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目录
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2DNA的结构和复制84
513DNA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1A2/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3Phoredox工艺220
1044UCT工艺220
1045VIP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

序言
目前,水污染问题日益严重。城市污染水和工业废水排放造成大部分水体的污染。污染控制和水环境修复是水资源可持续利用长期必须面对的重大问题之一。利用先进的生物技术处理污染物越来越引起人们的普遍重视,许多水处理技术与环境生物技术已成功地应用于与环境污染相关的诸多领域与环节,更多的技术则正在不断开发、拓展和完善。而与处理污染物相关的微生物学发展非常迅速,新技术、新方法不断涌现,特别是分子生物学技术的发展更是令人瞩目。针对目前本科生毕业有相当一部分学生又要继续攻读研究生的现状,从科研和实际工作需求的角度,本书除介绍水处理微生物学基本知识、基本原理、处理的基本工艺外,结合水处理工程的实际需要,介绍了与水处理工程有关的内容和理论,并适当补充了水环境饮用水等方面内容,使读者能够适时了解并掌握水处理微生物学的最新发展动态和技术应用情况。
水处理微生物学与水处理工程有密切的关系,它是一门实践性很强的学科。本书紧扣水处理工程和微生物学两条紧密结合的主线,在介绍基本原理、技术的基础上,注重于环境生物技术在水处理领域的应用,并且给出许多实践中丰富的案例,旨在深入阐述水处理微生物技术的基础上,建立一个有效的水处理微生物技术选择的定性和定量模式,以期更好地指导我国水环境领域污染处理技术开发、应用推广。我们希望本书能对高等院校师生和广大科技工作人员有所帮助,同时对我国环境教育的发展做出贡献。
全书共12章。第1章绪论,概述水处理微生物学的研究对象和任务以及微生物的基础知识;第2章微生物的性状和分类,简述真核生物、原核生物及病毒的基础知识;第3章微生物的生理,简述微生物发生生化反应的酶相关知识,微生物的营养、呼吸、物质代谢,难降解物质等;第4章微生物的生长,简述微生物培养和分离技术及微生物生长条件;第5章微生物的遗传和变异,简述微生物的遗传物质基础,基因技术,菌种培育及保存技术;第6章微生物的生态系统,简述微生物在自然界中的存在状态,微生物在自然界中的循环等;第7章水环境中的微生物污染,简述水处理污染的微生物来源及途径,微生物污染种类,水处理工程中的细菌污染和病毒污染;第8章水处理工程中好氧生物处理的原理与应用,简述好氧生物处理的基本原理及生物处理方法、工艺;第9章水处理工程中厌氧生物处理的原理及应用,简述厌氧生物处理的微生物原理及生理特征以及厌氧处理工艺;第10章水体富营养化和脱氮除磷技术,简述水体富营养化现象、原因、危害及控制水体富营养化的措施与方法,生物脱氮除磷基本原理、基本流程、基本工艺;第11章水中病原微生物的检测及去除,简述水中的病原微生物及其检测技术,饮用水的深度净化技术,饮用水消毒,及病原微生物的去除工艺;第12章生物修复技术,简述生物修复技术原理、水处理工程中微生物修复技术,并介绍了一些案例。
参与本书编写的有赵远研究员(第1章、第4章部分、第9章部分、第12章部分)、王琴副教授(第2章)、张小菊老师(第3章)、孙向武副教授(第4章)、张崇淼副教授(第5章、第7章、第12章部分)、张翠英副教授(第6章、第11章部分)、刘婷老师(第8章)、代红艳老师(第10章)、申蓉艳博士(第9章部分)、马伟芳副教授(第11章部分)、蓝梅副教授(第12章部分)等。最后由赵远研究员统稿。本书在编写的过程中,除参考了相关书籍外,还参考了大量国内外学者、科研单位、生产企业等的研究成果及资料,在此一并表示感谢。
由于本书涉及多学科交叉,内容广泛,加之科学技术发展迅速,新成果不断涌现,以及编者水平和编写时间的限制,难免有遗漏之处,热忱希望广大读者和同行提出宝贵意见,以利于以后进一步修改提高。

主编2013年7月

内容简介
本书首先介绍了微生物的性状和分类、微生物的生理、微生物的生长繁殖、微生物的遗传和变异以及微生物的生态系统方面的基础知识;之后介绍了水处理工程中的微生物污染,好氧生物处理的原理与应用,厌氧生物处理原理及应用,水体富营养化和脱氨除磷技术,水中病原微生物的检测及去除,以及生物修复技术。
本书在提供基本知识、基本理论和基本操作技能的前提下,结合最新前沿技术,编入更多的案例,理论与实践的结合,使内容更加简单易懂,实用性更强。本书可供给排水科学与工程、环境工程、环境科学、市政工程等相关专业师生阅读参考。

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