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| 編輯推薦： |
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作者McCarty和Rittmann为美国工程院院士，国际著名学者，长期在环境生物技术领域从事教学与科研工作，该书第一版于2000年出版后，先后被翻译为中文、日文和韩文等多种语言，在全球范围发行。
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| 內容簡介： |
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本书以环境微生物学、化学计量学和细菌能动力学为基础，以废水生物处理的理论为主线，系统深入地详细讲述了用于环境污染治理和改善（废水处理、废气处理、固体废物处理、污染土壤的生物修复等）的有关生物学和工程技术原理，并介绍了这些原理的主要应用，包括传统应用，如活性污泥处理和厌氧消化，还重点介绍了在环境生物修复、有毒有害有机污染物的脱毒和降解、饮用水的生物过滤等方面的新兴应用。书中提供了丰富的实例，可帮助读者逐步学习如何进行分析、设计以解决当代环境问题。书中提供了大量图表，每章配有例题和习题。
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| 關於作者： |
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王建龙，清华大学教授，长期从事环境科学与工程领域的教学与科研工作，发表学术论文600余篇，其中SCI收录500余篇，出版专著、译著、研究生教材共计10多部。曾翻译出版该书的第一版。
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| 目錄：
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第1章走向可持续发展
1.1水资源及其利用
1.2污水资源
1.3气候变化
1.4可持续性
1.5环境生物技术的作用
1.6本书的组织结构
参考文献
第2章微生物学基础
2.1微生物细胞
2.2微生物分类
2.3原核生物
2.3.1细菌和古细菌的细胞结构和功能
2.3.2细菌发育谱系
2.3.3古细菌的系统发生谱系
2.4真核生物
2.4.1真菌
2.4.2藻类
2.4.3原生动物
2.4.4其他多细胞微生物
2.5病毒
2.6传染病
参考文献
第3章生物化学、代谢、遗传学和信息流
3.1生物化学
3.1.1酶
3.1.2酶的反应性
3.1.3酶活性的调节
3.2能量捕获
3.2.1电子与能量载体
3.2.2能量与电子投入
3.3新陈代谢
3.3.1分解代谢
3.3.2合成代谢
3.3.3新陈代谢与营养种群
3.4遗传学和信息流
3.4.1脱氧核糖核酸(DNA)
3.4.2染色体
3.4.3质粒
3.4.4DNA复制
3.4.5核糖核酸(RNA)
3.4.6转录
3.4.7信使RNA (mRNA)
3.4.8转运RNA (tRNA)
3.4.9翻译与核糖体RNA (rRNA)
3.4.10翻译
3.4.11调节
3.4.12系统发育
3.4.13系统发育分类的基础
参考文献
参考书目
习题
第4章微生物生态学
4.1选择
4.2物质交换
4.2.1基质交换
4.2.2遗传信息的交换
4.2.3生长因子
4.2.4化学信号的交换
4.3适应
4.4微生物生态学研究工具
4.4.1传统富集工具
4.4.2分子生物学工具
4.4.3基于核糖体RNA的基因组学方法
4.4.4基于核糖体DNA的基因组学方法
4.4.5基因组测序结果的多样性分析
4.4.6功能基因组学分析
4.4.7转录组学
4.4.8蛋白质组学
4.4.9功能预测
参考文献
参考书目
习题
第5章化学计量学和能量学
5.1化学计量方程式举例
5.2微生物细胞的经验分子式
5.3细胞含有储存产物的分子式
5.4基质分配和细胞产率
5.5生物生长的总反应
5.6发酵反应
5.6.1简单发酵
5.6.2混合发酵
5.7能量学和细菌生长
5.7.1能量反应的自由能
5.7.2产率系数和反应能量学
5.7.3氧化态氮源
参考文献
习题
第6章微生物动力学
6.1基本速率表达式
6.2参数估值
6.3基本质量平衡
6.4惰性菌体和挥发性固体的质量平衡
6.5微生物产物
6.6输入的活性菌体
6.7营养物和电子受体
6.8CSTR总结方程
6.9颗粒物和多聚物的水解
6.10抑制作用
6.11其他形式的速率表达式
参考文献
习题
第7章生物膜动力学
7.1微生物的聚集
7.2为什么会形成生物膜
7.3理想化的生物膜
7.3.1基质现象
7.3.2一级反应动力学的求解
7.3.3已知SW时的通解
7.3.4生物膜物质平衡
7.4稳态生物膜
7.5稳态生物膜的解
7.6参数估值
7.7生物膜平均SRT
7.8完全混合生物膜反应器
7.9惰性微生物、营养物和电子受体
7.10CMBR工艺特性
7.11表面负荷的标准化
7.12非稳态生物膜
7.13生物膜模型解的特例
7.13.1厚生物膜
7.13.2零级反应动力学
7.14生物膜的数值模拟
参考文献
习题
第8章微生物代谢产物
8.1胞外聚合物
8.2溶解性微生物产物
8.3包括EPS和SMP的稳态模型
8.4关联EPS和SMP的集合参数
8.5营养物吸收和受体利用率
8.6参数值
8.7为生物膜过程中EPS、SMP和Xin的建模
8.8胞内存储物质
参考文献
习题
第9章反应器特性和动力学
9.1反应器类型
9.1.1悬浮生长式反应器
9.1.2生物膜反应器
9.1.3膜生物反应器
9.1.4活性载体生物膜反应器
9.1.5反应器组合
9.2反应器工程设计中需要考虑的重要因素
9.2.1选择合适的SF值
9.2.2SF值对简单基质系统处理效率的影响
9.2.3设计重点是生物固体沉降或其他因素
9.3物料衡算
9.3.1间歇式反应器
9.3.2带有回流的连续流搅拌槽反应器
9.3.3推流式反应器
9.3.4带有回流的推流式反应器
9.3.5带有沉淀和回流单元的推流式反应器
9.4其他速率模型
9.5化学计量方程与物料平衡方程的关系
9.6串联反应器
参考文献
参考书目
习题
第10章产甲烷
10.1厌氧处理的用途
10.2处理低浓度废水
10.2.1UASB和AFMBR
10.2.2厌氧膜生物反应器
10.3反应器类型
10.4过程微生物学和化学
10.4.1过程微生物学
10.4.2过程化学
10.5过程动力学
10.5.1温度影响
10.5.2CSTR反应动力学
10.5.3复杂基质
10.5.4过程优化
10.5.5生物膜过程反应动力学
10.5.6水解为限速因素时的动力学
10.6厌氧污泥消化池设计中的特殊因素
10.6.1工艺负荷
10.6.2混合
10.6.3加热
10.6.4气体收集
10.6.5运行
10.7低浓度污水厌氧处理设计案例
参考文献
习题
第11章好氧悬浮生长工艺
11.1活性污泥法的工艺特性
11.1.1活性污泥法的基本构成
11.1.2微生物生态
11.1.3氧气和营养需求
11.1.4污泥停留时间的影响
11.2工艺类型
11.2.1反应器类型
11.2.2供氧类型
11.2.3负荷类型
11.3设计与运行参数
11.3.1历史背景
11.3.2食料/微生物比
11.3.3污泥停留时间
11.3.4负荷比较
11.3.5混合液悬浮固体浓度，污泥体积指数SVI和回流比
11.4曝气系统
11.4.1传氧与混合速率
11.4.2鼓风曝气系统
11.4.3机械曝气系统
11.5污泥膨胀与污泥沉降性问题
11.5.1污泥膨胀
11.5.2泡沫和浮渣的控制
11.5.3污泥上浮
11.5.4分散生长和针状污泥
11.5.5黏性污泥膨胀
11.5.6加入聚合物
11.6活性污泥工艺设计与分析
11.7沉淀池的设计与分析
11.7.1活性污泥特性
11.7.2沉淀池的组成部分
11.7.3负荷基准
11.7.4通量理论要点
11.7.5状态点分析
11.7.6沉淀池与曝气池的联系
11.7.7状态点分析的局限性
11.8膜生物反应器
11.9复合固定膜活性污泥法
参考文献
参考书目
习题
第12章好氧生物膜工艺
12.1生物膜法工艺需要考虑的事项
12.2滴滤池和塔式生物滤池
12.3生物转盘
12.4颗粒滤料滤池
12.5流化床生物膜反应器和循环床生物膜反应器
12.6生物膜/悬浮生长复合工艺
12.7好氧颗粒污泥工艺
参考文献
习题
第13章氮转化与回收
13.1氮形式、影响以及转化
13.2氮的转化反应
13.3硝化作用
13.3.1硝化细菌生物化学、生理学及动力学
13.3.2常见工艺的注意事项
13.3.3单级式与分级式活性污泥硝化
13.3.4生物膜硝化
13.3.5复合工艺
13.3.6进水BODL/TKN值的作用
13.4反硝化
13.4.1反硝化菌的生理学特性
13.4.2反硝化系统
13.4.3脱氮系统的比较
13.5硝化和反硝化系统
13.5.1生物膜反应器
13.5.2Barnard脱氮工艺
13.5.3序批式反应器
13.5.4侧流厌氧氨氧化
13.6一氧化二氮的形成
参考文献
习题
第14章磷的去除与回收
14.1生物对磷的吸收作用
14.2在生物处理系统中投加金属盐进行沉淀除磷
14.3强化生物除磷
14.4磷的回收
14.4.1磷去除量低与磷回收
14.4.2以污水作为肥料磷的直接来源
14.4.3生物质作为缓释磷
14.4.4选择性吸附
14.4.5鸟粪石沉淀
参考文献
习题
第15章饮用水的生物处理
15.1为什么用生物处理方法处理饮用水
15.2去除生物不稳定物质的好氧生物膜法工艺
15.2.1好氧生物膜工艺的一般特征
15.2.2可生物降解的有机物
15.2.3无机生物不稳定物质
15.2.4复合生物滤池
15.2.5生物膜预处理
15.2.6慢速生物滤池
15.2.7微生物的释放
15.2.8特殊有机物的生物降解
15.3厌氧生物膜工艺对氧化态污染物的还原
15.3.1氧化态污染物
15.3.2生物膜还原氧化态污染物的一般特征
15.3.3自养过程
15.3.4异养过程
参考文献
习题
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环境生物技术利用微生物来提高人类社会的可持续发展，包括防止向环境排放污染物、清理污染环境、为人类社会创造宝贵资源以及改善人类健康。环境生物技术对社会至关重要，作为一门技术学科，它确实是独一无二的。
环境生物技术既是一门历史悠久的学科，也是一门极具现代特征的学科。20世纪初开发的微生物处理技术，如活性污泥工艺和厌氧消化工艺，至今仍然是废水处理的主流技术。与此同时，这门学科不断引入新技术，以解决当代面临的环境问题，例如，危险化学品的脱毒和有价值资源的回收。用于表征和控制环境生物技术过程的重要工具，也已经使用了数十年。例如，尽管可以利用分子生物学方法来探索微生物群落的多样性，但传统的生物量测量方法，如挥发性悬浮固体，依然发挥着重要作用。
环境生物技术的工艺过程是基于微生物学和工程学原则建立的，但应用这些原则通常需要一定程度的经验。尽管经验不能代替原则，但因为环境生物技术所涉及的处理对象本质上错综复杂且随着时间和空间不断变化，所以我们必须接受经验主义。
工程学原理通常基于定量工具，而微生物学原理往往更基于观测性结果。如果要求工艺过程性能可靠且经济高效，则量化是至关重要的。然而，环境生物技术所涉及的微生物群落极其复杂，通常无法进行定量描述，因此，非量化的观察研究也具有重要价值。
在《环境生物技术： 原理与应用》一书中，我们将环境生物技术的这些不同特征联系起来。我们的策略是在前9章中讲解基本概念和一些量化的工具，这构成了该书第2版的原理部分。在第10章至第15章以及附录的5章电子版中，在描述环境生物技术的应用时，我们始终遵循这些原理。我们的主题思想是，所有微生物过程的行为方式都是可理解、可预测和统一的。同时我们必须认识到，环境生物技术的每个应用都有其自身的特点，而这些特殊性不会推翻或回避普遍原则。相反，它们可以补充这些原则，并根据这些原则得到最有益的理解。
该书的目标是研究生水平的课程，利用微生物过程进行环境质量控制。该书也可作为本科高年级课程的教材，同时也可作为从事环境生物技术专业实践和研究的科技人员的参考书。
本书中的材料可用于一门或几门课程。对于还没有扎实掌握微生物学知识的学生，第1章至第4章提供了微生物分类学、代谢、遗传学和生态学方面的基础知识。这些章节重点介绍了微生物学概念，对于理解环境生物技术的原理和相关应用，这些概念是至关重要的。这些章节可以作为环境微生物学的基础教材，也可以作为需要更新相关知识的学生的参考书，为学习更注重工艺过程的课程、研究或工程实践做准备。
第5章至第9章提供了定量描述这些原理的核心内容。第5章讲述了描述微生物反应的化学计量学和能量学的定量工具： 微生物消耗和产生的物质及方式。化学计量是最基本的定量工具。第6章和第7章系统介绍了描述反应动力学的定量工具： 材料消耗和生产的速度。第6章是悬浮生长工艺，而第7章是生物膜工艺。第8章介绍了微生物生产的一些影响工艺性能的产物及其量化方法。这一章的理解可以扩展第6章和第7章的系统工具。可靠性和成本效益取决于正确应用动力学。第9章描述了如何使用质量平衡和动力学原理将化学计量学与动力学原理应用于一些反应器的环境实践中。
第10章至第15章为应用部分。每一章都包括关键微生物的化学计量学和动力学方面的信息，以及化学计量学或动力学参数不易捕捉的特征。每一章都解释了如何设计这些工艺流程以实现废物处理目标，以及良好设计的量化标准是什么。我们的目标是尽可能直接地将原理与实践联系起来。
我们对该书的应用部分进行了重新组织，以强调我们使用环境生物技术提高人类社会可持续性的目标。最为突出的变化是，我们把产甲烷作为该书应用部分的第一章，因为它是将有机污染物转化为有价值的能源形式——甲烷气体的主要手段。产甲烷处理可以将废水处理转化为可再生能源的净产生者，而不是主要的能源消耗者。
第11章和第12章介绍了用于处理废水以去除生化需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）的各种好氧处理工艺。这些处理工艺在世界范围内广泛使用，我们必须深入理解，以确保其发挥良好作用。第13章和第14章涉及氮和磷的转化、去除和（或）回收。自该书第1版出版以来，生物脱氮除磷方面有了许多新进展。我们在第2版中从科学和技术方面介绍了这些新进展，并且特别关注回收废水中有价值的资源，同时减少废水处理所需的能源，而不是像过去那样，只考虑从废水中去除污染物质。第15章描述了使用生物膜工艺制备安全、可口的饮用水，自该书第1版出版以来，这一主题越来越受到关注。
从麦格劳·希尔（McGrawHill）公司购买了该书纸质版的人，还可以获得5个电子版章节： 第B1章，污水池和湿地； 第B2章，微生物脱毒； 第B3章，微生物电化学电池； 第B4章，光合作用生物工厂； 第B5章，复杂系统。这些章节可以在网站www.mhprofessional.com/rittmann2e上找到。为了缩短纸质版的篇幅和成本，这些章节以电子版的方式出版。这些章节仅提供电子版本，并不意味着它们不重要。事实上，第B2、B3和B4章介绍了环境生物技术中一些最热门的新主题方面的信息。这些章节包含在该书的电子版中。
该书的一个重要特点是它包含许多实例。这些实例逐步地说明了如何利用所需工具理解微生物系统怎样工作或设计处理工艺。在大多数情况下，通过实例学习是最有效的方法，我们非常强调这一点。
在该书每一章的最后都给出了大量的习题。这些习题可以作为“家庭作业”，也可以作为课堂上的补充例题，或作为检验学习工具的试题。
为了全书符号的统一，我们选择了国际上采用的“描述废水生物处理工艺过程的推荐符号”，其发表在《水研究》第16期，第15011505页（1982年）。我们希望这将鼓励其他人也这样做，因为这样会促进我们之间更好的沟通与交流。
我们借此机会感谢我们许多优秀的学生和同事，他们给予我们新的想法，启发我们更深入地思考，并纠正了我们通常容易犯的错误。因为人数太多了，我们无法按姓名一一列出，但你应该知道他们是谁。
最后，我们要感谢Marylee和Martha对我们的爱，即使在我们过于专注“编写该书这个项目”的时候。
布鲁斯·E.里特曼
亚利桑那州，坦佩
佩里·L.麦卡蒂
加利福尼亚州，斯坦福
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