第一章 概论 1
第一节 环境污染及其现状 1
一、环境污染 1
二、环境污染的分类 1
三、环境污染的特征 3
四、环境污染的危害 4
五、我国环境污染现状 6
第二节 环境污染源及优先污染物 10
一、环境污染源 10
二、优先污染物 11
三、持久性污染物 11
第三节 环境生物技术的基础 12
一、污染物在环境中的迁移与转化 12
二、污染物在生物体内吸收与转化 13
三、污染物的生物富集与放大 13
四、污染物的生物降解 14
五、污染物在环境中的自净作用 15
六、废水水质指标与排放标准 16
第四节 环境生物技术的研究对象与目标 16
一、主要研究对象与目的 17
二、主要研究内容 17
三、主要研究目标 17
主要参考书目 18
第二章 环境微生物 19
第一节 环境中微生物的主要类群 19
一、原核微生物 19
二、真核微生物 29
三、非细胞型微生物 36
第二节 微生物的生理特征 38
一、微生物的营养 38
二、微生物的代谢 40
三、微生物的生长 42
第三节 微生物的生态 48
一、生态系统与生态平衡 48
二、微生物生态系统 50
三、微生物之间的相互关系 51
第四节 污染环境与微生物的相互作用 52
一、污染环境对微生物的影响 52
二、微生物对环境污染的影响 54
习题及思考题 60
主要参考书目 60
参考文献 60
第三章 环境生物检测技术 62
第一节 环境生物分析 62
一、水体污染及生物检测方法 62
二、大气污染及生物检测方法 66
第二节 生物标记物法 72
一、生物标记法基本概念 72
二、生物标记物 73
三、生物标记法在环境污染监测中的应用 74
第三节 生物传感器 76
一、概述 76
二、生物传感器的分类 78
三、典型生物传感器响应过程的理论分析 79
四、酶生物传感器的应用 80
五、微生物传感器的应用 82
六、DNA 生物传感器的应用 85
第四节 环境生物检测技术新进展 86
一、DNA 重组及基因芯片技术 86
二、核酸探针与 PCR 技术 89
习题 97
主要参考书目 98
参考文献 98
第四章 污染物的生物降解与转化 101
第一节 污染物降解微生物 101
第二节 微生物对污染物的作用 103
一、微生物的共代谢作用 103
二、微生物的解毒作用 105
三、微生物的激活作用 105
四、微生物的吸着作用 106
五、有机污染物的阈值 107
第三节 影响生物降解的因素 108
一、污染物种类对降解性影响 108
二、化学结构对生物降解的影响 109
三、环境条件对生物降解的影响 110
第四节 污染物降解动力学模型 111
第五节 污染物的生物降解反应及其中间产物 112
一、水解 112
二、氧化 113
三、碳羟基化 113
四、还原 114
五、裂解 114
六、酰化 117
七、甲基化 117
八、转化 117
九、二聚 117
十、其他[如加成(addition)] 118
第六节 典型有机污染物的生物降解 118
一、卤代有机物的生物降解 118
二、石油烃类的降解 122
三、芳香族化合物生物降解 122
四、多环芳烃的降解 124
五、合成高分子聚合物的降解 124
六、邻苯二甲酸酯类的生物降解 126
七、表面活性剂的生物降解 127
第七节 污染物的真菌降解 128
习题 129
主要参考书目 129
参考文献 130
第五章 废水好氧生物处理 132
第一节 传统活性污泥法 132
一、基本原理 132
二、活性污泥指标 132
三、活性污泥法基本流程 134
四、活性污泥法的分类 134
五、活性污泥法参数 135
六、活性污泥系统的设计 138
第二节 活性污泥系统运行方式 156
一、传统活性污泥法 156
二、完全混合活性污泥法 157
三、阶段曝气活性污泥法 157
四、吸附-再生活性污泥法 157
五、延时曝气活性污泥法 158
六、纯氧曝气活性污泥法 158
七、深井曝气活性污泥法 158
第三节 活性污泥法进展 159
一、AB 法 159
二、间歇式活性污泥法 159
三、氧化沟 162
符号说明 165
习题 166
参考文献 167
第六章 废水厌氧生物处理 168
第一节 厌氧生物处理原理 168
一、厌氧处理的基本原理 168
二、厌氧生物处理的主要影响因素 168
三、废水厌氧处理技术的优点和不足 170
第二节 厌氧生物处理工艺及设备 171
一、普通厌氧消化池 172
二、厌氧接触工艺 174
三、两相厌氧消化工艺 176
四、厌氧生物滤池 177
五、厌氧膨胀床及流化床反应器 179
六、上流式厌氧流化床反应器 181
第三节 厌氧水解酸化处理工艺 190
一、厌氧水解工艺原理 190
二、厌氧水解反应器设计 191
符号说明 195
习题 195
参考文献 196
第七章 废水的生物脱氮除磷 197
第一节 废水中氮、磷及其危害性 197
第二节 废水微生物脱氮技术 197
一、微生物脱氮原理及动力学模型 198
二、脱氮工艺 199
三、工艺选择及其设计计算 202
四、影响脱氮的因素 207
第三节 废水微生物除磷技术 209
一、微生物除磷原理及动力学模型 209
二、典型的除磷工艺 213
三、工艺选择及设计计算 215
四、影响除磷的因素 217
第四节 废水的同步脱氮除磷技术及其应用 219
一、废水的同步脱氮除磷工艺 219
二、废水同步脱氮除磷技术的应用 221
符号说明 223
习题 223
主要参考书目 224
参考文献 224
第八章 生物膜及其反应器处理技术 226
第一节 生物膜及其形成 226
一、生物膜的定义 226
二、生物膜载体 226
三、微生物的附着固定 227
四、生物膜的形成 228
第二节 生物膜结构与特性 228
一、生物膜结构 228
二、生物膜质量 229
三、生物膜厚度 229
四、生物膜活性 229
五、生物膜的废水净化作用 229
第三节 生物膜动力学模型 230
一、生物膜附着动力学模型 230
二、生物膜增长动力学模型 231
三、生物膜底物去除动力学模型 233
四、稳态生物膜动力学模型 234
第四节 生物膜反应器 237
一、生物膜反应器分类 237
二、生物滤池 238
三、生物转盘 240
四、生物接触氧化池 241
五、生物流化床 242
第五节 典型生物膜反应器工艺设计模型及计算 245
一、生物滤池的设计计算 245
二、生物转盘的设计 250
三、生物接触氧化池的设计计算 252
四、两相生物流化床设计计算 253
第六节 其他新型生物膜反应器及其工艺 256
一、三相生物流化床 256
二、厌氧生物膜膨胀床 257
三、移动床生物膜反应器 258
四、生物膜/悬浮生长级联工艺 258
符号说明 259
习题 261
主要参考书目 261
参考文献 261
第九章 膜生物反应器技术 263
第一节 膜与膜技术基础 263
一、膜过滤过程 263
二、膜的种类 263
三、常用膜材料 264
四、膜组件 264
第二节 膜生物反应器 265
一、膜生物反应器基本特征 265
二、膜生物反应器的种类 267
第三节 膜生物反应器动力学 268
一、膜生物反应器中污泥浓度的动力学模型 268
二、膜生物反应器中有机物的降解动力学 270
第四节 膜生物反应器的设计 271
第五节 各种膜生物反应器特性比较 274
第六节 典型的膜生物反应器组合工艺 275
一、活性污泥 MBR 工艺 275
二、无泡曝气 MBR 工艺 275
三、萃取 MBR 工艺 275
第七节 影响膜过滤过程的因素 276
一、膜材料性质与孔径对通量的影响 276
二、被处理料液对通量的影响 276
三、操作条件的影响 277
第八节 膜污染的防治 277
一、形成膜表面凝胶层的主要物质 277
二、防治膜污染的主要途径 278
第九节 膜生物反应器处理废水应用实例 279
一、城市污水的处理 279
二、工业有机废水的处理 280
符号说明 282
习题 283
主要参考书目 283
参考文献 283
第十章 生物脱硫技术 285
第一节 概述 285
第二节 化石燃料中硫的存在形式 286
一、煤中硫的存在形式 286
二、石油中硫的存在形式 287
第三节 脱硫微生物 287
一、煤脱硫微生物 287
二、石油脱硫微生物 288
第四节 微生物脱硫途径及机理 289
一、无机硫脱除途径 289
二、有机硫脱除途径 290
三、生物降解有机硫的机理 291
第五节 生物脱硫的动力学研究 293
一、生物脱硫的动力学模型 294
二、影响参数的确定 295
第六节 生物脱硫反应器及其工艺 296
一、生物脱硫反应器 296
二、生物脱硫反应工艺流程 296
第七节 生物脱硫的工业应用 297
一、工业废气的生物脱硫 297
二、烟道气微生物脱硫 297
三、煤炭的生物脱硫 298
四、高硫石油的生物脱硫 298
五、柴油生物脱硫 299
符号说明 299
习题 300
参考文献 300
第十一章 大气生物净化技术 302
第一节 CO2的生物脱除与转化 302
一、CO2的光合作用 302
二、CO2(微)生物固定生物 303
三、CO2的生物转化产物 309
四、CO2光生物反应器 309
第二节 VOCs 废气的生物净化 312
一、VOCs 的生物净化特点 312
二、生物净化方法 313
三、生物反应器的设计参数 316
四、影响生物反应器的因素 317
第三节 氮氧化物的生物净化 317
一、氟氧化物的来源及其危害 317
二、处理 NOx 的微生物和装置 318
三、国内外去除 NOx 的研究进展 318
符号说明 320
主要参考书目 320
参考文献 320
第十二章 污染物的生物富集与转化 322
第一节 有机污染物的生物富集 322
一、生物富集系数 322
二、有机物的生物富集机理及模型 323
三、有机污染物的富集 326
第二节 有机污染物的仿生富集 327
一、半透膜富集 327
二、分子印迹高分子和亲和膜 329
第三节 金属离子的生物富集 330
一、金属离子的生物富集机理 331
二、金属离子的生物富集工艺 333
三、重金属的生物富集 334
第四节 其他有害物质的生物富集 337
一、放射性物质的生物富集 337
二、微量元素的生物富集 337
第五节 污染物的生物转化 337
一、有机污染物的生物转化 337
二、重金属的生物转化 338
三、微量元素的生物转化 339
符号说明 340
主要参考书目 340
参考文献 340
第十三章 污染环境的生物修复 343
第一节 生物修复的基本概念 343
一、生物修复的对象与生物修复剂 343
二、生物修复的方式 347
三、生物修复特点 348
四、影响生物修复的因素 348
第二节 原位生物修复 349
一、原位修复的特点 349
二、原位生物修复的方法 350
三、原位生物修复设计的工程问题 351
四、原位生物修复过程的物料平衡计算 353
第三节 异位生物修复及其生物反应器 354
第四节 土壤污染的生物修复 357
一、土壤污染的种类及修复基础 357
二、有机物污染的微生物修复 357
三、难降解有机毒物的真菌修复 359
四、污染物的植物修复 359
第五节 水体污染的生物修复 360
一、水体污染的种类及修复基础 360
二、海洋石油污染的生物修复 361
三、地下水污染生物修复 364
第六节 地表水体污染的生态工程修复 364
一、地表水的富营养化及修复方法 364
二、稳定塘法 364
三、人工湿地 366
第七节 生物修复技术的发展前景 368
习题 369
主要参考书目 369
参考文献 370
第十四章 环境友好生物农药 372
第一节 生物农药概况 372
第二节 微生物农药 373
第三节 抗生素农药 387
一、农用抗生素及其研究历史 387
二、杀真菌剂 388
三、杀细菌剂 391
四、杀病毒剂 392
五、除草抗生素 392
六、杀虫剂 393
第四节 微胶囊农药制剂 394
一、微胶囊及其制备技术 394
二、生物胶囊 395
三、农药微胶囊 395
四、微胶囊的释放机制 396
五、微胶囊农药中毒的危险性和特点 397
第五节 生物农药展望 398
主要参考书目 398
参考文献 399
附录 401
一、国家危险废物名录 401
二、环境质量及有关污染物综合排放标准 408
三、美国127种优先污染物中英文对照 429
四、有关环境微生物的中英文对照 430
五、有机化合物的环境性质 434