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第1章 绪论 1

1.1微生物在自然界的主要作用 1

1.2水处理微生物学的研究对象和任务 1

1.3微生物学在水处理过程中的作用 1

1.4微生物概述 2

1.4.1微生物的定义 2

1.4.2原核微生物与真核微生物 2

1.4.3微生物的分类 3

1.4.4微生物的分类单位、命名和分类依据 3

1.4.5微生物的生物学特点 4

参考文献 4

第2章 微生物的性状和分类 5

2.1原核微生物 5

2.1.1细菌 5

2.1.2放线菌 13

2.1.3蓝细菌 16

2.1.4其他原核生物类群 17

2.1.5水环境中常见的原核微生物类群 20

2.2真核微生物 22

2.2.1真菌 22

2.2.2藻类 25

2.2.3原生动物 27

2.2.4后生动物 27

2.2.5水环境中常见的真核微生物类群 29

2.3非细胞生物的超微生物——病毒 34

2.3.1病毒的一般特征及主要类群 35

2.3.2病毒的形态结构 35

2.3.3病毒的增殖 35

2.3.4病毒的测定和培养 37

2.3.5病毒对物理、化学、抗生素的抵抗力 38

参考文献 39

第3章 微生物的生理 41

3.1微生物的酶 41

3.1.1酶的组成和结构 41

3.1.2酶的命名和分类 42

3.1.3酶的催化特性 43

3.1.4影响酶促反应的因素 43

3.2微生物的营养 45

3.2.1微生物细胞的化学组成和营养要素 45

3.2.2微生物的营养类型 47

3.2.3微生物对营养物质的吸收 48

3.2.4培养基 49

3.3微生物的代谢 52

3.3.1新陈代谢的有关概念 52

3.3.2微生物的产能代谢 53

3.3.3微生物的合成代谢 57

3.3.4微生物代谢的调节 58

3.4微生物对难降解物的降解和转化 60

3.4.1污染物的生物降解性 60

3.4.2石油类物质的分解与转化 61

3.4.3合成有机物的降解和转化 63

3.4.4微生物对重金属污染物的转化 64

参考文献 65

第4章 微生物的生长 66

4.1微生物生长的测定 66

4.1.1细胞数的测定 66

4.1.2细胞生物量的测定 68

4.2微生物的生长规律 69

4.2.1单细胞微生物的典型生长曲线 69

4.2.2生长的数学模型 71

4.2.3微生物的同步培养 72

4.2.4厌氧培养 75

4.3环境因子对微生物的影响 77

4.3.1微生物生长的环境条件 77

4.3.2生物因子 80

参考文献 81

第5章 微生物的遗传和变异 82

5.1微生物遗传变异的物质基础 82

5.1.1遗传和变异的物质基础 82

5.1.2 DNA的结构和复制 84

5.1.3 DNA的存在形式 86

5.2微生物的基因突变 87

5.2.1突变的类型 87

5.2.2基因突变的机制 88

5.3微生物的基因重组 90

5.3.1原核微生物的基因重组 90

5.3.2真核微生物的基因重组 91

5.4微生物的菌种选育 92

5.4.1水处理工程菌种筛选程序 92

5.4.2微生物的诱变育种 92

5.4.3原生质体融合育种 93

5.4.4基因工程技术用于高效工程菌种改良 95

5.5微生物菌种保藏及复壮 95

5.5.1微生物菌种保藏 95

5.5.2菌种的退化与复壮 98

5.6分子生物学技术及其在水处理工程中的应用 98

5.6.1聚合酶链反应技术 98

5.6.2变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术 100

5.6.3荧光原位杂交技术 101

5.6.4分子生物学技术在水处理中的应用 102

5.7微生物新技术的研究与应用 104

5.7.1固定化技术及应用 104

5.7.2水处理工程中生物强化技术与应用 106

5.7.3微生物制剂的开发和应用 107

参考文献 109

第6章 微生物的生态系统 111

6.1水处理生态系统的基本概念及特征 111

6.1.1生态系统及其基本结构 111

6.1.2生态系统的功能 112

6.1.3水生态系统的基本特征与类型 113

6.1.4微生物在生态系统中的作用 115

6.2微生物在各生态系统中的分布 116

6.2.1水体微生物生态 116

6.2.2土壤微生物生态 118

6.2.3空气微生物生态 120

6.3微生物的生物群落 121

6.3.1生物群落及其基本特征 121

6.3.2微生物群落的演替 122

6.3.3微生物群落的基本特征 123

6.4微生物之间的相互关系 123

6.4.1互生 123

6.4.2共生 124

6.4.3寄生 125

6.4.4拮抗 125

6.4.5捕食 126

6.5微生物与自然界的物质循环 126

6.5.1碳素循环 126

6.5.2氮素循环 127

6.5.3硫素循环 129

6.5.4其他元素的微生物转化 130

参考文献 131

第7章 水环境中的微生物污染 133

7.1水体中的微生物来源及相关的水污染 133

7.1.1水体中的微生物来源 133

7.1.2与微生物相关的水污染 134

7.2水中病原微生物的种类和特性 135

7.2.1病原菌 135

7.2.2病毒 139

7.2.3病原性原生动物 141

7.2.4蠕虫 144

7.2.5蓝绿藻 145

7.3水中病原微生物的存活、分布和传播 146

7.3.1病原微生物在水中存活的影响因素 146

7.3.2病原微生物在水环境中的分布 148

7.3.3水中病原微生物的传播及控制 149

7.3.4指示微生物及其水质卫生学意义 150

参考文献 153

第8章 水处理工程中好氧生物处理的原理及应用 155

8.1好氧生物处理的基本原理 155

8.2活性污泥法 155

8.2.1好氧活性污泥中的微生物群落 155

8.2.2活性污泥法的各种演变及应用 164

8.3生物膜法 166

8.3.1好氧生物膜中的微生物群落 167

8.3.2生物膜法的基本流程及特征 168

8.3.3生物膜反应器 170

8.4自然处理法 171

8.4.1稳定塘 171

8.4.2污水的土地处理系统 174

参考文献 175

第9章 水处理工程中厌氧生物处理的原理及应用 176

9.1厌氧生物处理的微生物原理及生理特征 176

9.1.1厌氧生物处理的原理 176

9.1.2厌氧生物处理的主要特征 179

9.1.3非产甲烷菌 179

9.1.4产甲烷菌 180

9.2厌氧生物处理的微生物生态学 184

9.2.1厌氧生物处理过程中微生物优势群的演替 184

9.2.2非产甲烷菌和产甲烷菌之间的关系 186

9.2.3产酸发酵菌群代谢的NADH/NAD+调节 188

9.2.4产甲烷菌的生态分布 189

9.3厌氧生物处理工艺学 189

9.3.1厌氧生物处理工艺条件及其控制 189

9.3.2废水厌氧生物处理工艺 194

参考文献 198

第10章 水体富营养化和脱氮除磷技术 200

10.1水体富营养化现象 200

10.1.1水体富营养化产生的原因 200

10.1.2水体富营养化的危害 200

10.1.3富营养化水体中的常见藻类 201

10.1.4评价水体富营养化的指标 201

10.1.5控制水体富营养化的措施和方法 202

10.2生物脱氮 204

10.2.1水体中氮化物的危害 204

10.2.2生物脱氮的基本原理 204

10.2.3生物脱氮的基本流程 206

10.2.4影响脱氮作用的环境因素 209

10.2.5同步硝化反硝化 211

10.3生物除磷 213

10.3.1生物除磷的基本原理 213

10.3.2生物除磷的基本流程 214

10.3.3影响生物除磷的主要因素 216

10.4同步脱氮除磷技术 218

10.4.1 A2/O法同步脱氮除磷工艺 218

10.4.2巴颠甫（Bardenpho）脱氮除磷工艺 219

10.4.3 Phoredox工艺 220

10.4.4 UCT工艺 220

10.4.5 VIP工艺 220

10.4.6氧化沟同步脱氮除磷工艺 221

10.4.7其他传统同步脱氮除磷工艺 221

参考文献 222

第11章 水中病原微生物的检测及去除 223

11.1常用水质卫生学指标的检测方法 223

11.1.1细菌总数的测定 223

11.1.2大肠菌群的测定 223

11.1.3粪大肠菌群的测定 224

11.1.4噬菌体的测定 224

11.2水中病原微生物的浓缩和检测方法 225

11.2.1病原微生物浓缩方法 225

11.2.2病原微生物检测方法 226

11.3微污染水源水的生物预处理 227

11.3.1微污染水源水污染源、污染物及预处理的目的 227

11.3.2微污染水源水生物预处理的特点和可行性 227

11.3.3生物氧化预处理技术 228

11.4饮用水的深度净化技术 230

11.4.1臭氧活性炭吸附 230

11.4.2活性炭吸附 231

11.4.3光催化氧化 232

11.4.4生物活性炭 233

11.4.5吹脱法 233

11.4.6膜技术 234

11.5饮用水消毒 236

11.5.1氯和含氯物质消毒 236

11.5.2碘消毒 237

11.5.3臭氧氧化 237

11.5.4银离子消毒 237

11.5.5紫外线消毒 237

11.5.6超声波消毒 238

11.5.7饮用水的加热消毒 238

11.6污水处理工艺对病原微生物的去除 238

11.6.1污水处理工艺对病原菌的去除 239

11.6.2污水处理工艺对病毒的去除 241

参考文献 242

第12章 生物修复技术 244

12.1生物修复技术原理 244

12.1.1生物修复概述 244

12.1.2用于生物修复的微生物类型 246

12.1.3微生物修复的影响因素 247

12.2水处理工程中微生物修复技术 250

12.2.1主要的生物修复技术 250

12.2.2生物修复技术的优点和局限性 251

12.2.3评价生物修复可行性的程序 251

参考文献 252