廢水厭氧處理硫酸鹽還原菌生態(tài)學

前言

　　近年來，廢水厭氧生物處理技術始終是環(huán)境工程領域引人注目的研究方向，一些新的工藝思想、技術和方法不斷涌現(xiàn)。從生態(tài)學角度看，厭氧生物處理工藝是一個人工創(chuàng)建的微生物生態(tài)系統(tǒng)，如何解析微生物的生態(tài)學規(guī)律，遵循并發(fā)揮特定微生物的生態(tài)功能，建立工藝過程定向調控的生態(tài)對策，無疑對于提高厭氧生物處理系統(tǒng)的效能和運行穩(wěn)定性具有非常重要的作用。因此，微生物生態(tài)學及生態(tài)調控對策等研究成為當前國際上備受關注的前沿性的研究課題?！　”緯菄鴥?nèi)外首部系統(tǒng)地介紹廢水厭氧處理過程中硫酸鹽還原菌生態(tài)學理論的專著。全書重點介紹高濃度含硫酸鹽有機廢水厭氧生物處理系統(tǒng)中硫酸鹽還原菌的生態(tài)學規(guī)律，并按生物的組織層次，依次闡述和揭示硫酸鹽還原菌的生理代謝特征、功能地位及實現(xiàn)生態(tài)位、種群間關系及協(xié)同作用方式、限制因子引發(fā)的微生物群落生態(tài)演替規(guī)律、頂極群落的形成及其內(nèi)平衡與反饋調節(jié)機制等內(nèi)容，旨在為廢水處理工藝過程的定向調控提供依據(jù)和指導，進一步提高處理能力和處理水平。本書是作者對所主持的三項國家自然科學基金資助項目研究成果的整理和提煉，提出了一些新觀點和新理論，力求嚴謹，既補充傳統(tǒng)微生物生態(tài)學理論，又為廢水厭氧生物處理可操作性與可控制性的提高提供有效的途徑。　　全書共分9章。第1章和第2章介紹了硫酸鹽還原菌的功能與分類以及生理特征；第3章介紹了自然生境中的硫酸鹽還原菌生態(tài)學，包括硫酸鹽還原菌在生物學硫循環(huán)中的作用、硫酸鹽還原菌與其他微生物的種間關系、生態(tài)因子對硫酸鹽還原菌的影響、硫酸鹽還原菌引起的生物腐蝕及其控制、硫酸鹽還原菌在采油和礦山廢水治理中的作用等；第4章介紹了厭氧處理工藝中的硫酸鹽還原菌生態(tài)學，揭示了硫酸鹽還原菌與其他厭氧微生物的種間關系、影響硫酸鹽還原菌功能的生態(tài)因子等；第5章介紹了利用兩相厭氧工藝的產(chǎn)酸相反應器（即產(chǎn)酸-硫酸鹽還原工藝）處理含硫酸鹽有機廢水過程中，硫酸鹽還原菌的功能與地位，重點闡述其生理特征、在系統(tǒng)中的分布特征、功能特征、與產(chǎn)酸菌之間的協(xié)同作用關系等內(nèi)容；第6章介紹了產(chǎn)酸一硫酸鹽還原工藝中硫酸鹽還原菌主導的微生物群落生態(tài)學，揭示了硫酸鹽還原菌作用下新的微生物群體代謝特征、限制因子制約的微生物群落動態(tài)及內(nèi)平衡與反饋調節(jié)機制；第7章介紹了產(chǎn)酸.硫酸鹽還原過程限制因子的定量化與調控，重點闡釋了碳硫比、碳源、硫酸鹽負荷率、pH、堿度、氧化還原電位、硫化物、抑制物等因子的制約作用及調控范圍。

內(nèi)容概要

　　運用微生物生態(tài)學原理和方法調控廢水生物處理過程是一項國際前沿性研究課題，也是提高廢水處理過程可操作性和可控制性的一條有效途徑?！　”緯菄鴥?nèi)外首部系統(tǒng)介紹厭氧生物處理工藝系統(tǒng)中硫酸鹽還原菌生態(tài)學的專著，全書重點介紹高濃度含硫酸鹽有機廢水厭氧生物處理系統(tǒng)中硫酸鹽還原菌的生態(tài)學規(guī)律，并按生物的組織層次，依次闡述和揭示硫酸鹽還原菌的生理代謝特征、功能地位及實現(xiàn)生態(tài)位、種群間關系及協(xié)同作用方式、限制因子引發(fā)的微生物群落生態(tài)演替規(guī)律、頂極群落的形成及其內(nèi)平衡與反饋調節(jié)機制等內(nèi)容，旨在為廢水處理工藝過程的定向調控提供依據(jù)和指導，進一步提高處理能力和處理水平?！　”緯勺鳛閺氖颅h(huán)境微生物學、微生物生態(tài)學、環(huán)境科學和環(huán)境工程等學科和專業(yè)的碩士生、博士生以及高校教師的教學用書，也可作為相關學科科研人員的參考書。

作者簡介

任南琪  1959年3月生，工學博士，“長江學者獎勵計 劃”特聘教授，國家杰出青年科學基金獲得者?，F(xiàn)為哈爾濱工業(yè)大學副校長，國務院學位委員會學科評議組成員，教育部資源環(huán)境與地球科學部委員，教育部環(huán)境工程專業(yè)指導委員會副主任。主要從事環(huán)境生物技術、生物質能、廢

書籍目錄

前言1　硫酸鹽還原菌的功能與分類  1.1　硫酸鹽還原菌的功能    1.1.1　SRB在地球化學循環(huán)中的作用    1.1.2　SRB參與的生物轉化反應    1.1.3  SRB的生長因子    1.1.4　SRB與動植物間的相互作用  1.2　硫酸鹽還原菌的分類    1.2.1　傳統(tǒng)分類    1.2.2　根據(jù)對有機物的氧化能力分類  1.3　SRB系統(tǒng)發(fā)育分析    1.3.1  嗜溫革蘭氏陰性SRB    1.3.2　革蘭氏陽性SRB    1.3.3　嗜熱革蘭氏陰性SRB    1.3.4　硫酸鹽還原古細菌    1.3.5　采用其他遺傳標記的SRB系統(tǒng)發(fā)育分析2　硫酸鹽還原菌的生理特征  2.1　SRB的呼吸代謝    2.1.1　SRB的代謝途徑    2.1.2　SRB電子傳遞體    2.1.3　電子傳遞鏈重建  2.2　溶質運輸和細胞能量    2.2.1　異化型硫酸鹽還原的熱力學    2.2.2　硫酸鹽還原的能量學    2.2.3　質子動力的產(chǎn)生    2.2.4　硫酸鹽還原能量學的綜合評價    2.2.5　其他能量儲存方式3  自然生境中的硫酸鹽還原菌生態(tài)學  3.1　SRB在生物學硫循環(huán)中的作用    3.1.1　生物學硫循環(huán)    3.1.2　參與硫循環(huán)的微生物  3.2  自然生境中SRB的生物多樣性    3.2.1　嗜溫革蘭氏陰性SRB    3.2.2　革蘭氏陽性SRB    3.2.3　嗜熱革蘭氏陰性SRB    3.2.4　硫酸鹽還原古菌  3.3　SRB與其他微生物的種間關系    3.3.1　SRB與光營養(yǎng)微生物的共生關系    3.3.2　SRB與產(chǎn)甲烷菌的關系    3.3.3　SRB與產(chǎn)乙酸菌的生態(tài)學關系  3.4　生態(tài)因子對SRB的影響    3.4.1　溫度對SRB的影響    3.4.2　氧對SRB的影響    3.4.3　鹽度對SRB的影響  3.5　SRB引起的生物腐蝕及其控制    3.5.1　SRB引起腐蝕的機理    3.5.2　環(huán)境因素與SRB的協(xié)同效應    3.5.3　SRB腐蝕的微生物防治方法  3.6　油藏中的SRB及其控制    3.6.1　油藏中的微生物類群    3.6.2　油藏中SRB的檢測及控制  3.7　SRB在礦山廢水污染治理中的應用    3.7.1　酸性礦山廢水的形成    3.7.2　SRB對重金屬離子的去除    3.7.3　利用SRB修復重金屬污染環(huán)境4　厭氧處理工藝中硫酸鹽還原菌生態(tài)學  4.1　厭氧處理工藝中的SRB    4.1.1　含硫有機廢水的厭氧處理工藝    4.1.2　厭氧處理工藝中SRB的多樣性及功能    4.1.3　SRB對碳源利用的多樣性  4.2　厭氧處理工藝中SRB與其他微生物的種間關系……5　產(chǎn)酸-硫酸鹽還原工藝中的SRB的功能與地位6　產(chǎn)酸-硫酸鹽還原工藝中微生物的群落生態(tài)學7　產(chǎn)酸-硫酸鹽還原過程限制因子的定量化與調控　8　基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的產(chǎn)酸-硫酸鹽還原過程預測與調控　9　廢水碳氮硫同步脫除工藝中功能微生物的生態(tài)學特征參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1　硫酸鹽還原菌的功能與分類　　硫酸鹽還原菌（sulfate-reducing bacteriasere）是一類以有機化合物（化能異養(yǎng)型）或無機化合物（化能自養(yǎng)型）為電子供體，還原硫酸鹽產(chǎn)生硫化物的原核微生物類群，它不是一個分類學單位，而是對具有相同功能的微生物類群的總稱，在真細菌域（Bacteria）和古細菌域（Archaea）的5個門中均有分布。該類微生物在自然界中廣泛分布，種類豐富，功能各異，在自然界硫循環(huán)和碳循環(huán)中發(fā)揮著重要作用，而且與其他生物或人類之間存在著較復雜的相互關系。自20世紀60年代起，SRB以硫酸鹽為底物的代謝方式引起人們的關注，90年代的很多報道總結了SRB參與的各種特殊的生命過程，豐富了異化型硫酸鹽還原理論，提高了人們對這類特殊生命的認識?！　”菊轮饕撌鯯RB在地球化學循環(huán)中的作用、SRB的分類和系統(tǒng)發(fā)育分析等內(nèi)容?！　?．1硫酸鹽還原菌的功能　　SRB主要分布于海洋沉積物中，對氮、碳、硫等元素的地球化學循環(huán)具有作用。同時，SRB的存在還會引起一系列問題，如在廢水厭氧處理中，SRB能夠與產(chǎn)甲烷菌競爭電子供體或通過代謝產(chǎn)物抑制其活性，并伴隨產(chǎn)生有毒惡臭氣體H2S；在原油開采中，SRB能氧化各種烷烴引起原油酸化（souring）而降低油質（Eckford and Fedorak2002）；SRB還能與其他微生物相互作用腐蝕輸液管線等。如何利用SRB的特殊功能并為人類服務，是長期以來人們關注的課題。

圖書封面

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