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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