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第1篇 厌氧微生物与厌氧系统过程 1

第1章 废水生物处理微生物学 1

1.1 发酵细菌群 3

1.2 产氢产乙酸菌群 6

1.3 同型产乙酸菌 8

1.4 产甲烷菌及其作用 11

1.5 硫酸盐还原细菌 25

1.6 细菌种群间关系 27

第2章 有机污染物的厌氧生物转化 30

2.1 有机污染物厌氧生物转化的基本原理 30

2.2 基本营养型有机物的厌氧生物降解途径 35

2.3 非基本营养型有机物的厌氧生物降解途径 44

2.4 有机物生物转化后的环境效应 45

第3章 厌氧消化过程的控制条件 47

3.1 厌氧消化过程的酸碱平衡及pH值控制 47

3.2 温度对厌氧生物处理的影响 50

3.3 厌氧消化过程中的氧化还原电位 53

3.4 废水特性 55

3.5 负荷率与发酵 62

第4章 厌氧生物反应器 64

4.1 基质降解和微生物增长表达式 64

4.2 动力学基本方程 67

4.3 升流式厌氧污泥床反应器（UASB） 69

4.4 连续流式混合搅拌反应器（CSTR） 76

4.5 厌氧生物膜法 83

4.6 其他厌氧生物反应器 90

第5章 废水厌氧处理的后处理工艺 95

5.1 后处理工艺概述 95

5.2 废水中病原微生物和营养物的浓度 96

5.3 稳定塘的后处理 97

5.4 活性污泥法后处理 100

5.5 硫化物的生物氧化方法 106

第6章 两相厌氧生物处理工艺 113

6.1 两相厌氧工艺概述 113

6.2 相的分离 129

6.3 工艺的研究与应用 135

第7章 污泥厌氧消化处理 148

7.1 污泥的分类及性质 148

7.2 污泥厌氧消化工艺流程及消化池构造 164

7.3 厌氧消化系统的运行与控制 186

7.4 化学物质对厌氧消化系统的影响 194

第2篇 产甲烷菌及其工艺 204

第8章 产甲烷菌的分类 204

8.1 微生物的分类 204

8.2 产甲烷菌的分类 214

8.3 产甲烷菌的代表种 222

第9章 产甲烷菌的生态多样性 226

9.1 产甲烷菌的生物地球化学作用 226

9.2 第一类生境 229

9.3 第二类生境 232

9.4 第三类生境 238

9.5 第四类生境 242

9.6 其他生态环境中的产甲烷细菌 242

第10章 产甲烷菌的生理特性 248

10.1 产甲烷菌的微生物特性 248

10.2 产甲烷菌的细胞结构特征 248

10.3 产甲烷菌的辅酶 252

10.4 产甲烷菌的生长繁殖 257

10.5 产甲烷菌与不产甲烷菌之间的相互作用 263

第11章 产甲烷菌的基因组研究 267

11.1 产甲烷菌基因组特征 267

11.2 产甲烷菌的基因结构 270

11.3 突变型 272

11.4 原生质体 273

11.5 基因工程 273

11.6 问题与展望 274

第12章 厌氧反应器中的产甲烷菌 276

12.1 常见厌氧反应工艺 276

12.2 厌氧消化污泥中的产甲烷菌 292

12.3 厌氧颗粒污泥中的产甲烷菌 294

12.4 好氧活性污泥中的产甲烷菌 305

第13章 产甲烷菌的甲烷形成途径 306

13.1 产甲烷菌的甲烷形成途径 306

13.2 甲烷形成过程中的能量代谢 316

13.3 沼气技术 319

第14章 产甲烷细菌的研究方法 341

14.1 厌氧操作 341

14.2 产甲烷细菌的分离 347

14.3 产甲烷细菌形态观察 350

14.4 产甲烷细菌的保存法 351

14.5 产甲烷细菌的生理学特性测定 353

第15章 产甲烷菌的工业应用 357

15.1 厌氧生物处理 357

15.2 煤层气开发 358

15.3 酿酒行业 359

15.4 微生物采油 360

15.5 生物制氢 361

第3篇 硫酸盐还原菌及其工艺 366

第16章 概述 366

16.1 硫 366

16.2 硫酸盐还原菌 370

第17章 硫酸盐还原菌的分类 376

17.1 传统分类 377

17.2 根据对有机物的氧化能力分类 384

17.3 未培养的新发现的SRB 385

17.4 硫酸盐还原古菌的分类学关系 385

17.5 SRB的富集、分离与鉴定 386

第18章 硫酸盐还原菌的系统发育学 389

18.1 分子系统发育与系统发育树 389

18.2 嗜温革兰氏阴性SRB的系统发育学研究 394

18.3 嗜热革兰氏阴性SRB的系统发育学研究 397

18.4 革兰氏阳性SRB的系统发育学研究 398

18.5 硫酸盐还原古细菌SRB的系统发育学研究 399

18.6 除16S rDNA以外遗传标记的SRB系统发育分析 400

第19章 硫酸盐还原菌的生理学 403

19.1 硫酸盐还原菌的呼吸代谢作用 403

19.2 硫酸盐还原菌的电子传递蛋白 412

19.3 硫酸盐还原菌溶质运输和细胞能量 420

第20章 硫酸盐还原菌的自然生态学 430

20.1 在生态圈中SRB的起源和进化 430

20.2 在有机物厌氧消化过程中SRB的生态学 431

20.3 SRB在生物学硫循环中的作用 431

20.4 自然生境中硫酸盐还原菌的生物多样性及还原作用 433

20.5 生态因素对SRB的影响 436

20.6 硫酸盐还原菌与其他微生物的种间关系 437

第21章 废水处理工艺中硫酸盐还原菌的生态学 440

21.1 厌氧处理工艺中的SRB 440

21.2 厌氧处理工艺中SRB与其他微生物的种间关系 443

21.3 厌氧处理工艺中影响SRB的生态因子 449

21.4 SRB对底物的利用规律 457

21.5 生物膜反应器中SRB的分布 460

第22章 油田硫酸盐还原菌分子生态学 462

22.1 油田概述 462

22.2 油田中的硫酸盐还原菌的检测方法 467

22.3 油田中SRB的危害 470

22.4 油田中SRB的生态调控抑制 472

22.5 工业设备控制 475

第23章 脱硫弧菌属的分子生物学 479

23.1 脱硫弧菌属概述 479

23.2 脱硫弧菌的遗传学 481

23.3 脱硫弧菌属的氧化还原活性金属蛋白 485

第24章 硫酸盐还原菌在废水治理中的应用 489

24.1 硫酸盐还原的厌氧工艺 489

24.2 应用硫酸盐还原菌技术处理废水 501

24.3 通过混合培养和纯培养SRB来代谢环境污染物 508

第25章 复合硫酸盐还原菌法去除污染物的原理 513

25.1 复合硫酸盐还原菌 513

25.2 复合硫酸盐还原菌法去除铬的原理 515

25.3 复合硫酸盐还原菌法去除废水中的砷 520

25.4 微生物去除其他重金属离子 523

第4篇 厌氧发酵生物制氢系统 526

第26章 生物能源 526

26.1 能源 526

26.2 生物能源 534

第27章 厌氧生物处理技术及工艺 543

27.1 厌氧生物处理概述 543

27.2 有机物的厌氧生物降解过程 544

27.3 厌氧生物处理技术的发展概况 545

27.4 厌氧生物处理工艺进展 545

27.5 厌氧生物发酵制氢的研究进展及应用 552

第28章 生物制氢原理 555

28.1 生物制氢概述 555

28.2 生物制氢技术的主要研究方向 556

28.3 厌氧发酵生物制氢的产氢机理 559

28.4 厌氧发酵法生物制氢工艺概述 560

28.5 厌氧发酵生物制氢技术的发展现状 567

第29章 厌氧生物制氢的发酵类型及其运行特征 572

29.1 乙醇型发酵及其运行特征 573

29.2 丁酸型发酵及其运行特征 577

29.3 丙酸型发酵及其运行特征 582

29.4 混合酸发酵产氢途径 585

29.5 结论 585

第30章 厌氧发酵生物制氢系统的混合培养工艺 586

30.1 厌氧发酵生物制氢的生态因子分析 586

30.2 乙醇型发酵和丁酸型发酵的产氢能力及运行稳定性分析 591

30.3 乙醇型发酵制氢工艺快速启动的定向调控 595

30.4 结论 605

第31章 厌氧发酵生物制氢的纯培养工艺 606

31.1 纯培养发酵法生物制氢工艺 606

31.2 纯菌种R3厌氧发酵生物制氢 609

31.3 厌氧发酵连续流纯菌种R3生物制氢 613

31.4 纯菌种R3连续流生物制氢 613

31.5 底物浓度变化对反应器的影响 617

31.6 结论 619

第32章 生物载体强化对乙醇型发酵的影响 621

32.1 生物载体强化技术在生物制氢领域的应用 621

32.2 生物强化技术的应用现状 623

32.3 CSTR生物制氢反应器悬浮生长系统的运行特性 625

32.4 生物载体强化附着生长系统乙醇型发酵制氢工艺的定向调控 632

32.5 有机负荷对厌氧发酵制氢系统产氢效率的影响 638

32.6 生物强化技术在其他领域的应用 646

32.7 结论 646

第33章 生物制氢反应系统的生物强化技术研究 648

33.1 生物强化的主要控制参数 648

33.2 生物强化的作用效果分析 654

33.3 结论 659

第34章 污泥强化厌氧发酵生物制氢 660

34.1 强化污泥的工程控制 660

34.2 强化污泥的研究装置 660

34.3 强化污泥对产气量及产氢量的影响 661

34.4 强化污泥对液相末端产物的影响 662

34.5 强化污泥对化学需氧量（COD）去除率的影响 663

34.6 强化污泥对pH值和ORP的影响 664

34.7 结论 665

第35章 菌种强化厌氧发酵生物制氢 666

35.1 产氢菌的投加方式对强化发酵菌群产氢的影响 666

35.2 发酵生物制氢反应器的产氢菌生物强化作用研究 670

35.3 结论 675

第36章 活性炭载体强化乙醇型发酵产氢效能的研究 676

36.1 非固定化CSTR系统的产氢运行操作 676

36.2 固定化CSTR系统的产氢运行效能 682

36.3 结论 689

第37章 UASB生物制氢 690

37.1 UASB生物制氢反应器的启动 690

37.2 UASB生物制氢反应器稳定运行的特征 694

37.3 基于BP神经网络的UASB系统建模 699

37.4 结论 704

第38章 氢气的制备、纯化 706

38.1 氢气的制备 706

38.2 氢气的纯化 717

第39章 氢气的贮运 720

39.1 氢气的储存 720

39.2 氢气的储存技术 720

39.3 储氢合金的优缺点 722

39.4 非金属氢化物储存 722

39.5 储氢研究动向 723

39.6 氢气的运输 726

39.7 氢气运输小结 728

参考文献 733