具体描述
《污泥生物处理技术》内容包括污泥的厌氧消化产甲烷技术、厌氧消化过程的理论模型、污泥厌氧消化产甲烷的工程设计与实例、污泥厌氧消化产氢技术、污泥堆肥技术和污泥的蚯蚓生态处置技术和常用检测方法。
《污泥生物处理技术》是《污泥处理与资源化丛书》中的一册，适合从事污泥厌氧消化技术、污泥生物堆肥技术等工程设计人员和管理人员，以及大中专师生和科研人员参考阅读。
好的，这是一本关于先进材料科学与工程的图书简介： --- 先进材料科学与工程：结构、性能与应用前沿 作者： 丁宇飞、陈立群 出版社： 科技创新出版社 出版年份： 2024年 ISBN: 978-7-5087-xxxx-x 内容简介 在21世纪的科技浪潮中，材料科学已不再仅仅是支撑工程技术的基础学科，而是驱动革命性技术进步的核心引擎。从信息技术到能源转换，从生物医学到极端环境探索，新材料的突破性发现与工程化应用，正以前所未有的速度重塑着人类社会的面貌。《先进材料科学与工程：结构、性能与应用前沿》一书，正是立足于当前国际材料研究的制高点，系统、深入地剖析了当代先进材料从微观结构到宏观性能的内在联系，并前瞻性地探讨了其在未来工业中的关键角色。 本书并非对传统材料学的简单回顾，而是聚焦于功能化、智能化、多尺度集成这三大核心发展方向。全书共分为五大部分，结构严谨，内容详实，旨在为高年级本科生、研究生以及材料领域的研发人员提供一本兼具理论深度与工程实践指导价值的参考著作。 --- 第一部分：结构-性能的基石：多尺度表征与计算模拟 本部分奠定了理解先进材料的基础。它强调了现代材料科学中“尺度效应”的重要性，即材料的性能在原子、晶体、微观组织直至宏观尺度上表现出的显著差异。 1.1 现代材料表征技术新进展： 详细介绍了透射电子显微镜（TEM）的球差校正技术在原子尺度成像中的突破，聚焦扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）在表面态研究中的应用。尤其关注同步辐射光源（X射线吸收精细结构XAFS、小角散射SAXS）在非晶材料和复合材料内部结构解析中的独特优势。 1.2 计算材料学的前沿方法： 深入探讨了第一性原理计算（如密度泛函理论DFT）如何精确预测材料的电子结构和基本热力学性质。同时，对介尺度模拟技术进行了系统梳理，包括相场法（Phase Field）在描述相变动力学中的应用，以及分子动力学模拟（MD）在预测高分子链运动和界面行为中的精确性。本书强调了如何通过计算结果指导实验设计，实现“材料基因组”计划的核心理念。 --- 第二部分：能源转换与存储的革命性材料 能源是现代工业的命脉。本部分集中探讨了为应对气候变化和能源危机而开发的新一代能源材料。 2.1 新型固态电池体系： 摒弃了对传统锂离子电池的浅尝辄止，本书重点分析了固态电解质的研发瓶颈与突破，包括陶瓷型（如LLZO）、聚合物型和硫化物型电解质的离子导电机制、界面阻抗问题及其界面工程策略。此外，对高能量密度锂金属负极的枝晶抑制技术进行了深入的力学与电化学分析。 2.2 高效光伏材料： 除了标准晶硅技术，本书投入大量篇幅研究钙钛矿太阳能电池（PSC）。内容涵盖钙钛矿材料的晶体缺陷化学、稳定化策略（热、湿气、光照）、缺陷钝化技术（如表面修饰剂的应用），以及器件架构（如n-i-p与p-i-n结构）对效率和寿命的耦合影响。 2.3 催化与燃料电池： 聚焦于非贵金属催化剂的开发，特别是单原子催化剂（SACs）在氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）中的高选择性和高活性机制。对于质子交换膜燃料电池（PEMFC），着重讨论了新的交联聚合物电解质膜（PEM）对高温、低湿度操作的适应性提升。 --- 第三部分：结构材料的轻量化与极端性能 在航空航天、高端制造领域，对材料的强度、韧性、耐腐蚀性和轻量化提出了近乎苛刻的要求。 3.1 高熵合金（HEAs）的微观设计： 这是本领域的研究热点。本书详细阐述了高熵合金中“混沌效应”和“迟滞效应”如何影响其晶体结构（如FCC, BCC, L12相的调控）。重点分析了通过快速凝固、增材制造（3D打印）技术制备的非平衡态高熵合金的超高强度与优异的抗蠕变性能。 3.2 先进复合材料与界面控制： 探讨了碳纤维增强复合材料（CFRP）的界面粘结优化，特别是引入功能性纳米颗粒（如石墨烯、碳纳米管）改善层间韧性（Toughening Mechanisms）。深入分析了金属基复合材料（MMC）中，通过反应阻挡层技术（Reaction Barrier Layers）解决基体与增强相之间脆性金属间化合物生成的问题。 3.3 增材制造（AM）中的材料挑战： 针对选择性激光熔化（SLM）等技术，本书关注了材料在快速凝固过程中出现的宏观缺陷控制（如孔隙率、残余应力）和微观组织演变（如柱状晶生长、枝晶间距调控），以及如何通过激光参数的实时反馈实现性能的均一化。 --- 第四部分：智能与响应性材料 现代系统要求材料不仅能承受载荷，还能感知、响应并自我修复环境变化。 4.1 形状记忆与自修复聚合物： 深入解析了形状记忆聚合物（SMPs）的伪弹性转变机制和热力学驱动力。对于自修复材料，重点阐述了微胶囊破裂释放修复剂的经典体系，并引入了基于可逆共价键（如Diels-Alder反应）或动态氢键网络的本征自修复机制，及其在延长高分子器件寿命中的应用。 4.2 传感与刺激响应材料： 探讨了压电材料和电活性聚合物（EAPs）在柔性电子器件中的应用。尤其关注了可拉伸电子中应变敏感材料的设计，如液态金属填充网络或高度交联的导电聚合物，以实现高应变下的导电稳定性。 --- 第五部分：材料加工与可持续发展 最后一部分将视角投向材料的生命周期管理和绿色制造。 5.1 绿色合成与循环经济： 批判性地评估了传统材料冶金过程中的能耗和污染问题。重点介绍了溶剂热法（Solvothermal Synthesis）、机械力化学（Mechanochemistry）等低能耗、无溶剂的材料合成方法，尤其关注了稀土元素替代和关键矿物回收的材料科学解决方案。 5.2 材料的服役寿命预测与退役： 基于加速老化实验和大数据分析，本书介绍了如何利用机器学习模型来预测复杂材料（如复合材料与涂层）在多因素耦合作用下的失效概率，为关键基础设施的维护提供科学依据。 --- 本书特色 本书的显著特点在于其高度的跨学科融合性。它不仅仅局限于材料本征性能的阐述，更紧密结合了物理化学、固体力学、电化学和计算科学的前沿成果。通过大量的案例分析（如超材料的负折射现象、拓扑绝缘体的边缘态研究），读者能够清晰地理解理论模型是如何转化为可验证的工程实践的。本书语言精确，图表丰富，是深入掌握当代先进材料科学与工程领域核心概念的权威指南。 目标读者： 材料科学与工程、化学工程、物理学、机械工程、能源科学等相关专业的研究生、博士后研究人员、高校教师及工业界的材料研发工程师。
作者简介
目录信息
1 概论 1.1 污泥的来源与分类 1.1.1 城市污泥的来源 1.1.2 城市污泥的分类 1.1.3 城市污泥的性质 1.2 城市污泥的处理与处置工艺 1.2.1 城市污泥的处理工艺 1.2.2 城市污泥的处置工艺 1.2.3 污泥的资源化利用 1.2.4 污泥的减量化技术 1.3 城市污泥的生物处理与处置现状 1.3.1 国内对城市污泥的生物处理与处置现状 1.3.2 国外对城市污泥的生物处理与处置现状 1.4 适合生物方法处理的污泥性质 1.4.1 生物处理法对城市污泥性质的要求 1.4.2 不适合生物方法处理的污泥类别2 污泥的厌氧消化产甲烷技术 2.1 污泥厌氧消化机理 2.1.1 污泥厌氧消化阶段学说 2.1.2 污泥厌氧消化的微生物学原理 2.2 污泥厌氧消化产甲烷的工艺 2.2.1 一段式厌氧消化工艺 2.2.2 两相厌氧消化工艺 2.2.3 三阶段污泥厌氧消化工艺 2.3 影响污泥厌氧消化产甲烷的因素 2.3.1 pH值 2.3.2 碱度 2.3.3 丙酸 2.3.4 搅拌 2.3.5 重金属 2.3.6 碳氮摩尔比 2.3.7 温度 2.3.8 氧化还原电位 2.3.9 挥发性脂肪酸 2.3.10 水力停留时间与有机负荷 2.4 污泥厌氧消化产甲烷技术进展 2.4.1 污泥厌氧消化产甲烷研究现状 2.4.2 污泥厌氧消化处理存在的主要问题3 厌氧消化过程的理论模型 3.1 污泥厌氧消化产甲烷动力学原理 3.1.1 概述 3.1.2 厌氧消化动力学原理 3.2 污泥厌氧消化模型的参数求解 3.2.1 模型参数求解的方法 3.2.2 微分法求解动力学参数 3.2.3 遗传算法在求解动力学参数中的应用4 污泥厌氧消化产甲烷的工程设计与实例 4.1 完全混合式(CSTR)反应器 4.1.1 完全混合式反应器的基本构造 4.1.2 完全混合式反应器的运行实例 4.2 UASB反应器 4.2.1 UASB原理 4.2.2 UASB反应器的构成 4.2.3 UASB反应器的主要设备 4.2.4 其他设计考虑 4.2.5 附属设备 4.3 卵形反应器 4.3.1 卵形反应器的基本构造 4.3.2 卵形反应器的设计计算 4.3.3 卵形反应器的运行实例 4.4 IC反应器 4.4.1 IC厌氧反应器 4.4.2 IC反应器的运行实例5 污泥厌氧消化产氢技术 5.1 污泥厌氧消化产氢技术进展 5.1.1 对生物制氢的认识 5.1.2 国内外对污泥厌氧消化产氢的研究 5.1.3 国内外污泥厌氧消化产氢趋势 5.2 污泥厌氧消化产氢的机理 5.2.1 厌氧消化产氢的微生物学原理 5.2.2 影响污泥厌氧消化产氢的因素 5.3 污泥厌氧消化产氢工艺 5.3.1 预处理工艺 5.3.2 污泥消化添加剂工艺6 污泥堆肥技术 6.1 污泥制肥技术的研究进展与应用前景 6.1.1 污泥堆肥的研究进展 6.1.2 污泥堆肥的应用前景 6.2 污泥好氧堆肥的原理 6.2.1 污泥堆肥的原理 6.2.2 污泥堆肥过程的物质变化 6.2.3 污泥及污泥堆肥农业利用的效果 6.3 污泥好氧堆肥的工艺控制参数 6.3.1 原料 6.3.2 水分 6.3.3 碳氮摩尔比 6.3.4 pH值 6.3.5 粒度 6.3.6 氧气浓度 6.3.7 发酵温度 6.3.8 重金属含量的控制 6.3.9 持久性有机污染物的控制 6.4 污泥堆肥的重金属问题 6.4.1 污泥中的重金属污染及研究状况 6.4.2 污泥中重金属活性的控制 6.4.3 污泥堆肥中重金属残留解决方案7 污泥的蚯蚓生态处置技术 7.1 蚯蚓处理处置污泥的原理 7.1.1 蚯蚓的生理特性 7.1.2 蚯蚓的活动规律 7.2 蚯蚓处理处置污泥的工艺 7.2.1 坑池式处置法 7.2.2 箱式处置法 7.2.3 蚯蚓生物滤池 7.3 蚯蚓处置污泥的操作方法 7.3.1 处置前的准备工作 7.3.2 污泥预处理 7.3.3 日常管理8 常用检测方法 8.1 CODcr的密封催化消解法 8.1.1 范围 8.1.2 原理 8.1.3 水样的采集与保存 8.1.4 试剂 8.1.5 仪器 8.1.6 操作步骤 8.1.7 结果计算 8.1.8 注意事项 8.2 生化需氧量(BOD5)的测定——稀释与接种法 8.2.1 范围 8.2.2 定义 8.2.3 原理 8.2.4 试剂 8.2.5 仪器 8.2.6 样品的贮存 8.2.7 操作步骤 8.2.8 结果计算 8.3 碱度(总碱度、重碳酸盐和碳酸盐)的测定——酸碱滴定法 8.3.1 范围 8.3.2 原理 8.3.3 干扰及消除 8.3.4 方法的适用范围 8.3.5 试剂 8.3.6 仪器 8.3.7 操作步骤 8.3.8 结果计算 8.4 碱度(总碱度、重碳酸盐和碳酸盐)的测定——电位滴定法 8.4.1 范围 8.4.2 原理 8.4.3 试剂 8.4.4 仪器 8.4.5 操作步骤 8.4.6 结果计算 8.4.7 精密度与准确度 8.5 总氮的测定——碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 8.5.1 范围 8.5.2 定义 8.5.3 原理 8.5.4 试剂 8.5.5 仪器和设备 8.5.6 试样制备 8.5.7 操作步骤 8.5.8 结果计算 8.6 氨氮的测定——纳氏试剂比色法 8.6.1 范围 8.6.2 原理 8.6.3 试剂 8.6.4 仪器 8.6.5 采样及样品 8.6.6 操作步骤 8.6.7 结果计算 8.6.8 样品的蒸馏预处理(补充件) 8.7 总磷的测定——钼酸铵分光光度法 8.7.1 范围 8.7.2 原理 8.7.3 试剂 8.7.4 仪器 8.7.5 试样制备 8.7.6 操作步骤 8.7.7 结果计算参考文献
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