀虫剂和多氯联苯（PCBs）的去除

4.2.5优先控制污染物的去除

4.2.6染料的去除

4.2.7二级处理出水中有机污染物的去除

4.2.8其他化合物的去除

4.3垃圾渗滤液处理

4.3.1PACT工艺处理渗滤液

4.3.2PAC-MBR工艺处理渗滤液

4.3.3BAC工艺处理渗滤液

参考文献

5活性炭吸附耦合生化处理工程案例

5.1PACT工程案例

5.1.1PACT处理工业废水

5.1.2PACT处理生活与工业混合废水

5.1.3PACT处理垃圾渗滤液

5.1.4PACT处理受污染地下水

5.1.5PACT生活污水深度处理

5.1.6PACT处理受污染雨水

5.2BAC工程案例——以回用为目的的BAC过滤工艺

5.2.1回用于农业灌溉

5.2.2回用于饮用

5.2.3回用于非饮用目的的其他用途

参考文献

6吸附生物降解耦合工艺污水处理模型

6.1生物活性的GAC吸附剂模型

6.1.1引言

6.1.2炭颗粒表面生物膜的传质反应过程

6.1.3与基本工艺相关的吸附生物降解耦合的优点

6.1.4GAC/BAC反应器模型方法

6.1.5包括吸附和生物降解的BAC反应器模型

6.2PACT工艺的模型

6.2.1PACT工艺中的质量平衡

6.2.2PACT工艺中PAC质量平衡

6.2.3PACT工艺中基质去除模型

参考文献

7生物处理工艺中活性炭生物再生

7.1生物再生机理

7.1.1基于浓度梯度的生物再生

7.1.2基于胞外酶反应的生物再生

7.1.3基于微生物驯化的生物再生

7.2离线生物再生

7.3PACT和BAC系统中的同步生物再生

7.4吸附可逆性对生物再生效果的影响

7.5其他影响生物再生的因素

7.5.1生物降解能力

7.5.2基质的化学性质

7.5.3活性炭粒径

7.5.4活性炭的孔隙度

7.5.5活性炭的活化方式

7.5.6活性炭的物理表面性质

7.5.7脱附动力学

7.5.8活性炭与基质的接触时间

7.5.9浓度梯度和活性炭饱和度

7.5.10生物浓度

7.5.11溶解氧浓度

7.5.12微生物种类

7.5.13微生物代谢产物

7.5.14多种底物的存在

7.6生物再生效果的测定

7.6.1评估吸附再生的程度

7.6.2吸附等温线法

7.6.3吸附容量法

7.6.4溶剂萃取直接测量法

7.6.5吸附生物降解对比分析法

7.6.6生物降解产物法

7.6.7好氧呼吸测量法

7.6.8SEM检测

7.7厌氧/缺氧系统中的生物再生

7.8活性炭生物再生模型

7.8.1同步生物再生模型

7.8.2单组分系统生物再生模型

7.8.3多组分系统生物再生模型

7.8.4离线生物再生模型

7.8.5生物再生动力学模型

参考文献

8给水处理中活性炭吸附生物降解耦合技术

8.1引言

8.2水处理生化过程原理

8.3水处理中有机物的重要性

8.3.1采用有机碳表示有机物

8.3.2测定天然有机物中的可生物降解组分

8.3.3不可生物降解溶解性有机碳（non-BDOC或NBDOC）

8.3.4依据分子大小和化学性质分离天然有机物

8.4传统水处理对NOM的去除

8.4.1NOM去除理论

8.4.2NOM去除程度

8.5给水处理中的活性炭技术

8.5.1粉末活性炭（PAC）的投加

8.5.2颗粒活性炭（GAC）过滤

8.6生物活性炭（BAC）过滤

8.6.1BAC过滤的历史

8.6.2臭氧与BAC联合

8.6.3BAC在水厂中的应用情况

8.7水的吸附和生物降解性

8.7.1原水NOM

8.7.2臭氧对NOM特性的影响

8.7.3水中有机物吸附性能和生物降解性能的确定

参考文献

9BAC过滤对NOM、营养元素和微污染物的去除

9.1有机物去除

9.1.1主要机理

9.1.2穿透曲线

9.1.3BAC滤池的生物再生

9.2BAC过滤效果的主要影响因素

9.2.1GAC与其他滤料的比较

9.2.2GAC的类型

9.2.3空床接触时间（EBCT）和水力负荷（HLR）

9.2.4滤池反冲洗

9.2.5温度

9.2.6残留氧化剂

9.3BAC滤池的运行效果：有机物去除

9.4BAC滤池的运行效果：营养物去除

9.4.1BAC滤池内的硝化作用

9.4.2BAC滤池内的反硝化

9.5BAC滤池对有机微污染物的去除

9.5.1水中的有机微污染物

9.5.2本底NOM和有机微污染物的竞争

9.5.3有机微污染物在预载GAC中的吸附

9.5.4GAC特性对吸附的影响

9.5.5BAC过滤对有机微污染物的吸附和生物降解

9.5.6BAC过滤对消毒副产物及前驱物的去除

9.6BAC滤池对离子污染物的去除

9.6.1硝酸盐去除

9.6.2溴酸盐去除

9.6.3高氯酸盐去除

9.7PAC和GAC在生物膜工艺中的集成

9.7.1直接投加PAC至膜生物反应器

9.7.2BAC过滤后接膜生物反应器

9.8GAC用于地下水生物修复

9.9BAC滤池中的生物特性

9.9.1BAC滤池的微生物生态学

9.9.2BAC滤池内的生物膜生长控制

9.9.3BAC滤池内生物量和生物活性的确定

9.9.4采用传统技术和分子生物学技术测定微生物

9.9.5出水的微生物安全性

参考文献

10给水处理厂BAC滤池应用实例

10.1BDOC和AOC作为配水管网生物再生潜能指标的限值

10.2BAC过滤工程案例

10.2.1德国Mulheimn水厂

10.2.2荷兰阿姆斯特丹Leiden水厂

10.2.3法国巴黎郊区水厂

10.2.4加拿大魁北克Ste Rose水厂

10.2.5瑞士Zurich-Lengg水厂

10.2.6荷兰阿姆斯特丹Weesperkarspel水厂

10.2.7澳大利亚维多利亚州3座水厂

10.3评价臭氧和BAC过滤的新方法

10.4水源为地下水的BAC工程实例

参考文献

11给水处理中的BAC过滤模型

11.1基质去除和生物膜形成

11.2BAC过滤模型

11.2.1侧重滤池内生物降解过程的模型

11.2.2吸附和生物降解工艺集成模型

11.2.3微污染物去除模型描述

参考文献

12结论与展望

12.1PACT和BAC在污水和给水处理中的应用综述

12.2去除机理和微污染物消除的研究前景

12.2.1污水处理

12.2.2给水处理

12.3活性炭生物再生的研究前景

12.3.1活性炭类型的重要性

12.3.2活性炭生物再生

12.3.3BAC物化再生

缩略语表

致谢

索引