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第1章 绪论 1

1.1 微生物在自然界的重要作用 1

1.2 污染控制微生物学的研究对象和任务 2

1.3 微生物学污染控制工程中的作用 3

1.3.1 在水处理工程中的作用 3

1.3.2 在土壤净化工程中的作用 3

1.3.3 在污染空气净化工程中的作用 4

1.3.4 在城市垃圾处理与资源化中的作用 4

1.4 微生物概述 5

1.4.1 微生物的定义 5

1.4.2 原核微生物与真核微生物 5

1.4.3 微生物的分类地位 6

1.4.4 微生物的分类单位、命名和分类依据 6

1.4.5 微生物的特点 8

1.5 微生物学的发展简史 9

1.5.1 微生物的形态学发展阶段 9

1.5.2 微生物的生理学发展阶段 9

1.5.3 微生物的分子生物学阶段 10

1.6 污染控制微生物学的发展简史 11

1.6.1 污染控制微生物学的产生 11

1.6.2 污染控制微生物学的发展和形成 11

第2章 污染控制微生物学原理 12

2.1 原核微生物 12

2.1.1 细菌 12

2.1.2 放线茵 15

2.1.3 蓝细菌 16

2.2 真核微生物 17

2.2.1 真菌 17

2.2.2 藻类 18

2.2.3 原生动物 19

2.2.4 后生动物 20

2.3 非细胞生物——病毒 21

2.3.1 病毒的形态结构 21

2.3.2 病毒的增殖 22

2.4 微生物的营养 23

2.4.1 微生物的营养物质 23

2.4.2 物质的运输 24

2.4.3 微生物的营养类型 25

2.5 微生物的生长繁殖 25

2.6 微生物的遗传和变异 26

2.6.1 微生物的遗传 26

2.6.2 微生物的变异 28

2.7.1 新陈代谢的有关概念 29

2.7 新陈代谢总论 29

2.7.2 代谢的发生过程 30

2.7.3 中间代谢的实验研究方法 31

2.8 微生物的产能代谢 33

2.8.1 微生物的酶和酶促反应 33

2.8.2 化能异养型微生物的产能代谢——发酵与呼吸 40

2.8.3 化能自养型微生物的产能代谢 54

2.8.4 微生物对有机物的降解规律 56

2.8.5 代谢调节 60

第3章 微生物生态 64

3.1 生态因子概述 64

3.1.1 生态因子 64

3.1.2 非生物因子 66

3.1.3 生物因子 82

3.2.1 土壤的生态条件 84

3.2.2 土壤中微生物的数量和分布 84

3.2 土壤微生物生态 84

3.2.3 土壤自净和污染土壤微生物生态 86

3.3 空气微生物生态 86

3.4 水环境中的微生物 87

3.4.1 水中微生物种类、数量及分布 87

3.4.2 水体自净和污染水体的微生物生态 88

3.5 微生物种群的生存竞争 90

3.5.1 种内的生存竞争 90

3.5.2 种间的生存竞争 93

3.6 微生物的生物群落 97

3.6.1 生态演替 97

3.6.2 顶极群落 98

3.6.3 群落的基本特征 98

3.7 生态系统 98

3.7.2 生态系统的功能 99

3.7.1 生态系统的基本结构 99

3.7.3 生态平衡 100

3.7.4 生态系统中的能流 100

3.8 微生物与自然界中的物质循环 102

3.8.1 碳素循环 102

3.8.2 氮素循环 104

3.8.3 硫素循环 104

3.8.4 其他元素的微生物转化 105

第4章 废水好氧生物处理的原理与应用 106

4.1 废水生物处理的基本原理 106

4.1.1 好氧生物处理的基本原理 106

4.1.2 厌氧生物处理的基本原理 108

4.2 活性污泥法 110

4.2.1 好氧活性污泥中的微生物群落 110

4.2.2 活性污泥法的各种演变及应用 112

4.3 生物膜法 120

4.3.1 好氧生物膜中的微生物群落 120

4.3.2 生物膜法的基本流程及特征 121

4.3.3 生物膜反应器 122

4.4 自然处理法 136

4.4.1 稳定塘 136

4.4.2 污水的土地处理系统 140

第5章 废水厌氧生物处理原理及应用 142

5.1 厌氧生物处理中的微生物及其生理特征 142

5.1.1 非产甲烷细菌 142

5.1.2 产甲烷细菌 143

5.2 厌氧生物处理的微生物生态学 147

5.2.1 厌氧生物处理过程中微生物优势种群的演替 147

5.2.2 非产甲烷细菌和产甲烷细菌之间的相互关系 147

5.2.3 产酸发酵菌群代谢的 NADH/NAD+调节 149

5.2.4 产甲烷细菌的生态分布 150

5.3 生物相分离技术 150

5.3.1 生物相分离技术的概念 150

5.3.2 两相厌氧生物处理技术 152

5.3.3 最佳发酵产物的选择和控制 153

5.4 厌氧生物处理工艺学 154

5.4.1 厌氧生物处理工艺条件及其控制 154

5.4.2 废水厌氧生物处理工艺 157

第6章 水体的富营养化和脱氮除磷技术 165

6.1 水体富营养化现象 165

6.1.1 富营养化产生的原因 165

6.1.2 富营养化的危害 166

6.1.3 控制水体富营养化的措施与方法 166

6.1.4 评价水体富营养化的指标 168

6.2.2 生物脱氮的基本原理 170

6.2.1 水体中氮化物的危害 170

6.1.5 富营养化水体中的常见藻类 170

6.2 生物脱氮 170

6.2.3 生物脱氮的基本流程 171

6.2.4 影响脱氮作用的环境因素 173

6.2.5 同时硝化反硝化(SND) 174

6.3 生物除磷 176

6.3.1 生物除磷的基本原理 176

6.3.2 生物除磷的基本工艺流程 177

6.3.3 影响生物除磷的主要因素 177

第7章 固体废弃物与大气污染的生物治理技术 179

7.1 固体废弃物的生物处理技术 179

7.1.1 微生物对固体废弃物的处理方法与原则 179

7.1.2 有机固体废弃物的生物处理技术 179

7.2 大气污染的生物处理技术 184

7.2.2 微生物洗涤工艺 185

7.2.1 微生物吸收工艺 185

7.2.3 生物滴滤工艺 186

7.2.4 微生物过滤工艺 186

第8章 微生物对难降解物质的降解与转化 188

8.1 有机污染物的生物降解性 188

8.1.1 研究生物降解性的意义 188

8.1.2 生物降解性的特点 188

8.1.3 微生物降解有机物的潜在能力 190

8.2 自然界中难降解物质的分解与转化 190

8.2.1 纤维素的降解 191

8.2.2 半纤维素的降解 191

8.2.3 木质素的降解 192

8.2.4 核酸的降解 192

8.3 烃类化合物的分解与转化 193

8.2.5 几丁质的降解 193

8.3.1 烷烃类化合物的降解 194

8.3.2 烯烃类化合物的降解 194

8.3.3 三脂环烃类化合物的降解 194

8.3.4 芳香烃类化合物的降解 195

8.4 合成有机化合物的分解与转化 195

8.4.1 氰(腈)类化合物的降解 195

8.4.2 合成洗涤剂的降解 196

8.4.3 塑料的降解 196

8.4.4 化学农药的降解 197

8.5 微生物对无机污染物的转化 200

8.5.1 汞污染与转化 200

8.5.2 铁的转化 202

8.5.3 砷的转化 203

8.5.4 镉的转化 204

8.5.5 铅的转化 205

第9章 水的卫生细菌学与给水处理技术 206

9.1 水中的病原微生物及其检测技术 206

9.1.1 水中细菌及病原微生物群落的分布 206

9.1.2 水中的病原细菌 206

9.1.3 生活饮用水的微生物污染指示菌及其指标 207

9.1.4 饮用水的微生物学检验 209

9.1.5 水中的病毒及其检验 211

9.2 微污染水源水的生物预处理 212

9.2.1 生物处理的对象和目的 213

9.2.2 生物预处理的可行性 214

9.2.3 生物预处理的特点 214

9.2.4 生物氧化预处理技术 215

9.3.1 臭氧活性炭 219

9.3 饮用水的深度净化技术 219

9.3.2 臭氧氧化 220

9.3.3 活性炭吸附 220

9.3.4 光催化氧化 221

9.3.5 生物活性炭 222

9.3.6 吹脱法 223

9.3.7 其他开展研究的新技术 223

9.4 饮用水的消毒技术 224

9.4.1 用氯和含氯物质消毒 224

9.4.2 用碘消毒 226

9.4.3 水的臭氧氧化 226

9.4.4 用银离子消毒 228

9.4.5 用紫外线消毒 229

9.4.7 饮用水的加热消毒 231

9.4.6 超声波消毒 231

第10章 生物修复技术 232

10.1 生物修复技术原理 232

10.1.1 基本概念 232

10.1.2 用于生物修复的微生物类型 232

10.1.3 生物修复的影响因素 234

10.2 污染控制微生物修复的可行性 238

10.2.1 生物修复技术的优点和局限性 238

10.2.2 评价生物修复可行性的程序 240

10.2.3 可处理性试验 240

10.3 污染控制微生物修复工程技术 241

10.3.1 土壤生物修复工程技术 241

10.3.2 地下水生物修复工程技术 244

10.3.3 海洋石油污染的生物修复 245

11.1.1 固定化种类概述 248

11.1 固定化技术及应用 248

第11章 微生物新技术的研究与应用 248

11.1.2 固定化方法 249

11.1.3 应用固定化工程菌处理含酚废水简介 250

11.2 生物传感器 253

11.2.1 生物传感器的原理 254

11.2.2 生物传感器的分类 254

11.2.3 生物传感器的发展前景 255

11.3 生物絮凝剂的生产与应用 256

11.3.1 生物絮凝剂及其意义 256

11.3.2 生物絮凝剂发展历史 257

11.3.3 生物絮凝剂产生菌及筛选 258

11.3.4 生物絮凝剂的结构及絮凝机理 259

11.3.5 影响生物絮凝剂絮凝效果的因素 261

11.3.6 生物絮凝剂的遗传学研究 262

11.3.7 生物絮凝剂的发酵生产 263

11.3.8 生物絮凝剂的应用 266

11.3.9 发展与展望 267

11.4 生物增强技术与应用 268

11.4.1 生物增强技术的发展 268

11.4.2 生物增强技术的实现 269

11.4.3 生物增强技术的应用原则 274

11.4.4 生物添加剂应用实例 275

11.4.5 评估生物制剂效益的理论及方法 278

11.4.6 综合评论及建议 280

11.5 低温微生物及其在环境工程中的应用 280

11.5.1 生物的生态及主要类群 281

11.5.2 低温微生物适应性的分子机制 281

11.5.3 低温微生物在环境污染物治理方面的应用 281

参考文献 284