高等学校"十二五"规划教材·给排水科学与工程专业应用与实践丛书:水处理微生物学.pdf

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书籍描述

目录
第1章绪论
1.1微生物在自然界的主要作用
1.2水处理微生物学的研究对象和任务
1.3微生物学在水处理过程中的作用
1.4微生物概述
1.4.1微生物的定义
1.4.2原核微生物与真核微生物
1.4.3微生物的分类
1.4.4微生物的分类单位、命名和分类依据
1.4.5微生物的生物学特点
参考文献
第2章微生物的性状和分类
2.1原核微生物
2.1.1细菌
2.1.2放线菌
2.1.3蓝细菌
2.1.4其他原核生物类群
2.1.5水环境中常见的原核微生物类群
2.2真核微生物
2.2.1真菌
2.2.2藻类
2.2.3原生动物
2.2.4后生动物
2.2.5水环境中常见的真核微生物类群
2.3非细胞生物的超微生物――病毒
2.3.1病毒的一般特征及主要类群
2.3.2病毒的形态结构
2.3.3病毒的增殖
2.3.4病毒的测定和培养
2.3.5病毒对物理、化学、抗生素的抵抗力
参考文献
第3章微生物的生理
3.1微生物的酶
3.1.1酶的组成和结构
3.1.2酶的命名和分类
3.1.3酶的催化特性
3.1.4影响酶促反应的因素
3.2微生物的营养
3.2.1微生物细胞的化学组成和营养要素
3.2.2微生物的营养类型
3.2.3微生物对营养物质的吸收
3.2.4培养基
3.3微生物的代谢
3.3.1新陈代谢的有关概念
3.3.2微生物的产能代谢
3.3.3微生物的合成代谢
3.3.4微生物代谢的调节
3.4微生物对难降解物的降解和转化
3.4.1污染物的生物降解性
3.4.2石油类物质的分解与转化
3.4.3合成有机物的降解和转化
3.4.4微生物对重金属污染物的转化
参考文献
第4章微生物的生长
4.1微生物生长的测定
4.1.1细胞数的测定
4.1.2细胞生物量的测定
4.2微生物的生长规律
4.2.1单细胞微生物的典型生长曲线
4.2.2生长的数学模型
4.2.3微生物的同步培养
4.2.4厌氧培养
4.3环境因子对微生物的影响
4.3.1微生物生长的环境条件
4.3.2生物因子
参考文献
第5章微生物的遗传和变异
5.1微生物遗传变异的物质基础
5.1.1遗传和变异的物质基础
5.1.2DNA的结构和复制
5.1.3DNA的存在形式
5.2微生物的基因突变
5.2.1突变的类型
5.2.2基因突变的机制
5.3微生物的基因重组
5.3.1原核微生物的基因重组
5.3.2真核微生物的基因重组
5.4微生物的菌种选育
5.4.1水处理工程菌种筛选程序
5.4.2微生物的诱变育种
5.4.3原生质体融合育种
5.4.4基因工程技术用于高效工程菌种改良
5.5微生物菌种保藏及复壮
5.5.1微生物菌种保藏
5.5.2菌种的退化与复壮
5.6分子生物学技术及其在水处理工程中的应用
5.6.1聚合酶链反应技术
5.6.2变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术
5.6.3荧光原位杂交技术
5.6.4分子生物学技术在水处理中的应用
5.7微生物新技术的研究与应用
5.7.1固定化技术及应用
5.7.2水处理工程中生物强化技术与应用
5.7.3微生物制剂的开发和应用
参考文献
第6章微生物的生态系统
6.1水处理生态系统的基本概念及特征
6.1.1生态系统及其基本结构
6.1.2生态系统的功能
6.1.3水生态系统的基本特征与类型
6.1.4微生物在生态系统中的作用
6.2微生物在各生态系统中的分布
6.2.1水体微生物生态
6.2.2土壤微生物生态
6.2.3空气微生物生态
6.3微生物的生物群落
6.3.1生物群落及其基本特征
6.3.2微生物群落的演替
6.3.3微生物群落的基本特征
6.4微生物之间的相互关系
6.4.1互生
6.4.2共生
6.4.3寄生
6.4.4拮抗
6.4.5捕食
6.5微生物与自然界的物质循环
6.5.1碳素循环
6.5.2氮素循环
6.5.3硫素循环
6.5.4其他元素的微生物转化
参考文献
第7章水环境中的微生物污染
7.1水体中的微生物来源及相关的水污染
7.1.1水体中的微生物来源
7.1.2与微生物相关的水污染
7.2水中病原微生物的种类和特性
7.2.1病原菌
7.2.2病毒
7.2.3病原性原生动物
7.2.4蠕虫
7.2.5蓝绿藻
7.3水中病原微生物的存活、分布和传播
7.3.1病原微生物在水中存活的影响因素
7.3.2病原微生物在水环境中的分布
7.3.3水中病原微生物的传播及控制
7.3.4指示微生物及其水质卫生学意义
参考文献
第8章水处理工程中好氧生物处理的原理及应用
8.1好氧生物处理的基本原理
8.2活性污泥法
8.2.1好氧活性污泥中的微生物群落
8.2.2活性污泥法的各种演变及应用
8.3生物膜法
8.3.1好氧生物膜中的微生物群落
8.3.2生物膜法的基本流程及特征
8.3.3生物膜反应器
8.4自然处理法
8.4.1稳定塘
8.4.2污水的土地处理系统
参考文献
第9章水处理工程中厌氧生物处理的原理及应用
9.1厌氧生物处理的微生物原理及生理特征
9.1.1厌氧生物处理的原理
9.1.2厌氧生物处理的主要特征
9.1.3非产甲烷菌
9.1.4产甲烷菌
9.2厌氧生物处理的微生物生态学
9.2.1厌氧生物处理过程中微生物优势群的演替
9.2.2非产甲烷菌和产甲烷菌之间的关系
9.2.3产酸发酵菌群代谢的NADH/NAD+调节
9.2.4产甲烷菌的生态分布
9.3厌氧生物处理工艺学
9.3.1厌氧生物处理工艺条件及其控制
9.3.2废水厌氧生物处理工艺
参考文献
第10章水体富营养化和脱氮除磷技术
10.1水体富营养化现象
10.1.1水体富营养化产生的原因
10.1.2水体富营养化的危害
10.1.3富营养化水体中的常见藻类
10.1.4评价水体富营养化的指标
10.1.5控制水体富营养化的措施和方法
10.2生物脱氮
10.2.1水体中氮化物的危害
10.2.2生物脱氮的基本原理
10.2.3生物脱氮的基本流程
10.2.4影响脱氮作用的环境因素
10.2.5同步硝化反硝化
10.3生物除磷
10.3.1生物除磷的基本原理
10.3.2生物除磷的基本流程
10.3.3影响生物除磷的主要因素
10.4同步脱氮除磷技术
10.4.1A2/O法同步脱氮除磷工艺
10.4.2巴颠甫(Bardenpho)脱氮除磷工艺
10.4.3Phoredox工艺
10.4.4UCT工艺
10.4.5VIP工艺
10.4.6氧化沟同步脱氮除磷工艺
10.4.7其他传统同步脱氮除磷工艺
参考文献
第11章水中病原微生物的检测及去除
11.1常用水质卫生学指标的检测方法
11.1.1细菌总数的测定
11.1.2大肠菌群的测定
11.1.3粪大肠菌群的测定
11.1.4噬菌体的测定
11.2水中病原微生物的浓缩和检测方法
11.2.1病原微生物浓缩方法
11.2.2病原微生物检测方法
11.3微污染水源水的生物预处理
11.3.1微污染水源水污染源、污染物及预处理的目的
11.3.2微污染水源水生物预处理的特点和可行性
11.3.3生物氧化预处理技术
11.4饮用水的深度净化技术
11.4.1臭氧活性炭吸附
11.4.2活性炭吸附
11.4.3光催化氧化
11.4.4生物活性炭
11.4.5吹脱法
11.4.6膜技术
11.5饮用水消毒
11.5.1氯和含氯物质消毒
11.5.2碘消毒
11.5.3臭氧氧化
11.5.4银离子消毒
11.5.5紫外线消毒
11.5.6超声波消毒
11.5.7饮用水的加热消毒
11.6污水处理工艺对病原微生物的去除
11.6.1污水处理工艺对病原菌的去除
11.6.2污水处理工艺对病毒的去除
参考文献
第12章生物修复技术
12.1生物修复技术原理
12.1.1生物修复概述
12.1.2用于生物修复的微生物类型
12.1.3微生物修复的影响因素
12.2水处理工程中微生物修复技术
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
12.2.3评价生物修复可行性的程序
参考文献

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

文摘
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5.4.3.2电融合法
电融合法是在1979年首次被提出的。当两个原生质体彼此靠近时,由于膜组分界面的相互作用,使膜表面的颗粒移聚于一处,附近的区域就会暴露出脂质。此时通过电脉冲,可以击穿质膜,形成的小孔有利于细胞质和细胞核的融合。在电压作用下,表面张力会使两个原生质体合二为一。电融合法的融合效率很高,且操作方便,可以在显微镜下直接观察,是一种非常有效的融合技术。
5.4.3.3激光融合法
激光融合法利用高峰值功率密度的激光束对两个原生质体的接触处进行照射,使细胞膜受到破坏,产生微米级的微孔,从而促进原生质体的融合。该技术最突出的优点在于它的高度选择
性,利用激光微束技术可诱导许多细胞中所需的两个相邻细胞融合。但由于其所需设备昂贵复杂,操作技术难度大,很难推广应用。
5.4.3.4非对称融合法
非对称融合法是分别处理两个亲代细胞,使其中一个的细胞核受到破坏,另一个的细胞质失活,然后进行融合,从而实现所需细胞质和细胞核基因的优化组合,或者进行个别基因转移的方法。7射线辐照常用于破坏细胞核,而碘乙酰胺碱性蕊香红等化学试剂可以选择性地使细胞质失活。

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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