水处理科学与技术 典藏版 06 废水厌氧处理硫酸盐还原菌生态学2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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1 硫酸盐还原菌的功能与分类1

1.1 硫酸盐还原菌的功能1

1.1.1 SRB在地球化学循环中的作用1

1.1.2 SRB参与的生物转化反应6

1.1.3 SRB的生长因子8

1.1.4 SRB与动植物间的相互作用9

1.2 硫酸盐还原菌的分类10

1.2.1 传统分类12

1.2.2 根据对有机物的氧化能力分类21

1.3 SRB系统发育分析22

1.3.1 嗜温革兰氏阴性SRB23

1.3.2 革兰氏阳性SRB26

1.3.3 嗜热革兰氏阴性SRB27

1.3.4 硫酸盐还原古细菌27

1.3.5 采用其他遗传标记的SRB系统发育分析29

2 硫酸盐还原菌的生理特征33

2.1 SRB的呼吸代谢33

2.1.1 SRB的代谢途径33

2.1.2 SRB电子传递体49

2.1.3 电子传递链重建56

2.2 溶质运输和细胞能量60

2.2.1 异化型硫酸盐还原的热力学60

2.2.2 硫酸盐还原的能量学66

2.2.3 质子动力的产生68

2.2.4 硫酸盐还原能量学的综合评价70

2.2.5 其他能量储存方式71

3 自然生境中的硫酸盐还原菌生态学75

3.1 SRB在生物学硫循环中的作用75

3.1.1 生物学硫循环76

3.1.2 参与硫循环的微生物77

3.2 自然生境中SRB的生物多样性78

3.2.1 嗜温革兰氏阴性SRB79

3.2.2 革兰氏阳性SRB81

3.2.3 嗜热革兰氏阴性SRB82

3.2.4 硫酸盐还原古菌82

3.3 SRB与其他微生物的种间关系82

3.3.1 SRB与光营养微生物的共生关系83

3.3.2 SRB与产甲烷菌的关系83

3.3.3 SRB与产乙酸菌的生态学关系86

3.4 生态因子对SRB的影响87

3.4.1 温度对SRB的影响87

3.4.2 氧对SRB的影响87

3.4.3 盐度对SRB的影响88

3.5 SRB引起的生物腐蚀及其控制89

3.5.1 SRB引起腐蚀的机理89

3.5.2 环境因素与SRB的协同效应91

3.5.3 SRB腐蚀的微生物防治方法92

3.6 油藏中的SRB及其控制95

3.6.1 油藏中的微生物类群95

3.6.2 油藏中SRB的检测及控制99

3.7 SRB在矿山废水污染治理中的应用104

3.7.1 酸性矿山废水的形成104

3.7.2 SRB对重金属离子的去除105

3.7.3 利用SRB修复重金属污染环境107

4 厌氧处理工艺中硫酸盐还原菌生态学108

4.1 厌氧处理工艺中的SRB108

4.1.1 含硫有机废水的厌氧处理工艺108

4.1.2 厌氧处理工艺中SRB的多样性及功能111

4.1.3 SRB对碳源利用的多样性112

4.2 厌氧处理工艺中SRB与其他微生物的种间关系113

4.2.1 SRB与产酸发酵细菌的种间关系114

4.2.2 SRB与产甲烷菌的种间关系128

4.2.3 SRB与反硝化细菌的种间关系130

4.3 厌氧处理工艺中影响SRB的生态因子131

4.3.1 碳硫比对SRB的影响131

4.3.2 pH对SRB的影响132

4.3.3 温度对SRB的影响133

4.3.4 碱度对SRB的影响134

4.3.5 氧化还原电位对SRB的影响137

4.3.6 硫酸盐负荷对SRB的影响138

4.3.7 不同价态铁元素对SRB的影响138

4.3.8 硝酸盐对SRB的抑制作用143

4.3.9 硫化氢对SRB的抑制作用156

5 产酸-硫酸盐还原工艺中SRB的功能与地位158

5.1 产酸-硫酸盐还原反应器中功能微生物类群的生长动力学159

5.1.1 产酸菌的生长动力学160

5.1.2 产氢产乙酸菌的生长动力学160

5.1.3 硫酸盐还原菌的生长动力学160

5.2 SRB对电子供体的利用规律165

5.2.1 SRB对氢的消耗165

5.2.2 SRB对碳源的利用规律167

5.3 SRB对电子流分量的影响171

5.4 SRB对液相末端产物分布的影响173

5.5 生物膜反应器中SRB的分布特征176

5.5.1 SRB的空间分布特征176

5.5.2 SRB在不同生物相中的分布特征177

5.6 SRB与AB的协同作用180

5.7 完全氧化型SRB的定向富集及完全氧化型硫酸盐还原工艺184

5.7.1 完全氧化型硫酸盐还原工艺184

5.7.2 完全氧化型SRB对碳源的利用能力187

5.7.3 完全氧化型SRB的富集策略188

5.8 硫酸盐还原功能类群的实现生态位199

5.8.1 生态位分离199

5.8.2 SRB种群的实现生态位201

6 产酸-硫酸盐还原工艺中微生物群落生态学202

6.1 活性污泥中微生物群落结构模式及功能菌群间关系202

6.1.1 不同功能类群微生物分布特征203

6.1.2 不同功能类群微生物在活性污泥中的空间分布特征203

6.1.3 不同功能类群微生物之间的生态学关系分析205

6.2 乙酸型代谢方式的形成及其生态学意义206

6.2.1 产酸菌的发酵类型206

6.2.2 微生物群落的乙酸型代谢方式208

6.2.3 乙酸型代谢方式的成因分析及意义210

6.2.4 乙酸型顶极群落结构解析212

6.3 碳硫比制约的微生物群落生态演替219

6.3.1 碳硫比从5.0降低到3.0过程中的群落演替219

6.3.2 碳硫比从3.0提高至4.0过程中的群落演替223

6.3.3 碳硫比从4.0降低到2.0过程中的群落演替226

6.4 碱度影响下微生物群落动态分析229

6.4.1 调节碱度对硫酸盐还原过程的影响229

6.4.2 调节碱度引发的微生物群落动态231

6.4.3 微生物群落多样性分析232

6.5 微生物群落的内平衡与反馈调节机制234

6.5.1 碳硫比引发的群落内平衡与反馈调节234

6.5.2 顶极群落调节氧化还原电位的内平衡机制236

7 产酸-硫酸盐还原过程限制因子的定量化与调控238

7.1 致变因子——碳硫比238

7.1.1 硫酸盐致变碳硫比对SRB的影响239

7.1.2 COD致变碳硫比对SRB的影响242

7.2 致变因子——硫酸盐负荷率245

7.3 致变因子——碳源248

7.4 因变因子——pH250

7.5 因变因子——碱度252

7.5.1 硫酸盐还原过程中碱度平衡分析254

7.5.2 碱度调节对反应器运行效能的影响257

7.5.3 碱度调节对微生物功能的影响262

7.6 因变因子——氧化还原电位264

7.6.1 硫酸盐还原过程中氧化还原电位分析264

7.6.2 氧化还原电位的控制265

7.7 因变因子——硫化物266

7.7.1 硫化物的极限浓度266

7.7.2 Fe2＋对硫平衡的影响268

7.8 钼酸盐和硝酸盐269

7.8.1 钼酸盐269

7.8.2 硝酸盐271

7.9 限制因子的综合作用274

8 基于BP神经网络的产酸-硫酸盐还原过程预测与调控275

8.1 BP神经网络275

8.1.1 人工神经网络建模的优越性275

8.1.2 BP神经网络模型276

8.1.3 BP神经网络的学习算法与网络训练277

8.1.4 BP神经网络的逼近能力与泛化能力280

8.2 基于BP神经网络的生态因子仿真282

8.2.1 神经元与激活函数的选取283

8.2.2 网络的拓扑关系284

8.2.3 学习算法与网络训练284

8.2.4 人工神经网络软件的开发288

8.2.5 试验结果与计算机仿真的对比分析290

8.3 基于BP神经网络的产酸-硫酸盐还原过程预测与调控291

8.3.1 产酸-硫酸盐还原过程的预测与控制理论模型292

8.3.2 酸-硫酸盐还原过程建模的实现步骤294

8.3.3 仿真结果分析296

8.4 引发微生物群落演替的主导因子分析298

8.4.1 采用信息流方法定性分析主导因子298

8.4.2 采用PCW方法定量分析主导因子299

8.4.3 采用PaD方法定量分析各因子的影响300

8.4.4 引发微生物群落演替的主导因子分析结果303

8.5 产酸-硫酸盐还原系统数值模拟问题与展望303

9 废水碳氮硫同步脱除工艺中功能微生物的生态学特征307

9.1 有机废水碳氮硫同步脱除工艺思想的提出308

9.1.1 利用单质硫的自养反硝化工艺308

9.1.2 基于混养条件的氮硫同步脱除工艺309

9.1.3 硫氧化过程的能量计量关系分析310

9.1.4 有机废水碳氮硫同步脱除工艺思想311

9.2 自养-异养微生物联合反硝化脱硫工艺及其生态调控312

9.2.1 厌氧固定床反硝化脱硫工艺的效能及生态调控314

9.2.2 膨胀颗粒污泥床反硝化脱硫工艺的效能及生态调控331

9.3 一体式碳氮硫同步脱除工艺可行性及微生物生态学特征343

9.3.1 厌氧膨胀床一体式碳氮硫同步脱除工艺的可行性344

9.3.2 膨胀颗粒污泥床一体式碳氮硫同步脱除工艺的可行性348

9.3.3 一体式同步脱硫脱氮工艺微生物的生态学特征351

9.4 反硝化脱硫功能微生物及其生物强化提高氮硫脱除效能的可行性354

9.4.1 反硝化脱硫功能微生物的筛选与鉴定354

9.4.2 功能微生物的反硝化脱硫能力356

参考文献362