Biotechnology for Odor and Air Pollution Control pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Shareefdeen, Zarook (EDT)/ Singh, Ajay (EDT)

出品人:

页数:409

译者:

出版时间:

价格:209

装帧:HRD

isbn号码:9783540233121

丛书系列:

图书标签:

• Biotechnology
• Odor Control
• Air Pollution Control
• Environmental Biotechnology
• Biofiltration
• Bioremediation
• Waste Gas Treatment
• Industrial Odor
• Air Quality
• Environmental Engineering

创新技术驱动环境治理：臭气与空气污染控制的新视野 图书名称： 环境工程前沿：生物技术在恶臭与空气污染治理中的深度应用 图书简介： 本书深入探讨了当代环境工程领域中，尤其是针对日益严峻的恶臭（异味）污染与大气颗粒物及挥发性有机化合物（VOCs）控制所采用的生物技术创新方案。不同于传统的物理化学处理方法，本书着重阐述了如何利用微生物、酶工程以及植物修复等生命科学工具，构建出更具可持续性、低能耗、高效率的污染治理体系。 第一部分：恶臭污染的生物学基础与源头控制 恶臭作为一种环境敏感性强、影响范围广的空气污染物，其治理核心在于理解其产生机理。本部分将详尽解析恶臭化合物的微生物代谢路径。重点涵盖硫化物（如硫化氢、甲硫醇）、含氮化合物（如氨、胺类）以及短链脂肪酸（如丁酸）等典型恶臭源在厌氧消化、污水处理厂、养殖场以及垃圾填埋场中的生物合成过程。 1.1 微生物群落与恶臭生成： 详细分类和鉴定在恶臭生成过程中起主导作用的微生物类群（细菌、古菌、真菌）。分析极端环境（如高盐、厌氧、酸性/碱性条件）下，这些微生物如何通过次级代谢产生高浓度恶臭物质。引入宏基因组学和代谢流分析等现代工具，解析关键酶的活性调控网络，为后续的生物调控提供理论支撑。 1.2 恶臭源的生物学预处理： 探讨在污染源头，如何通过生物接种（Bioaugmentation）或生物调控（Biostimulation）技术，主动改变微生物群落结构，抑制或引导微生物的代谢方向，从而从源头上降低恶臭产物的生成速率。这包括对有机负荷、氧化还原电位（ORP）和pH值的精细化管理策略。 第二部分：基于生物反应器的臭气净化技术 本章聚焦于如何将微生物的降解能力工程化，设计出高效的生物净化设备，以处理大风量、低浓度的恶臭气流。 2.1 生物滤池（Biofilters）的优化设计： 系统梳理生物滤池的传质与反应动力学模型。深入剖析填料选择（如堆肥、泥炭、陶粒、改性活性炭）对微生物附着、水力阻力以及恶臭底物传递效率的影响。讨论温度、湿度和进气负荷波动对生物膜稳定性和净化效率的敏感性。引入CFD（计算流体力学）模拟，指导反应器内部气流分布的均匀化设计，以避免“热点”或“死区”的产生。 2.2 生物洗涤塔（Biotrickling Filters）的高效运行策略： 对比生物滤池与生物洗涤塔的优缺点。重点研究洗涤塔中液相pH值、营养盐供应与气液接触面积优化对硝化/反硝化过程与硫化物氧化效率的协同作用。讨论如何利用固定化酶技术和膜生物反应器（MBR）的集成，提高生物洗涤塔对复杂混合恶臭气体的处理能力。 2.3 新型生物净化系统：生物滴滤池与复合系统： 介绍生物滴滤池（Biotrickling Filters）的反应机理，特别关注其在处理高浓度或含有抑制性物质气体时的应用潜力。同时，探讨将生物法与其他技术（如活性炭吸附、臭氧氧化）结合形成的复合净化工艺，实现协同增效，提高对特定难降解恶臭物质的去除率。 第三部分：生物技术在挥发性有机化合物（VOCs）控制中的应用 VOCs是PM2.5和Ozone形成的前体物，其生物降解是绿色空气治理的关键方向。 3.1 微生物降解VOCs的机制与菌株筛选： 详述微生物如何通过氧化酶、单加氧酶等催化体系，将甲苯、二甲苯、苯乙烯、醇类和酮类等常见VOCs转化为无害的二氧化碳和水。介绍从污染场地或特殊环境中筛选具有高效、广谱VOCs降解能力的优势菌株的方法学。 3.2 生物氧化反应器（Biotrickling Filters and Biofilters for VOCs）： 针对VOCs的特点，阐述生物反应器在处理低浓度、大风量VOCs时的设计要点。讨论如何通过优化填料表面积和持水能力，维持适宜的生物膜厚度和活性。重点分析动力学限制因子——气相扩散、液相传质还是生物反应速率本身，以指导工艺放大。 3.3 生物强化与集成控制： 研究将基因工程技术应用于改良微生物降解路径，提高其对目标VOCs的耐受性和降解速率。介绍利用生物膜反应器处理含高浓度VOCs的工艺废气，并探讨生物法在处理间歇性排放VOCs源时的动态响应与稳定性控制。 第四部分：植物修复与生态工程在空气净化中的潜力 本部分扩展了对宏观生物系统的应用，探讨植被在城市和工业区域空气净化中的作用。 4.1 植被对空气污染物的吸收与过滤机制： 分析树木、灌木和地被植物如何通过气孔吸收气态污染物（如SO2、NOx、O3），以及通过叶片表面截留颗粒物（PM）。讨论植被吸收后在植物体内的转化和代谢过程，特别是对重金属和部分水溶性VOCs的富集与解毒机制。 4.2 室内空气质量的生物净化： 聚焦于室内环境，评价不同室内植物对甲醛、苯系物等室内污染源的动态净化效果。从植物生理学角度，解释根际微生物群落如何协助植物吸收和降解污染物，并提出基于植物-微生物共生系统的室内空气净化设计方案。 4.3 生态工程集成方案： 探讨将生物技术、植被缓冲带与污染源治理设施相结合的区域环境空气质量改善策略，强调生态系统的稳定性和长期效益。 结论与展望： 本书最后总结了生物技术在臭气和空气污染治理中的核心优势（如资源化、低环境负荷），并展望了该领域未来的研究方向，包括合成生物学在环境修复中的应用、智能化生物反应器控制系统的开发，以及如何将这些技术经济有效地推广至中小企业和发展中国家的实际应用场景中。本书旨在为环境工程师、科研人员及政策制定者提供一套系统、前沿的生物技术应用指南。

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