第1篇 厌氧微生物与厌氧系统过程 1
第1章 废水生物处理微生物学 1
1.1 发酵细菌群 3
1.2 产氢产乙酸菌群 6
1.3 同型产乙酸菌 8
1.4 产甲烷菌及其作用 11
1.5 硫酸盐还原细菌 25
1.6 细菌种群间关系 27
第2章 有机污染物的厌氧生物转化 30
2.1 有机污染物厌氧生物转化的基本原理 30
2.2 基本营养型有机物的厌氧生物降解途径 35
2.3 非基本营养型有机物的厌氧生物降解途径 44
2.4 有机物生物转化后的环境效应 45
第3章 厌氧消化过程的控制条件 47
3.1 厌氧消化过程的酸碱平衡及pH值控制 47
3.2 温度对厌氧生物处理的影响 50
3.3 厌氧消化过程中的氧化还原电位 53
3.4 废水特性 55
3.5 负荷率与发酵 62
第4章 厌氧生物反应器 64
4.1 基质降解和微生物增长表达式 64
4.2 动力学基本方程 67
4.3 升流式厌氧污泥床反应器（UASB） 69
4.4 连续流式混合搅拌反应器（CSTR） 76
4.5 厌氧生物膜法 83
4.6 其他厌氧生物反应器 90
第5章 废水厌氧处理的后处理工艺 95
5.1 后处理工艺概述 95
5.2 废水中病原微生物和营养物的浓度 96
5.3 稳定塘的后处理 97
5.4 活性污泥法后处理 100
5.5 硫化物的生物氧化方法 106
第6章 两相厌氧生物处理工艺 113
6.1 两相厌氧工艺概述 113
6.2 相的分离 129
6.3 工艺的研究与应用 135
第7章 污泥厌氧消化处理 148
7.1 污泥的分类及性质 148
7.2 污泥厌氧消化工艺流程及消化池构造 164
7.3 厌氧消化系统的运行与控制 186
7.4 化学物质对厌氧消化系统的影响 194
第2篇 产甲烷菌及其工艺 204
第8章 产甲烷菌的分类 204
8.1 微生物的分类 204
8.2 产甲烷菌的分类 214
8.3 产甲烷菌的代表种 222
第9章 产甲烷菌的生态多样性 226
9.1 产甲烷菌的生物地球化学作用 226
9.2 第一类生境 229
9.3 第二类生境 232
9.4 第三类生境 238
9.5 第四类生境 242
9.6 其他生态环境中的产甲烷细菌 242
第10章 产甲烷菌的生理特性 248
10.1 产甲烷菌的微生物特性 248
10.2 产甲烷菌的细胞结构特征 248
10.3 产甲烷菌的辅酶 252
10.4 产甲烷菌的生长繁殖 257
10.5 产甲烷菌与不产甲烷菌之间的相互作用 263
第11章 产甲烷菌的基因组研究 267
11.1 产甲烷菌基因组特征 267
11.2 产甲烷菌的基因结构 270
11.3 突变型 272
11.4 原生质体 273
11.5 基因工程 273
11.6 问题与展望 274
第12章 厌氧反应器中的产甲烷菌 276
12.1 常见厌氧反应工艺 276
12.2 厌氧消化污泥中的产甲烷菌 292
12.3 厌氧颗粒污泥中的产甲烷菌 294
12.4 好氧活性污泥中的产甲烷菌 305
第13章 产甲烷菌的甲烷形成途径 306
13.1 产甲烷菌的甲烷形成途径 306
13.2 甲烷形成过程中的能量代谢 316
13.3 沼气技术 319
第14章 产甲烷细菌的研究方法 341
14.1 厌氧操作 341
14.2 产甲烷细菌的分离 347
14.3 产甲烷细菌形态观察 350
14.4 产甲烷细菌的保存法 351
14.5 产甲烷细菌的生理学特性测定 353
第15章 产甲烷菌的工业应用 357
15.1 厌氧生物处理 357
15.2 煤层气开发 358
15.3 酿酒行业 359
15.4 微生物采油 360
15.5 生物制氢 361
第3篇 硫酸盐还原菌及其工艺 366
第16章 概述 366
16.1 硫 366
16.2 硫酸盐还原菌 370
第17章 硫酸盐还原菌的分类 376
17.1 传统分类 377
17.2 根据对有机物的氧化能力分类 384
17.3 未培养的新发现的SRB 385
17.4 硫酸盐还原古菌的分类学关系 385
17.5 SRB的富集、分离与鉴定 386
第18章 硫酸盐还原菌的系统发育学 389
18.1 分子系统发育与系统发育树 389
18.2 嗜温革兰氏阴性SRB的系统发育学研究 394
18.3 嗜热革兰氏阴性SRB的系统发育学研究 397
18.4 革兰氏阳性SRB的系统发育学研究 398
18.5 硫酸盐还原古细菌SRB的系统发育学研究 399
18.6 除16S rDNA以外遗传标记的SRB系统发育分析 400
第19章 硫酸盐还原菌的生理学 403
19.1 硫酸盐还原菌的呼吸代谢作用 403
19.2 硫酸盐还原菌的电子传递蛋白 412
19.3 硫酸盐还原菌溶质运输和细胞能量 420
第20章 硫酸盐还原菌的自然生态学 430
20.1 在生态圈中SRB的起源和进化 430
20.2 在有机物厌氧消化过程中SRB的生态学 431
20.3 SRB在生物学硫循环中的作用 431
20.4 自然生境中硫酸盐还原菌的生物多样性及还原作用 433
20.5 生态因素对SRB的影响 436
20.6 硫酸盐还原菌与其他微生物的种间关系 437
第21章 废水处理工艺中硫酸盐还原菌的生态学 440
21.1 厌氧处理工艺中的SRB 440
21.2 厌氧处理工艺中SRB与其他微生物的种间关系 443
21.3 厌氧处理工艺中影响SRB的生态因子 449
21.4 SRB对底物的利用规律 457
21.5 生物膜反应器中SRB的分布 460
第22章 油田硫酸盐还原菌分子生态学 462
22.1 油田概述 462
22.2 油田中的硫酸盐还原菌的检测方法 467
22.3 油田中SRB的危害 470
22.4 油田中SRB的生态调控抑制 472
22.5 工业设备控制 475
第23章 脱硫弧菌属的分子生物学 479
23.1 脱硫弧菌属概述 479
23.2 脱硫弧菌的遗传学 481
23.3 脱硫弧菌属的氧化还原活性金属蛋白 485
第24章 硫酸盐还原菌在废水治理中的应用 489
24.1 硫酸盐还原的厌氧工艺 489
24.2 应用硫酸盐还原菌技术处理废水 501
24.3 通过混合培养和纯培养SRB来代谢环境污染物 508
第25章 复合硫酸盐还原菌法去除污染物的原理 513
25.1 复合硫酸盐还原菌 513
25.2 复合硫酸盐还原菌法去除铬的原理 515
25.3 复合硫酸盐还原菌法去除废水中的砷 520
25.4 微生物去除其他重金属离子 523
第4篇 厌氧发酵生物制氢系统 526
第26章 生物能源 526
26.1 能源 526
26.2 生物能源 534
第27章 厌氧生物处理技术及工艺 543
27.1 厌氧生物处理概述 543
27.2 有机物的厌氧生物降解过程 544
27.3 厌氧生物处理技术的发展概况 545
27.4 厌氧生物处理工艺进展 545
27.5 厌氧生物发酵制氢的研究进展及应用 552
第28章 生物制氢原理 555
28.1 生物制氢概述 555
28.2 生物制氢技术的主要研究方向 556
28.3 厌氧发酵生物制氢的产氢机理 559
28.4 厌氧发酵法生物制氢工艺概述 560
28.5 厌氧发酵生物制氢技术的发展现状 567
第29章 厌氧生物制氢的发酵类型及其运行特征 572
29.1 乙醇型发酵及其运行特征 573
29.2 丁酸型发酵及其运行特征 577
29.3 丙酸型发酵及其运行特征 582
29.4 混合酸发酵产氢途径 585
29.5 结论 585
第30章 厌氧发酵生物制氢系统的混合培养工艺 586
30.1 厌氧发酵生物制氢的生态因子分析 586
30.2 乙醇型发酵和丁酸型发酵的产氢能力及运行稳定性分析 591
30.3 乙醇型发酵制氢工艺快速启动的定向调控 595
30.4 结论 605
第31章 厌氧发酵生物制氢的纯培养工艺 606
31.1 纯培养发酵法生物制氢工艺 606
31.2 纯菌种R3厌氧发酵生物制氢 609
31.3 厌氧发酵连续流纯菌种R3生物制氢 613
31.4 纯菌种R3连续流生物制氢 613
31.5 底物浓度变化对反应器的影响 617
31.6 结论 619
第32章 生物载体强化对乙醇型发酵的影响 621
32.1 生物载体强化技术在生物制氢领域的应用 621
32.2 生物强化技术的应用现状 623
32.3 CSTR生物制氢反应器悬浮生长系统的运行特性 625
32.4 生物载体强化附着生长系统乙醇型发酵制氢工艺的定向调控 632
32.5 有机负荷对厌氧发酵制氢系统产氢效率的影响 638
32.6 生物强化技术在其他领域的应用 646
32.7 结论 646
第33章 生物制氢反应系统的生物强化技术研究 648
33.1 生物强化的主要控制参数 648
33.2 生物强化的作用效果分析 654
33.3 结论 659
第34章 污泥强化厌氧发酵生物制氢 660
34.1 强化污泥的工程控制 660
34.2 强化污泥的研究装置 660
34.3 强化污泥对产气量及产氢量的影响 661
34.4 强化污泥对液相末端产物的影响 662
34.5 强化污泥对化学需氧量（COD）去除率的影响 663
34.6 强化污泥对pH值和ORP的影响 664
34.7 结论 665
第35章 菌种强化厌氧发酵生物制氢 666
35.1 产氢菌的投加方式对强化发酵菌群产氢的影响 666
35.2 发酵生物制氢反应器的产氢菌生物强化作用研究 670
35.3 结论 675
第36章 活性炭载体强化乙醇型发酵产氢效能的研究 676
36.1 非固定化CSTR系统的产氢运行操作 676
36.2 固定化CSTR系统的产氢运行效能 682
36.3 结论 689
第37章 UASB生物制氢 690
37.1 UASB生物制氢反应器的启动 690
37.2 UASB生物制氢反应器稳定运行的特征 694
37.3 基于BP神经网络的UASB系统建模 699
37.4 结论 704
第38章 氢气的制备、纯化 706
38.1 氢气的制备 706
38.2 氢气的纯化 717
第39章 氢气的贮运 720
39.1 氢气的储存 720
39.2 氢气的储存技术 720
39.3 储氢合金的优缺点 722
39.4 非金属氢化物储存 722
39.5 储氢研究动向 723
39.6 氢气的运输 726
39.7 氢气运输小结 728
参考文献 733