出版時間:2012-11 出版社:里特曼 (Bruce E. Rittmann)、麥卡蒂 (Perry L. McCarty)、文湘華、 王建龍 清華大學出版社 (2012-11出版) 作者:文湘華,王建龍 等 譯 (美)里特曼(Br 頁數(shù):647
內(nèi)容概要
《大學環(huán)境教育叢書·環(huán)境生物技術:原理與應用(翻譯版)》介紹了用于保護和改善環(huán)境的微生物過程的基本原理及其實際應用。書中不僅涉及了環(huán)境生物技術的傳統(tǒng)應用,如活性污泥法和厭氧消化,還介紹了新興的應用,如有害化合物的脫毒、生物修復、飲用水的生物過濾等。書中提供了大量的圖、表,每章后列有習題,以幫助理解和掌握基本概念和原理,還給出了豐富的實例,以利于讀者正確地分析、設計和解決實際環(huán)境問題。 《大學環(huán)境教育叢書·環(huán)境生物技術:原理與應用(翻譯版)》適合作為高等院校環(huán)境類專業(yè)的教材,也可供環(huán)境、生物等領域的科技人員參考。
作者簡介
作者:(美)Bruce E. Rittmann,(美)Perry L. McCarty[著]
書籍目錄
第1章 微生物學基礎 1.1 細胞 1.2 分類學與系統(tǒng)發(fā)育 1.3 原核生物 1.3.1 細菌 1.3.2 古細菌 1.4 真核生物 1.4.1 真菌 1.4.2 藻類 1.4.3 原生動物 1.4.4 其他多細胞微生物 1.5 病毒 1.6 傳染病 1.7 生物化學 1.8 酶 1.8.1 酶的反應性 1.8.2 酶活性的調(diào)節(jié) 1.9 能量捕獲 1.9.1 電子與能量載體 1.9.2 能量與電子投入 1.10 新陳代謝 1.10.1 分解代謝 1.10.2 合成代謝 1.10.3 新陳代謝與營養(yǎng)種群 1.11 遺傳學與信息流 1.12 脫氧核糖核酸(DNA) 1.12.1 染色體 1.12.2 質粒 1.12.3 DNA復制 1.13 核糖核酸(RNA) 1.13.1 轉錄 1.13.2 信使RNA(mRNA) 1.13.3 轉運RNA(tRNA) 1.13.4 翻譯與核糖體RNA(rRNA) 1.13.5 翻譯 1.13.6 調(diào)節(jié) 1.14 系統(tǒng)發(fā)育 1.14.1 系統(tǒng)發(fā)育分類的基礎 1.15 微生物生態(tài)學 1.15.1 選擇 1.15.2 物質交換 1.15.3 適應 1.16 微生物生態(tài)學研究工具 1.16.1 傳統(tǒng)富集工具 1.16.2 分子生物學工具 1.16.3 多物種模型 參考文獻 習題 第2章 化學計量學和細菌能量學 2.1 化學計量方程式舉例 2.2 微生物細胞的經(jīng)驗分子式 2.3 基質分配和細胞產(chǎn)率 2.4 能量反應 2.5 生物生長的總反應 2.5.1 發(fā)酵反應 2.6 能量學和細菌生長 2.6.1 能量反應的自由能 2.7 產(chǎn)率系數(shù)和反應能量學 2.8 氧化態(tài)氮源 參考文獻 習題 第3章 微生物動力學 3.1 基本速率表達式 3.2 參數(shù)估值 3.3 基本質量平衡 3.4 惰性菌體和揮發(fā)性固體的質量平衡 3.5 溶解性微生物產(chǎn)物 3.6 營養(yǎng)物和電子受體 3.7 輸入的活性菌體 3.8 顆粒物和多聚物的水解 3.9 抑制作用 3.10 其他形式的速率表達式 參考文獻 習題 第4章 生物膜動力學 4.1 微生物的聚集 4.2 為什么要用生物膜 4.3 理想化的生物膜 4.3.1 基質現(xiàn)象 4.3.2 生物膜本身 4.4 穩(wěn)態(tài)生物膜 4.5 穩(wěn)態(tài)生物膜的解 4.6 參數(shù)估值 4.7 生物膜平均SRT 4.8 完全混合生物膜反應器 4.9 溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)與惰性生物體 4.10 CMBR工藝特性 4.11 表面負荷的標準化 4.12 非穩(wěn)態(tài)生物膜 4.13 生物膜模型解的特例 4.13.1 厚生物膜 4.13.2 零級反應動力學 參考文獻 習題 第5章 反應器 5.1 反應器型式 5.1.1 懸浮生長式反應器 5.1.2 生物膜反應器 5.1.3 反應器組合 5.2 物料衡算 5.3 間歇反應器 5.4 帶有回流的連續(xù)攪拌式反應器 5.5 推流式反應器 5.6 帶有回流的推流式反應器 5.7 沉淀后細胞回流的反應器系統(tǒng) 5.7.1 帶有沉淀和細胞回流的連續(xù)攪拌式反應器 5.7.2 對假設的評價 5.7.3 帶有沉淀和細胞回流的推流式反應器 5.8 利用其他的速率模型 5.9 化學當量方程與物料平衡方程的關系 5.10 反應器的工程設計 5.11 串聯(lián)反應器 參考文獻 習題 第6章 活性污泥法 6.1 活性污泥法的工藝特性 6.1.1 微生物生態(tài) 6.1.2 氧氣和營養(yǎng)需求 6.1.3 污泥停留時間的影響 6.2 工藝類型 6.2.1 反應器類型 6.2.2 供氧類型 6.2.3 負荷類型 …… 第7章 氧化塘 第8章 好氧生物膜處理工藝 第9章 硝化過程 第10章 反硝化過程 第11章 除磷 第12章 給水處理 第13章 甲烷化厭氧處理工藝 第14章 有害化學物質的脫毒 第15章 生物修復 附錄A 不同化學物質在25℃時的形成自由能 附錄B 歸一化的表面 負荷曲線
章節(jié)摘錄
版權頁: 插圖: 1.1.3 適應 微生物生態(tài)系統(tǒng)的復雜性使它能夠非常靈活地應答環(huán)境的變化,尤其是對群落產(chǎn)生壓力的變化,如溫度、pH值或鹽度的變化;接觸有毒物質;接觸異生物有機分子;以及可利用基質的變化。 群落對環(huán)境壓力的響應稱為適應作用。有時候,馴化作用這個術語也表達同樣的意思。適應是指任何使群落最終排除壓力或有辦法抵制壓力并維持自身功能的應答。適應期是指從最初遇到壓力到群落完全適應需要的時間。一個非常普遍而且重要的例子是對難降解、異生化學物質的適應作用。在從幾小時到幾個月的適應期內(nèi),生物轉化作用很少或根本不發(fā)生。在適應期末期,群落能夠快速地轉化異生物質,而且通常能夠在后來的接觸中繼續(xù)這種快速轉化。 群落通過下面5種主要機制中的一種或幾種產(chǎn)生適應性:選擇性富集;酶調(diào)節(jié);遺傳信息交換;可遺傳的遺傳變化以及環(huán)境的改變。 在選擇性富集中,能夠得益于壓力環(huán)境的微生物類型,可以選擇性生長并在總生物量中占據(jù)較大比例。在遇到難降解化合物時,能夠代謝這種化合物并從中受益的微生物被富集。在遇到有毒物時,具有抵抗措施的微生物獲得選擇性優(yōu)勢。 有一種非常重要而且有趣的選擇性富集響應是針對不同的基質負荷模式產(chǎn)生的。有兩種極端情況:一是完全穩(wěn)定的負荷;一是營養(yǎng)時富時貧的負荷。對于環(huán)境生物技術中負荷非常穩(wěn)定的過程,限速基質(通常是電子供體)的負荷一般是一個低且穩(wěn)定的數(shù)值(將在第3—5章中定量討論)。微生物具有不變的低比增長速率。這些條件適合于被稱為寡營養(yǎng)生物或K—對策者的微生物。正常情況下,寡營養(yǎng)生物不具有最快的最大比增長速率,但是它們對限速基質具有高的親和力,而且它們通常具有非常低的比損失率。高基質親和力意味著它們能夠捕食濃度很低的基質,或是寡營養(yǎng)的。K—對策者這一術語反映了高基質親和力可以由非常小的K值體現(xiàn);K值等于實際速率為最大速率一半時的濃度(在第3章中詳細討論),類似于方程[1.12]中的KM。 寡營養(yǎng)對應的是富營養(yǎng)。富營養(yǎng)生物非常適應時富時貧的生活方式——在一段時間內(nèi)基質負荷相當高,但隨后基質負荷降到零或者非常低的程度。富營養(yǎng)生物能夠利用以下三種策略中的一種或多種,很好地應對時富時貧的負荷。第一,與寡營養(yǎng)生物相比,典型的富營養(yǎng)生物具有非常快的最大比增長速率。因此,在營養(yǎng)物豐富階段,它們比寡營養(yǎng)生物長得快,因而能夠捕獲絕大多數(shù)的基質。利用這種快速生長策略的富營養(yǎng)生物被稱為廣對策者,原因在于它們依賴于非常大的反應速率(r)。第二,在營養(yǎng)物豐富階段,富營養(yǎng)生物可以快速吸收并匯集基質。通過匯集基質作為一種內(nèi)部儲存物(細節(jié)見第6章和第兒章),這種類型的富營養(yǎng)生物不需要在營養(yǎng)物豐富階段具備快速生長速率。事實上,它們具有一個比較穩(wěn)定的生長速率;這種穩(wěn)定的生長速率是以在營養(yǎng)物貧乏階段內(nèi)部儲存物的逐漸利用為基礎的。第三,有些富營養(yǎng)生物在饑餓階段會進入休眠狀態(tài),例如形成孢子。在環(huán)境生物技術過程中,第三種策略不重要。
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