水处理微生物学与水处理工程有密切的关系，它是一门实践性很强的学科。这本《水处理微生物学》由赵远、张崇淼主编，本书紧扣水处理工程和微生物学两条紧密结合的主线，在介绍基本原理、技术的基础上，注重于环境生物技术在水处理领域的应用，并且给出许多实践中丰富的案例，旨在深入阐述水处理微生物技术的基础上，建立一个有效的水处理微生物技术选择的定性和定量模式，以期更好地指导我国水环境领域污染处理技术开发、应用推广。我们希望本书能对高等院校师生和广大科技工作人员有所帮助，同时对我国环境教育的发展做出贡献。

《水处理微生物学》由赵远、张崇淼主编，首先介绍了微生物的性状和分类、微生物的生理、微生物的生长繁殖、微生物的遗传和变异以及微生物的生态系统方面的基础知识；之后介绍了水处理工程中的微生物污染，好氧生物处理的原理与应用，厌氧生物处理原理及应用，水体富营养化和脱氨除磷技术，水中病原微生物的检测及去除，以及生物修复技术。

《水处理微生物学》在提供基本知识、基本理论和基本操作技能的前提下，结合最新前沿技术，编入更多的案例，理论与实践的结合，使内容更加简单易懂，实用性更强。本书可供给排水科学与工程、环境工程、环境科学、市政工程等相关专业师生阅读参考。

第1章 绪论1

 1.1微生物在自然界的主要作用1

 1.2水处理微生物学的研究对象和任务1

 1.3微生物学在水处理过程中的作用1

 1.4微生物概述2

 1.4.1微生物的定义2

 1.4.2原核微生物与真核微生物2

 1.4.3微生物的分类3

 1.4.4微生物的分类单位、命名和分类依据3

 1.4.5微生物的生物学特点4

 参考文献4

第2章 微生物的性状和分类5

 2.1原核微生物5

 2.1.1细菌5

 2.1.2放线菌13

 2.1.3蓝细菌16

 2.1.4其他原核生物类群17

 2.1.5水环境中常见的原核微生物类群20

 2.2真核微生物22

 2.2.1真菌22

 2.2.2藻类25

 2.2.3原生动物27

 2.2.4后生动物27

 2.2.5水环境中常见的真核微生物类群29

 2.3非细胞生物的超微生物——病毒34

 2.3.1病毒的一般特征及主要类群35

 2.3.2病毒的形态结构35

 2.3.3病毒的增殖35

 2.3.4病毒的测定和培养37

 2.3.5病毒对物理、化学、抗生素的抵抗力38

 参考文献39

第3章 微生物的生理41

 3.1微生物的酶41

 3.1.1酶的组成和结构41

 3.1.2酶的命名和分类42

 3.1.3酶的催化特性43

 3.1.4影响酶促反应的因素43

 3.2微生物的营养45

 3.2.1微生物细胞的化学组成和营养要素45

 3.2.2微生物的营养类型47

 3.2.3微生物对营养物质的吸收48

 3.2.4培养基49

 3.3微生物的代谢52

 3.3.1新陈代谢的有关概念52

 3.3.2微生物的产能代谢53

 3.3.3微生物的合成代谢57

 3.3.4微生物代谢的调节58

 3.4微生物对难降解物的降解和转化60

 3.4.1污染物的生物降解性60

 3.4.2石油类物质的分解与转化61

 3.4.3合成有机物的降解和转化63

 3.4.4微生物对重金属污染物的转化64

 参考文献65

第4章 微生物的生长66

 4.1微生物生长的测定66

 4.1.1细胞数的测定66

 4.1.2细胞生物量的测定68

 4.2微生物的生长规律69

 4.2.1单细胞微生物的典型生长曲线69

 4.2.2生长的数学模型71

 4.2.3微生物的同步培养72

 4.2.4厌氧培养75

 4.3环境因子对微生物的影响77

 4.3.1微生物生长的环境条件77

 4.3.2生物因子80

 参考文献81

第5章 微生物的遗传和变异82

 5.1微生物遗传变异的物质基础82

 5.1.1遗传和变异的物质基础82

 5.1.2DNA的结构和复制84

 5.1.3DNA的存在形式86

 5.2微生物的基因突变87

 5.2.1突变的类型87

 5.2.2基因突变的机制88

 5.3微生物的基因重组90

 5.3.1原核微生物的基因重组90

 5.3.2真核微生物的基因重组91

 5.4微生物的菌种选育92

 5.4.1水处理工程菌种筛选程序92

 5.4.2微生物的诱变育种92

 5.4.3原生质体融合育种93

 5.4.4基因工程技术用于高效工程菌种改良95

 5.5微生物菌种保藏及复壮95

 5.5.1微生物菌种保藏95

 5.5.2菌种的退化与复壮98

 5.6分子生物学技术及其在水处理工程中的应用98

 5.6.1聚合酶链反应技术98

 5.6.2变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术100

 5.6.3荧光原位杂交技术101

 5.6.4分子生物学技术在水处理中的应用102

 5.7微生物新技术的研究与应用104

 5.7.1固定化技术及应用104

 5.7.2水处理工程中生物强化技术与应用106

 5.7.3微生物制剂的开发和应用107

 参考文献109

第6章 微生物的生态系统111

 6.1水处理生态系统的基本概念及特征111

 6.1.1生态系统及其基本结构111

 6.1.2生态系统的功能112

 6.1.3水生态系统的基本特征与类型113

 6.1.4微生物在生态系统中的作用115

 6.2微生物在各生态系统中的分布116

 6.2.1水体微生物生态116

 6.2.2土壤微生物生态118

 6.2.3空气微生物生态120

 6.3微生物的生物群落121

 6.3.1生物群落及其基本特征121

 6.3.2微生物群落的演替122

 6.3.3微生物群落的基本特征123

 6.4微生物之间的相互关系123

 6.4.1互生123

 6.4.2共生124

 6.4.3寄生125

 6.4.4拮抗125

 6.4.5捕食126

 6.5微生物与自然界的物质循环126

 6.5.1碳素循环126

 6.5.2氮素循环127

 6.5.3硫素循环129

 6.5.4其他元素的微生物转化130

 参考文献131

第7章 水环境中的微生物污染133

 7.1水体中的微生物来源及相关的水污染133

 7.1.1水体中的微生物来源133

 7.1.2与微生物相关的水污染134

 7.2水中病原微生物的种类和特性135

 7.2.1病原菌135

 7.2.2病毒139

 7.2.3病原性原生动物141

 7.2.4蠕虫144

 7.2.5蓝绿藻145

 7.3水中病原微生物的存活、分布和传播146

 7.3.1病原微生物在水中存活的影响因素146

 7.3.2病原微生物在水环境中的分布148

 7.3.3水中病原微生物的传播及控制149

 7.3.4指示微生物及其水质卫生学意义150

 参考文献153

第8章 水处理工程中好氧生物处理的原理及应用155

 8.1好氧生物处理的基本原理155

 8.2活性污泥法155

 8.2.1好氧活性污泥中的微生物群落155

 8.2.2活性污泥法的各种演变及应用164

 8.3生物膜法166

 8.3.1好氧生物膜中的微生物群落167

 8.3.2生物膜法的基本流程及特征168

 8.3.3生物膜反应器170

 8.4自然处理法171

 8.4.1稳定塘171

 8.4.2污水的土地处理系统174

 参考文献175

第9章 水处理工程中厌氧生物处理的原理及应用176

 9.1厌氧生物处理的微生物原理及生理特征176

 9.1.1厌氧生物处理的原理176

 9.1.2厌氧生物处理的主要特征179

 9.1.3非产甲烷菌179

 9.1.4产甲烷菌180

 9.2厌氧生物处理的微生物生态学184

 9.2.1厌氧生物处理过程中微生物优势群的演替184

 9.2.2非产甲烷菌和产甲烷菌之间的关系186

 9.2.3产酸发酵菌群代谢的NADH/NAD+调节188

 9.2.4产甲烷菌的生态分布189

 9.3厌氧生物处理工艺学189

 9.3.1厌氧生物处理工艺条件及其控制189

 9.3.2废水厌氧生物处理工艺194

 参考文献194

第10章 水体富营养化和脱氮除磷技术200

 10.1水体富营养化现象200

 10.1.1水体富营养化产生的原因200

 10.1.2水体富营养化的危害200

 10.1.3富营养化水体中的常见藻类201

 10.1.4评价水体富营养化的指标201

 10.1.5控制水体富营养化的措施和方法202

 10.2生物脱氮204

 10.2.1水体中氮化物的危害204

 10.2.2生物脱氮的基本原理204

 10.2.3生物脱氮的基本流程206

 10.2.4影响脱氮作用的环境因素209

 10.2.5同步硝化反硝化211

 10.3生物除磷213

 10.3.1生物除磷的基本原理213

 10.3.2生物除磷的基本流程214

 10.3.3影响生物除磷的主要因素216

 10.4同步脱氮除磷技术218

 10.4.1A2/O法同步脱氮除磷工艺218

 10.4.2巴颠甫（Bardenpho）脱氮除磷工艺219

 10.4.3Phoredox工艺220

 10.4.4UCT工艺220

 10.4.5VIP工艺220

 10.4.6氧化沟同步脱氮除磷工艺221

 10.4.7其他传统同步脱氮除磷工艺221

 参考文献222

第11章 水中病原微生物的检测及去除223

 11.1常用水质卫生学指标的检测方法223

 11.1.1细菌总数的测定223

 11.1.2大肠菌群的测定223

 11.1.3粪大肠菌群的测定224

 11.1.4噬菌体的测定224

 11.2水中病原微生物的浓缩和检测方法225

 11.2.1病原微生物浓缩方法225

 11.2.2病原微生物检测方法226

 11.3微污染水源水的生物预处理227

 11.3.1微污染水源水污染源、污染物及预处理的目的227

 11.3.2微污染水源水生物预处理的特点和可行性227

 11.3.3生物氧化预处理技术228

 11.4饮用水的深度净化技术230

 11.4.1臭氧活性炭吸附230

 11.4.2活性炭吸附231

 11.4.3光催化氧化232

 11.4.4生物活性炭233

 11.4.5吹脱法233

 11.4.6膜技术234

 11.5饮用水消毒236

 11.5.1氯和含氯物质消毒236

 11.5.2碘消毒237

 11.5.3臭氧氧化237

 11.5.4银离子消毒237

 11.5.5紫外线消毒237

 11.5.6超声波消毒238

 11.5.7饮用水的加热消毒238

 11.6污水处理工艺对病原微生物的去除238

 11.6.1污水处理工艺对病原菌的去除239

 11.6.2污水处理工艺对病毒的去除241

 参考文献242

第12章 生物修复技术244

 12.1生物修复技术原理244

 12.1.1生物修复概述244

 12.1.2用于生物修复的微生物类型246

 12.1.3微生物修复的影响因素247

 12.2水处理工程中微生物修复技术250

 12.2.1主要的生物修复技术250

 12.2.2生物修复技术的优点和局限性251

 12.2.3评价生物修复可行性的程序251

 参考文献252