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《水污染控制工程 C-生化处理》作业解答 第 1章 污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础 1、简述好氧和厌氧生物处理有机污水的原理和适用条件。 解答：好氧生物处理：在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降 解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物 （以溶解状与胶体状的为主），作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物 质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来， 达到无害化的要求，以便返回自然环环境或进一步处置。适用于中、低浓度的有机 废水，或者说 BOD5 浓度小于 500mg/L 的有机废水。 厌氧生物处理：在 没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳 定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、 转化为简单的化合物，同时释放能量量。适用于有机污泥和高浓度有机废水（一般 BOD5≥2000mg/L）。 2、简述发酵和呼吸的区别。 解答：根据氧化还原反应中最终电子受体的不同，分解代谢可分成发酵和呼 吸两种类型，呼吸又可分为好氧呼吸和厌氧呼吸。 发酵：微生物将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间 产物，同时释放能量并产生不同的代谢产物。在发酵条件下有机物只是部分氧化， 因此，只释放出一小部分能量。发酵过程不需要外界提供电子受体。 呼吸：微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给 NAD(P)+、FAD、FMN 等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产 物并释放能量的过程。以分子氧为最终电子受体为好氧呼吸，以氧化型化合物为 最终电子受体为缺氧呼吸。 呼吸作用与发酵的根本区别：呼吸过程电子载体不是将电子直接传递给底物降解 的中间产物，而是交给电子传递系系统，逐步释放出能量后再交给最终电子受体。 3、Monod 方程和 Michaelis-Menten 的异同点和方程式中各参数的意义。 解答：（1）Monod 方程—微生物生长动力学方程： Monod 方程是用来描述当化合物作为唯一碳源时，化合物的降解速率： dc 1 dB μ max BC ? = ? = ? dt Y dt Y Ks + c 式中 c--污染物浓度； B--细菌浓度； Y--消耗一个单位碳所产生的生物量； μmax--最大的比生长速率； Ks--半饱和常数，即在最大比生长速率 μmax 一半时的基质浓度。 （2）米氏方程：表示酶促动力学基本原理的数学表达式，此方程式表明了底物 浓度与酶反应速度间的定量关系。 污染物在环境中生物转化机理表示为： 则[ES]= [E]0[S]/（Km+[S]） V= Vmax/（Km+[S]） Km 的物理意义和酶学意义：Km 为酶促反应速率达到最大反应速率一半时 的底物浓度，其单位与底物浓度的单位相同。Km 值越大，达到最大反应速率一 半时所需的底物浓度越大，说明酶对底物的亲和力越小，反之，Km 值越小，达 到最大反应速率一半时所需的底物浓度越小，说明酶对底物的亲和力越大。 4、影响废水处理微生物生长的环境因素有哪些？ 解答： (1) 微生物的营养 (2) 温度 (3) pH 值 (4) DO (5) 有毒物质 5、某种污水在一连续进水和完全均匀混合的反应器中进行处理，反应不可逆， -1 3 符合一级反应，V=kSA，K=0.15 d ，求当反应池容积为 20 m ，反应效率为 98％时， 该反应池能够处理的污水流量为多大？ 解答：设 Q 为污水流量，S 为底物浓度：则 Q*S=20*v=k*S*20 则:Q=20k=0.15*20=3m3/d Q(实)=Q/98%=3