第三章 水的生物化学处理方法

第三章水的生物化学处理方法

在自然环境（土壤和水体）中，存在着大量微生物，他们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的巨大能力。水的生物化学处理方法就是在人工创造的有利于微生物生命活动的环境中，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化分解有机物效率的一种水处理方法。它主要用于去除污水中溶解性和胶体性有机物，降低水中氮、磷等营养物的含量。按参与作用的微生物种类和供氧情况，生物化学处理方法分为好氧和厌氧两大类，分别利用好氧微生物和厌氧微生物分解有机物。按微生物存在状况，生物化学处理系统又可以分为悬浮生长系统和附着生长系统两种。在悬浮生长系统中，微生物群体在处理设备内呈悬浮状态生长，污水通过与之接触得到净化；在附着生长系统中，微生物附着在某些惰性介质上呈膜状生长，污水流经膜的表面而得到净化。生物化学处理具有投资省、运转费用低、处理效果好、操作简单等优点，在城市污水和工业废水的处理中得到广泛的应用。

第一节废水处理微生物学基础

污泥（activated sludge）可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒污泥，不论是哪一种，都是由各种微生物、有机物和无机物胶体、悬浮物构成的结构复杂的肉眼可见的绒絮状微生物共生体。这种共生体有很强的吸附和降解有机污染物质的能力，可以达到处理和净化污水的目的。这些在废水生物处理过程中，净化污水的微生物主要是细菌、真菌、藻类、原生动物和一些小型的后生动物等。

一、废水中的微生物

细菌等各类微生物的种类与数量常与污水水质及其处理工艺有密切关系，在特定的污水中，会形成与之相适应的微生物群落。

微生物要不断进行繁殖和正常活动，必须拥有必要的能源、碳源和其他无机元素。其中碳是构成微生物细胞的主要成分、碳的主要来源是二氧化碳和有机物。如果微生物由二氧化碳取得组成细胞的碳，就称为自养型微生物；如果细胞利用有机碳进行细胞合成，则成为异养型微生物。在废水处理过程中，能分解有机物的主要是异养型微生物。

根据利用氧的能力。微生物可以分为好氧、厌氧和兼性三类：好氧微生物只能存在于有分子氧供给的条件下；厌氧微生物只能在无氧或者缺氧的环境中生存；而兼性微生物是既能在有分子氧的环境中生存，也可在无分子氧的环境中生存。

在生物处理中，净化污水的第一和主要承担者是细菌，而原生动物是细菌的首次捕食者，后生动物是细菌的二次捕食者。它们在食物链中互相捕用、互相关联的关系如图3-1所示。

二、微生物的生理学特性

在废水生物化学处理过程中，细菌的净化作用最为重要，所以本文将集中论述细菌的细胞生理学，但其基本原理也适用于其他微生物。

（一）微生物酶

微生物生长繁殖及获取能量过程中的必要反应都是在酶的作用下完成的。酶是微生物细胞特有的一种蛋白质，是具有高度专一性的有机催化剂。任何一种酶只能对一种或一类反应起催化作用。

微生物酶的种类很多，按国际生物化学会的分类方法可分为六类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、和合成酶。他们催化的反应主要有三种：水解、氧化和合成。酶有细胞外酶和细胞内酶两种。当基质和细胞合成需要的营养物质不能进入细胞膜时，微生物向周围介质分泌的酶为细胞外酶，其作用是将基质或者营养物转化为能迁移到细胞内部形态。而在细胞内进行新物质合成及产能反应所需要的酶为细胞内酶。水解酶是一种细胞外酶，

它能使复杂的不溶性有机物水解为简单的可溶性成分，使之能扩散透过细胞壁进入细胞内部；而氧化还原酶、转移酶和合成酶属于细胞内酶。

酶的活性由许多环境条件决定，特别是温度、pH 和某些离子。每种酶都有最适宜的最佳pH 值和温度范围。一般来说，温度以20~30℃为宜，高于35℃或者低于10℃，酶的活性会降低（嗜冷菌和嗜热菌除外）。对大多数细菌来说，能适应的pH 范围为4~9，最佳范围则在6.5~7.5之间。某些离子的存在会影响酶的活性，如PO 43- 、Mg 2+ 、Ca 2+ 等能激发某些酶的活性，而重金属离子则能使酶失去活性。

酶活性的大小用酶所催化反应的反应速度来表示，影响酶促反应速度的因素有温度、pH 、底物浓度、酶浓度、激活剂、抑制剂等。

（二） 微生物的代谢过程

在细胞内部进行生物化学反应时，除需要酶外，还需要能量。微生物通过有机物或无机物在细胞内部的氧化作用或光合作用释放出能量，这些能量被某些化合物获取，储存在细胞内。最常见的储能方式是三磷酸腺苷（ATP ）。微生物从三磷酸腺苷获取能量，用于合成新的机体细胞、维持生命及运动，而ATP 则变成释能态的二磷酸腺苷（ADP ）。然后二磷酸腺苷再获取有机物和无机物分解过程中释放出的能量，重新转化为储能态的三磷酸腺苷。

通常将能量的生产和获取的生物过程称为异化作用，将细胞组织生产的生物过程称为同化作用。微生物就是这样不断地从外界环境中摄取营养物质，满足自身生长和繁殖过程对物质和能量的需要，并同时排出代谢产物而完成整个代谢过程。图3-2是细胞或细菌的代谢过程图式。

从图3-2可知，异养菌代谢过程中只将一部分有机物转化为最终产物，并由这一过程中获取能量用于使剩余有机物合成新细胞（原生质）的反应。应该指出，在新细胞合成与微生物增长过程中，除氧化一部分有机物以获得能量外，还有一部分微生物细胞物质也被氧化分解。当有机物近乎耗尽时，内源呼吸就成为供应能量的主要方式。

三、细菌生长曲线及Monod 公式

（一）细菌生长曲线

研究细菌的生长情况，大多数采用静态培养法，即在一个无进出水的密闭系统中，给细菌提供完全、充分的营养及环境条件，在这样条件下，大多数细菌的生长过程都遵循图3-3所示的模式，大体上具有四个明显的生长阶段：

（1） 迟缓期：表示细菌适应新环境需要的时间

（2） 对数增长期：由于营养物浓度超过细菌的需要量，生长不受限制，生物量呈对数增长。

（3） 减速增长期：由于营养物浓度随细菌的消耗逐渐下降，细菌繁殖世代时间延长，毒性代谢产物逐渐增高，当营养物浓度减到生长极限时，细菌即进入减速生长期。

（4） 内源呼吸期：细菌生长到内源呼吸期时，营养物耗尽，迫使细菌代谢自身的原生质，生物量逐渐减少。

应当指出，上述细菌生长曲线是在营养物没有补给的密封系统中得到的，而在一个有营养补充的开放系统中，在相当长时间内维持细菌的对数生长是完全有可能的，这是高负荷生物处理能够正常运行的微生物学基础。

（二）微生长动力学

在对数生长期，假如细菌生长需要的一种基本物质（基质）供给量不足时，该基质就成为细菌生长的控制因素，这时细菌的比增长速率和限制性基质浓度的关系用Monod 公式表示： m s S k S

μμ=+ （3-1）

式中：μ ——细菌比增长速率（单位细菌浓度下的细菌增长速率）1dX X dt

μ=，1d - m μ——基质达到饱和浓度时，细菌最大比增长速率，1d -

S ——残存于溶液中的基质浓度，mg/L

s k ——半速率常数，也称饱和常数，即μ=12m

μ时的基质浓度，mg/L 基质浓度对比增长速率的影响如图3-4所示。按式（3-1），细菌的增殖速率可用式（3-2）表示： m s dX S X dt k S μ??= ?+??

（3-2） 式中：X ——细菌浓度，mg/L

从式（3-2）可知，细菌的增长速率取决于s k 和S 的大小。

在基质非常充分的初期阶段，S?s k ，s k 可以忽略不计，式（3-1）和式（3-2）简化为：μ=m μ

dX dt

=m μX=0k X （3-3） 即细菌增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，0k =m μ。

在低基质浓度时，S?s k ，S 可忽略不计，此时： μ=m s

S k μ 1m s

dX XS k XS dt k μ== （3-4） 细菌的增长速率遵循一级反应规律。

细菌利用基质时，只有一部分基质转化为新细胞，另一部分则氧化成为无机的和有机的最终产物。对于给定的基质，转化为新细胞的基质的比例是一定的。因此，基质降解的速率和细菌增长的速率之间有以下关系：

dX dS Y dt dt

-= （3-5） 式中：Y ——降解单位质量基质产生的细菌数量，称为产率级数。

因此，基质降解速率与基质浓度间有以下关系：

()

m s XS dS dt Y k S μ=-+ （3-6） 在实际废水处理系统中，并非所有细菌都同时处于对数生长期，总有部分细菌处于内源代谢过程中，内源代谢的速率一般与细菌浓度成正比。因此，若同时考虑生物合成和内源代谢，细菌的净增长速率为：

0m d d s s XS k XS dX k X k X dt k S k S

μ=-=-++ （3-7）

d dX dS Y k X dt dt

=-- （3-8） 式中：d k ——内源衰减系数，1

d -

第二节 好氧悬浮生长处理技术

好氧悬浮生长生物处理工艺主要有以下几类：①活性污泥法；②曝气氧化塘；③好氧消化法；④高负荷氧化塘。本节重点介绍活性污泥法。

一、 活性污泥法

（一）活性污泥法的基本原理

向生活污水中不断注入空气，维持水中有足够的溶解氧，经过一段时间后，污水中即生成一种絮凝体。这种絮凝体是有大量繁殖的微生物构成的，易于沉淀分离，使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。 微生物和有机物构成活性污泥的主要部分，约占全部活性污泥的70％以上。活性污泥的含水率一般在98％～99％左右，具有很强的吸附和降解有机物的能力，可以达到处理和净化污水的目的。活性污泥法就是以悬浮在水中的活性污泥为主体，在有利于微生物生长的环境条件下和污水充分接触，使污水净化的一种方法。

活性污泥法的主要构筑物是曝气池和二次沉淀池，基本流程如图3-5所示。需处理的污水和回流污泥一起进入曝气池，成为悬浮混合液，沿曝气池注入压缩空气曝气，使污水和活性污泥充分混合接触，并供给混合液足够的溶解氧。这时污水中的有机物被活性污泥中的好氧微生物群体分解，然后混合液进入二次沉淀池，活性污泥与水澄清分离，部分活性污泥回流到曝气池，继续进行净化过程，澄清水则溢流排放。由于在处理过程中活性污泥不断增长，部分剩余污泥从系统排出，以维持系统稳定。

活性污泥法的基本特点：利用生物絮凝体为生化反应的主体物；利用曝气设备提供氧源；对体系进行搅拌增加接触和传质过程；采用沉淀方法除去有机物；通过回流使微生物返回系统；经常排出一部分生物固体。

1、活性污泥法的净化过程及机理

活性污泥去除水中有机物，主要经历三个阶段：

（1）吸附阶段：污水与活性污泥接触后的很短时间（约30min ）内，水中有机物浓度（BOD ）迅速降低，这主要是吸附作用引起的。由于絮状的活性污泥表面积很大（约2 000~10000m 2/ m 3（混合液）），细菌表面常分泌有一层多糖类粘液，污水中的悬浮颗粒和胶体物质被絮凝和吸附而迅速除去。

这层多糖类粘液厚薄不一，比较薄时为粘液层，比较厚时称为荚膜。荚膜物质相融合成一团块，内含许多细菌时称为菌胶团。菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物质的能力。活性污泥的初期吸附性能取决于污泥的活性。一般，处于对数生长期的细菌活力很强，繁殖很快，但粘液分泌少，不易凝聚和沉淀；稳定期后的细菌生长速率下降，但菌胶团结构紧密，吸附、沉降性能良好。

（2）氧化阶段：在有氧的条件下，微生物将在吸附阶段吸附的有机物一部分氧化分解，获取能量，另一部分则合成新的细胞。从污水处理角度看，无论是氧化还是合成，都能从废水中去除有机物，只是合成的细胞必须易于絮凝沉降，从而能从水中分离出来。这一阶段比吸附阶段慢得多。

（3）絮凝体形成与絮凝沉降阶段：氧化阶段合成的菌体有机体絮凝形成絮凝体，通过重力沉降从水中分离出来，使水得到净化。

活性污泥的吸附凝聚性能、有机物的去除速率及活性污泥增长速率和活性污泥中微生物

的生长期有关。在对数生长期，微生物活动能力强，有机物氧化和转换成新细胞的速率最大，但不易于形成良好的活性污泥絮凝体；在减速增长期，有机物去除速率与残存有机物呈一级反应，速率有所降低，但污泥絮凝体易于形成；内源呼吸期，有机物迅速耗尽，污泥量减少，絮凝体形成速率快，吸附有机物的能力强。

2、影响活性污泥增长的因素

活性污泥法使水体自净过程的人工强化。要充分发挥活性污泥微生物的代谢作用，必须创造有利于微生物生长繁殖的良好条件。影响活性污泥增长的主要因素有：

（1）溶解氧：活性污泥法是好氧的生物处理法，氧是好氧微生物生存的必要条件，供氧不足会妨碍微生物代谢过程，造成丝状菌等耐低溶解氧环境的微生物滋长，使污泥不易于沉淀，这种现象称为污泥膨胀。污泥膨胀指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。活性污泥混合液中溶解氧浓度以2mg/L 左右为宜。

（2）营养物：微生物生长繁殖必需一定的营养物。碳元素的需要量一般以BOD 5负荷率表示，它直接影响到污泥的增长、有机物降解速率、需氧量和污泥沉降性能。若以混合液悬浮固体（MLSS ）表示活性污泥，则一般活性污泥法BOD 5负荷率控制在0.3kg(BOD 5)/[kg(MLSS)·d]左右；高负荷活性污泥法BOD 5负荷率高达 2.0 kg(BOD 5)/[kg(MLSS)·d]左右。除碳外，一般还需氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁以及各种微量元素。一般对氮、磷的需要量应满足BOD 5：N ：P=100：5：1。

（3）pH 和温度：为维持活性污泥法处理设施正常运转，混合液的pH 应控制在6.5~9.0。温度以20~30℃为宜。

除此之外，还应控制对生物处理有毒害作用的物质的浓度。对微生物有毒害或抑制作用的物质有重金属、氰化物、H 2S 、卤族元素及其化合物等无机物以及酚、醇、醛、染料等有机物。

3、评价活性污泥性能的指标

活性污泥是由细菌、真菌、原生动物和少量后生动物等多种微生物群体组成的一个小生态系统。在性能良好的活性污泥中，占优势的主要是以菌胶团存在的细菌和固着型纤毛类原生动物，如钟虫、盖纤虫和等枝虫等。评价活性污泥性能时，除进行生物相（微生物种类和数量）的观察外，还使用以下指标：

（1）混合液悬浮固体（MLSS ）：指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬浮固体数量，单位为mg/L ，也称为混合液污泥浓度，是计量曝气池中活性污泥数量的指标。MLSS 是具有活性的微生物（M a ）、微生物自身氧化的残留物（M e ）、吸附在污泥上不能被生物降解的有机物（M i ）和无机物(M ii )四者的总量。

（2）混合液挥发性悬浮固体（MLVSS ）：指混合液悬浮固体中有机物的数量，由于不包括M ii ，能较好的表示活性污泥微生物的数量，但由于包括了Me 和Mi ，也不是最理想的指标。

（3）污泥沉降比（SV ）：指曝气池混合液在100ml 量筒中静置沉淀30min 后，沉淀污泥占混合液的体积分数(%)。污泥沉降比反映曝气池正常运行时的污泥量，用以控制剩余污泥的排放，他还能及时反映出污泥膨胀等异常情况。

（4）污泥指数（SVI ）：污泥指数是污泥容积指数的简称，指曝气池出口处混合液经30min 沉淀后，1g 干污泥所占的容积，以ml 计。

30min ml g SVI 混合液沉淀后污泥容积（）污泥干重（）

（3-9） SVI 能较好的反映出活性污泥的松散程度（活性）和絮凝、沉降性能。对于一般城市污水，SVI 在50~150左右。SVI 过低，说明泥粒细小紧密，无机物多，缺乏活性和吸附能力；SVI 过高，说明污泥难于沉淀分离。

）指曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比值，单位（5）污泥龄（

c

是天(d)。它表示新增长的污泥在曝气池中的平均停留时间，即曝气池工作污泥全部更新一次所需时间。污泥龄和细菌的增长处于什么阶段直接相关，以它作为生物处理过程的主要参数是很有价值的。

（二）曝气方法与曝气池的构造

1、曝气过程的机理

活性污泥法的正常运行，除需在曝气池内保持足够数量的活性污泥外，还需要有足够的溶解氧，并保持活性污泥处于悬浮状态。曝气的目的就是将空气中的氧强制溶解到曝气池混合液中去，并提供适宜的搅拌。

2、曝气方法

通常采用的曝气方法有鼓风曝气，机械曝气及机械并用曝气三种。

（1）鼓风曝气：鼓风曝气就是常用的曝气方法，它由加压设备、管道系统和扩散装置三部分组成。加压设备一般是回转式或离心式鼓风机。扩散装置可分为小气泡、中气泡、大气泡、水力剪切和机械剪切等类型。

微气泡曝气器是由多孔材料和黏合剂（如酚醛树脂）在高温下烧结而成，有扩散板、扩散管和扩散罩等几种形式。特点是能产生微小气泡，气液接触面大氧转移率可达10%以上；缺点是压力损失较大，易堵塞。这类曝气器常安装在可提升出水面的摇臂上，以方便清洗和更换。

中气泡曝气器常用的是穿孔管扩散器，由带有直径为3~5mm的小孔的钢管或塑料管制成。孔开在管下侧，与垂直面呈45°角处，间距约10~15mm。穿孔管连接成栅状安装在曝气池一侧池底以上10~20cm处，一般每组2~3cm排。穿孔管比扩散管阻力小，不易堵塞，氧的转移效率在6%~8%之间，动力效果为2.0~3.0kg/(kW h)。

水力剪切扩散装置有倒盆式、射流式和固定螺旋式三种：①倒盆式扩散器上缘为塑料，下面为橡皮板，空气从橡皮板四周吹出，成喷流旋转上升，造成剪切和紊流作用，使气泡尺寸变小，液膜更新加快，氧转移效率可达10%左右，虽阻力较大，但无阻塞问题；②射流式扩散装置氧转移过程是在一个喷嘴内使高速水流与被吸入的大量空气强烈混合，在扩大部分迅速变成压头，喷入曝气池，从而强化了曝气过程，氧的转移效率可达到25%以上；③固定螺旋式曝气器的主要部件是直径0.30~0.45m、高1.5m的圆筒，筒内交替放着的方向不同的螺旋曲面板，空气从筒底进入,形成气、水混合，通过曲面板强化气、液接触，氧转移效率约为10%，作用直径为1~2m。

（2）机械曝气：机械曝气一般是利用装设在曝气池内的叶轮等设备的转动，剧烈的搅动水面，将空气吸入水中，迅速更新气-液界面，使空气中的氧溶入水中。机械曝气设备分为叶轮和转刷俩类。

常用的曝气叶轮有泵型、倒伞型和平板型三种。当把叶轮安装在水表面时，称为“表面曝气”。表面曝气叶轮充氧通过三种作用实现：①叶轮的提水与输水作用，使池内液体循环流动，促进气-液界面更新和吸入氧气；②叶轮旋转带动水飞溅形成水跃而夹带进空气；③叶轮叶片背面形成负压，吸入空气。

表面曝气器一般有竖放的旋转轴，靠电机和减速装置带动。叶轮的直径为 1.0~1.8m，线速度大小为4~5m/s。线速度过大，将打碎活性污泥，影响处理效果效果；线速度过小，则影响充氧能力。一般表面曝气叶轮的动力效率在3kg/(kW h)左右。表面曝气叶轮构造简单，运行管理方便，充氧效率较高，在国内得到广泛应用。

曝气转刷是一个装有辐射状板条或不锈钢丝的横轴，由电机带动，安装时转刷部分浸在

水中。转动时钢丝和板条把水滴抛向空中，使液面剧烈波动，促进氧的转移，同时推动混合液在池内流动。转刷直径0.35~1.0m，长 1.5~7.5m，转速40~120r/min，动力效率1.7~2.4kg/(kW h)。

3、曝气池的类型和构造

曝气池的类型很多，可以从以下几个方面进行分类：从混合液的流态可分为推流式、完全混合式和循环混合式；从平面形状可分为长方廊道形、圆形、方形和环状跑道形四种；从曝气池与二次沉淀池的关系可分为分建式和合建式两种。

（1）推流式曝气池：推流式曝气池为长方廊道形池子，常采用鼓风曝气，扩散装置设在池子一侧，使水流在池子中呈螺旋状前进，前段水流与后段水流不发生混合。曝气池的典型横断面如图3-6所示。为运转和维修方便，常将所需要的曝气池总容积分为可独立操作的两个或者更多的单元，每个单元包括几个池子，每个池子由1~4个折流的廊道组成。

曝气池长有时可达150m，为防止短流，廊道长、宽比应大于4~6。池内水深应保持在3~5m，使空气扩散装置能有效工作。一般正常水位以上留有0.3~0.6m的超高。曝气池出水设备可用溢流堰或出水孔，通过出水孔的流速宜小些（不大于0.1~0.2m/s）以免污泥受到破坏。每个池子应设泄水管或排水坑。

（2）完全混合式曝气池：废水进入反应池与池中混合液充分混合，池内废水组成，F/M、微生物群的组成和数量完全均匀一致。这种曝气池多为圆形、方形或多边形池子，常采用叶轮式机械曝气。为节省占地面积，可以把几个方形池子连接在一起，组成一个长方形池子。图3-7是一种采用较多的表面曝气完全混合式曝气池示意图。它由曝气区、导流区、沉淀区和回流区四部分组成。池子可以是圆形或方形，中心进水，从位于四周的溢流槽出水。在曝气区，废水、回流污泥和混合液充分迅速混合后，经导流区使污泥凝聚和气、水分离，然后流入沉淀区，澄清水经出流堰排出，沉淀污泥沿曝气区底部回流缝流入曝气区。在导流区设径向整流挡板，以阻止混合液在导流区和沉淀区旋转，影响气、水和泥、水分离。

（3）循环混合曝气池（氧化沟）：循环混合曝气池多采用转刷曝气，其平面形状像跑道，如图3-8所示。转刷设在直段上，转刷转动使混合液曝气并在池内循环流动，使活性污泥保持悬浮状态，从整体上看，流态是完全混合的，但一般混合液的环流量为进水量的数百倍以上，流速较大，在局部又具有推流的特征。氧化沟断面可为矩形或梯形，有效深为0.9~2.5m。

氧化沟连续运行时，需另设二次沉淀池和污泥回流系统。间歇运行可省去二次沉淀池，停止曝气时氧化沟作沉淀池用，剩余污泥通过设于沟内的污泥收集器排除。一般采用两个池，交替进行曝气和沉淀操作。氧化沟流程简单，施工方便，曝气转刷易制作，布置紧凑，是一种有前途的活性污泥处理法。

（三）活性污泥法的运行方式

活性污泥法的工作效率取决于活性污泥的质量和氧气的供应外，还与运行方式有密切的关系。下面介绍几种常用的运行方式。

1、普通活性污泥法

普通活性污泥法又称传统活性污泥法，其工艺流程如图所示。曝气池呈长方形，水流形态为推流式。污水净化的吸附阶段和氧化阶段在一个曝气池中完成。进口出有机物浓度高，沿池长逐渐降低，需氧量也是沿池长逐渐降低。处理工业废水时的BOD5负荷为0.2~0.4 kg(BOD5)/[kg(MLSS) d],MLSS浓度为1.5~3.5g/L。普通活性污泥法对有机物（BOD5）和悬浮物去除率高，可达到85%~95%,因此特别适用于处理要求高而水质比较稳定的废水。它的主要缺点是：①不能适应冲击负荷；②需氧量沿池长前大后小，而空气的供应是均匀的，这就造成前段氧量不足，后段氧量过量的现象。需要维持前段足够的溶解氧，就会造成后端氧量大大超过需要而浪费。此外，由于曝气时间长，曝气池体积大，占地面积和基建费用也

相应增大。

2、阶段曝气法

阶段曝气法又称逐步曝气法，是为了克服普通法的第2个缺点而发展起来的。在阶段曝气法中，污水沿池长分段多点进入，使有机物负荷分布较为均匀，对氧的需求也变得较为均匀，微生物能充分发挥分解有机物的能力。阶段曝气法的另一特点是污泥浓度沿池长逐步降低，出流污泥浓度低，有利于二次沉淀池的运行。因此，阶段曝气法可以提高空气利用率和曝气池的工作能力，并且能减轻二次沉淀池的负荷。该法特别适用于大型曝气池及高浓度废水。

3、完全混合法

完全混合法的流程与普通法相同。该法有两个特点：一是进入曝气池的污水立即与池内原有浓度低的大量混合液混合，得到了很好的稀释，所以进水的水质的变化对污泥的影响降低到了很小的程度，能够较好的承受冲击负荷；二是池内各点有机物浓度（F）均匀一致，微生物群性质和数量（M）基本相同，池内个部分工作情况几乎完全一致。由于微生物生长所处阶段主要取决于F/M，所以完全混合法有可能把整个池子的工作情况控制在良好的的同一条件进行，微生物活性能够充分发挥，这一特点是推流式曝气池不具备的。

完全混合法分为加速曝气法和延时曝气法俩种。加速曝气法是利用处于对数增长期阶段的微生物处理废水的方法。由于微生物活性强，分解有机物快而多，大大提高了曝气池的处理能力。一般有机废水采用这种方法时的曝气时间仅需2~4h，BOD5的去除效率可达到90%。池中污泥浓度一般在3~6g/L。该法的主要缺点是微生物活性强，凝聚性能较差，出水中有机物含量较大，处理效果不如普通法。

延时曝气法的特征是曝气时间长（约1~3d），微生物生长在内源代谢阶段，不但去除了水中污染物，而且氧化了合成的细胞物质，基本没有污泥外排，省去了污泥处理设施，管理方便，处理效果稳定。缺点是池容积较大，曝气时间长，基建费和动力费都较高。这种方法一般适用于要求高又不便于污泥处理的中小城镇或者工业废水处理。

4、生物吸附法

此法又叫接触稳定法或吸附再生法。前已述及，活性污泥法净化水质的第一阶段是吸附阶段，良好的活性污泥与生活污水混合后10~30min内就能基本完成吸附作用，污水中的BOD5即可去除85%~90%。生物吸附法就是根据这一发现发展起来的，它的流程如图3-9所示。污水和活性污泥在吸附池内混合接触0.5~1.0h，使污泥吸附大部分悬浮物、胶体状物质及部分溶解有机物后，在二沉池中进行分离，分离出的回流污泥先在再生池内进行2~3h的曝气，进行生物代谢，充分恢复活性后再回到吸附池。吸附池和在生池可分建，也可合建。生物吸附法采用推流式流型。由于吸附时间短，再生池和吸附池内MLSS浓度可分别达到1.0~3.0和4.0~10.0g/L，BOD5负荷0.2~0.6 kg(BOD5)/[kg(MLSS) d].在污泥负荷率相同时，生物吸附法两池总容积比普通法要小得多，而空气量并不增加，因而可以大大降低建筑费用。其缺点是处理效果稍差，不适合处理含溶解性有机物较多的废水。

5、序批式活性污泥法（SBR）

序批式活性污泥法（sequencing batch activated sludge process）的主要装置是序批式反应器（saquencing batch reactor），因此又称为SBR法，是一种间歇运行的活性污泥法。

图3-10是SBR的基本操作过程。SBR工艺操作顺序依次为进水、反应、沉淀、出水和待机，一批污水完成五个步骤为一个周期，所有操作均在设有曝气或搅拌装置的同一设备中进行。新的一次污水进入反应器即为另一周期的开始。不需要沉淀池和污泥回流装置。SBR 法与传统活性污泥法在机理上并无根本不同，区别在于操作方法，前者在同一反应器不同时间段完成不同操作，而后者是同一时间在不同设备中完成不同的操作。

SBR采用周期间歇排水，排水时池中水位不断下降，为不扰动污泥层和不使水面上的

浮渣进入出水中，需要一种出水口淹没于水下、能适应水位变化的排水装置，常称为滗水器。SBR工艺要求滗水器能迅速、稳定、均匀地排除池中的上层清液。滗水器有很多形式，从传动形式上可分为机械式，、水力浮动式以及两种方式的组合式；从运行方式上可分为虹吸式、软管式、套筒式；从堰口形式可分为浮船式和圆盘式等；从运行方式上可分为摇臂式和旋转式等。

滗水器由收水装置、连接装置和传动装置三部分组成：①收水装置的作用是收集处理好的清液，并用导管引出池外，一般由出水堰、保持堰口在水面下适当位置的装置(指浮力式滗水器的浮球、浮筒等)和导水管组成；②连接装置的作用是连接导水管与池外排水管，如果导水管不是柔性软管，导水管将随水位升降而转动，因此要求连接装置转动自如，密封性好；③传动装置用于机械式和液压式滗水器中，用于控制滗水器动作。

SBR工艺按照一定的时间顺序完成五个操作步骤，因此需要由自动控制系统（包括电脑系统和仪器、仪表系统）来控制。

由于SBR操作灵活，耐冲击负荷，可防止污泥膨胀，运行管理自动化，可脱氮、除磷，易实现推流式流态，出水水质良好，且占地面积和基建投资小，因此，特别适合于中小水量的污水处理。

6、膜生物反应器

膜生物反应器是利用微生物对水中有机物进行生物转化，然后用膜组件分离生物处理产生的污泥的一种特殊反应器。因此，膜生物反应器工艺是将传统的生物处理与和膜分离技术相结合的一种新型水处理系统。

膜生物反应系统由生物反应器、膜组件和泵系统三部分组成。根据膜组件的设置位置，膜生物反应系统可分为分置式和一体式两种类型，如图3-11所示。

分置式的生物反应器和膜组件是分开的，废水在生物反应器内进行生化处理，处理后的混合液经泵加压后进入膜组件，通过膜的水即为净化出水，而混合液中的污泥和其他固体则被膜截留，作为膜组件的浓液回流到生物反应器内。分置式膜生物反应器运行稳定操作简便，膜的清洗更换方便，缺点是动力消耗大，循环泵的高速旋转产生的剪切力可能是微生物菌体失活。

一体式的膜生物反应器是将膜组件至于生物反应器内，利用真空泵抽吸，得到净化水。一体式膜生物反应器运行动力费用低，布置紧凑，占地小；缺点是膜的清洗和更换不如分置式方便。

根据供氧情况，膜生物反应器还可分为好氧、厌氧或兼氧型等。目前，分置式好氧膜生物反应器较为成熟，应用较广。

膜生物反应器工艺出水水质好，稳定，结构紧凑，容积负荷高，剩余污泥产量少，因此日益受到重视。

二、氧化塘

氧化塘又称为稳定塘或生物塘，是一种类似池塘（天然的或人工修建的）的处理设备。氧化塘净化污水的过程和天然水体的自净过程很相似，污水在塘内经长时间缓慢流动和停留，通过微生物（细菌、真菌、藻类和原生动物）的代谢活动，是有机物降解，污水得到净化。水中溶解氧主要由塘内生长藻类通过光合作用和塘表面的复氧作用提供。

氧化塘可分为好氧氧化塘、兼性氧化塘，曝气氧化塘和厌氧塘四类。

（一）好氧氧化塘

好氧氧化塘深度一般为0.3~0.5m，阳光能透入塘底，塘内存在藻类-细菌-原生动物的共生系统。由于藻类光合作用释放氧气和表面的复氧作用，全部塘水都处于良好的好氧状态，好氧异养微生物通过代谢活动氧化有机物，代谢产物CO2作为藻类的碳源，藻类利用太阳光能

合成细胞释放氧。图3-12为好氧塘净化功能示意图。好氧塘的处理效果受有机负荷、混合程度、pH、营养物、阳光和温度等因素的影响，尤其是温度对好氧塘的运行有显著的影响，冬季的处理效果很低，因此，塘的容积应能容纳这一时期排入的全部污水。

（二）兼性塘

兼性塘的水深一般为1.2~2.5m。如图3-13所示。塘内好氧反应与厌氧反应同时进行。在阳光能透入的上层为好氧层，由好氧微生物对有机物进行氧化分解，水层中各项指标的变化和发生的反应与好氧塘相同；阳光不能透入的底部，沉淀的污泥和死亡藻类形成污泥层，由于缺氧，由厌氧微生物进行厌氧发酵，为厌氧层。厌氧发酵的液态产物（如氨基酸、脂肪酸等）与塘水混合，其气态产物（如CO2 、CH4等）则逸出水面或在通过好氧层时为藻类等微生物利用。厌氧层的作用主要在于氧化分解塘底污泥，使污泥不至于过分累积，这一层也有降解水中BOD5的功能。兼性塘的好氧层虽然与好氧塘相同，但污水停留时间较长，能使降解反应进入硝化阶段，其产物NO3－可在下层进行硝化反应而脱去氮，因此兼性塘具有脱氮功能。除此之外，兼性塘还能去除COD和某些难降解有机物，如木质素、合成洗涤剂、ABS、农药等，是各类氧化塘中应用最为广泛的一种。

兼性塘平均BOD5表面负荷如表3-6所示，停留时间一般规定为7~180d，低值适用于我国南方地区，高值适用于我国北方地区。除小规模的处理系统可以采用单塘外，一半采用多塘串联系统。

（三）曝气氧化塘

曝气氧化塘是一种人工强化的氧化塘，它主要依靠安装在塘面上的人工曝气设备供氧，使好氧微生物在塘水中呈悬浮状态。他的净化机理与活性污泥法非常相似，但分离的污泥并不回流，靠延长污水在塘中的停留时间来提高处理效率。所以曝气氧化塘实质是一种介于氧化塘和延时曝气活性污泥法之间的废水处理方法。

曝气氧化塘分为好氧和兼性两种：在好氧曝气氧化塘中，曝气强度大，塘水全部保持好样条件，微生物都处于悬浮状态；而在兼性曝气氧化塘，曝气混合只限于塘的上层，池底呈厌氧状态，上层增长的污泥在这里被发酵分解。污水在曝气氧化塘中的停留时间约为3~8d，BOD5平均去除率在50%~90%之间。

氧化塘由于具有基建设备费用和运转费用低、维护管理简单、适应能力强、能实现污水资源化等优点，是一种有前途的污水处理法。但它也有一些不足之处：占地面积大;净化效果受季节、气温、光照等自然因素控制，不够稳定；易散发臭气，滋长蚊蝇，影响环境卫生，污染地下水等。因此，采用氧化塘处理污水，应因地制宜，采取一定措施，减少其不利影响。

第三节好氧附着生长处理技术

好氧附着生长系统是使用细菌等好氧微生物和原生动物、后生动物等好氧微型动物附着在某些载体上进行繁殖，形成生物膜，污水通过与膜的接触，水中的有机污染物作为营养被膜中生物摄取并分解，从而使污水得到净化的系统。有代表性的处理工艺有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。

一、生物膜的构造及其对有机物的降解机理

当污水与滤料等载体长期流动接触，在载体的表面上就会逐渐形成生物膜。生物膜主要是由细菌（好氧菌、厌氧菌和兼性菌）的菌胶团和大量的真菌菌丝组成。生物膜上线虫类、轮虫类及寡毛类等微型生物出现的频率也较高。在日光照射的部位还生长藻类，有的滤料内甚至还出现昆虫类。由于生物膜是生长在载体上的，微生物停留时间长，像硝化菌等生长世代期较长的微生物也能生长。所以，生物膜上生长繁育的生物种类繁多、食物链长而复杂是这种处理技术的显著特征。

图3-14是生物膜的构造示意图。生物膜是高度亲水的物质，其外侧表面总存在一层附着水层。附着水层的有机物由于微生物的氧化作用而消耗，浓度远比流动水层中低。因此流动层中的有机物就扩散转移到附着水层，然后进入生物膜，并通过微生物的代谢活动而被降解，使流动水层能得到净化；空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜，供微生物呼吸作用；微生物代谢有机物的产物则沿着相反的方向从生物膜经过附着水层进入流动水层排走，气态产物又从水层逸出进入空气中。随着有机物的降解，微生物不断增殖，生物膜厚度不断增加，到一定程度，在氧不能透入的的内侧就形成了厌氧层。外侧的好氧层一般厚2mm ，有机物的降解主要在好氧层内完成。当厌氧层厚度增加到一定程度时，靠近载体表面处的微生物由于得不到作为营养的有机物，其生长进入内源呼吸期，附着于载体的能力减弱，生物膜在外部水流剪切力作用下脱落。老化的生物膜脱落后，又开始生成新的生物膜。因此，在处理系统的工作过程中生物膜不断生长、脱落和更新，从而保持膜的活性。

二、生物滤池

根据构造特征和净化功能，生物滤池可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池三类。下面主要介绍后两类。

(一)高负荷生物滤池

高负荷生物滤池是在解决和改善普通生物池在净化功能和运行中存在的问题的基础上发展起来的。高负荷生物滤池的BOD 5容积负荷是普通生物滤池的6~8倍，水力负荷则为普通生物滤池的10倍，因此，滤池的处理能力得到大幅度提高；而水力负荷的加大可以冲刷可以冲刷过厚和老化的生物膜，促进生物膜更新，防止滤料堵塞。但出水水质不如普通生物滤池，出水BOD 5常大于30mg/L 。

高负荷生物滤池要求进水的BOD 5不大于200mg/L ，否则需用处理出水回流稀释。回流水量Q R 与原污水量Q 的比称为回流比R (R Q R Q

)。 图3-15是高负荷生物滤池结构示意图。高负荷生物滤池多为圆形，为防止堵塞，滤料粒径较大（4～10cm ），孔隙率较大。滤料层厚1.8m ，承托层厚0.2m 当采用的滤料层厚超过2m 时，应强制通风。近年来，高负荷生物滤池开始使用由聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺为原料的波形板式、列管式和蜂窝式塑料滤料，这种滤料质量轻、强度高、耐腐蚀，比表面积和孔隙率大，可提高滤池的处理能力和处理效率。

高负荷生物滤池多使用旋转布水器；如图3-15所示，污水以一定压力流入池中央的进水竖管，再流入可绕竖管旋转的布水横管（一般为2～4根）。布水横管的同一侧开有间距不等的孔口（自中心向外逐渐变密），污水从孔口喷出，产生反作用力，使横管沿喷水的反方向旋转。这种布水器布水均匀，使用较广。

高负荷生物滤池的典型流程如图3-16所示。流程（a ）应用最广泛，初次沉淀池容积较小；流程（b ）有助于生物膜的接种和更新；流程（c ）省去二次沉淀池，提高初次沉淀池的沉淀效果。

当原污水浓度较高，对处理水要求又较高时，可将两个高负荷生物滤池串联起来形成二段滤池处理系统。这一系统的主要问题是一级滤池负荷过大，生物膜增长快、易堵塞，二级滤池负荷过低。为此，可将串联的两个池交替用作一级池，从而提高滤池的处理效率。

此外，还有采用人工鼓风代替自然通风的滤池，可大大强化滤池的通风能力，提高效率。

（二）塔式生物滤池

塔式生物滤池是根据化学工程中气体洗涤塔的原理开创的，一般高达8～24m ，直径1～4m 。由于滤池高如塔，使池内部形成拔风状态因而改善了通风。当污水自上而下滴落时，

产生强烈紊动，使污水、空气、生物膜三者接触更加充分，可大大提高传质速率和滤池的净化能力。

塔式生物滤池负荷远比高负荷生物滤池高，当采用塑料滤料时，水力负荷可高达80~200m3/m2d，BOD5容积负荷达2000~3000 g/m3d。因此，滤池内生物膜生长迅速，同时受到强烈水力冲刷，脱落和更新快，生物膜具有较好的活性。为防止上层负荷过大，使生物膜生长过厚造成堵塞，塔式生物滤池可以采用多级布水的方法来均衡符合。同时进水的BOD 浓度应控制在500mg/L以下，否则必须采用处理水回流稀释。

图3-17是塔式生物滤池结构示意图。塔式滤池平面可以是圆形、方形或矩形。塔身可以用砖结构、钢结构、钢筋混凝土结构或钢框架和塑料板围护结构。塔身分层建筑，每层有测温孔、观测孔和检修孔，层之间设有格栅，承托在塔身上，使滤料质量分层负担，每层的高度以不大于2m为宜。布水装置大多采用旋转布水器，小型塔式生物滤池也可采用固定喷水式布水器或多孔板和溅水筛板。

塔式生物滤池宜采用轻质塑料滤料，广泛采用的是环氧树脂固化的玻璃布蜂窝滤料和大孔径波纹板滤料。

塔式滤池一般采用自然通风，当供氧不足时，采用机械通风。机械通风量可按气水比（100~150）：1取用，或通过需氧量计算，计算时，选用的氧的有效利用率以不大于8%为宜。

塔式生物滤池占地面积小，对水量、水质突变的适应性强，产生污泥量少，具有一定的硝化脱氮能力。缺点是一次性投资较大，塔身较高，运行管理不方便，运转成本较高。塔式生物滤池既适用于处理城市污水，也适用于能生物降解的工业废水，常用作高浓度污水二段生化处理的第一段，它对含氰、腈、酚和醛的废水有一定净化功能。

三、生物转盘

（一）生物转盘的构造和工作原理

生物转盘又称旋转式生物反应器，它是由盘片、接触反应槽、转轴和驱动装置等部分组成（图3-18）。盘片成组串联在转轴上，转轴支承在半圆形反应槽两端的支座上，转轴距槽中水面10~25cm，由电机带动旋转。转轴约有40%的面积浸在槽内的污水中。

生物转盘运转时，污水在反应槽中顺盘片间隙流动，盘片在转轴带动下缓慢转动，污水中的有机污染物为转盘上的生物膜所吸附，当这部风盘片转离水面时，盘片表面形成一层污水薄膜，空气中的氧不断溶解到水膜中，生物膜中微生物吸收溶解氧，氧化分解被吸附的有机污染物。盘片每转动一周，即进行一次吸附-吸收-氧化分解的过程。转盘不断转动，污染物不断被氧化分解，生物膜也逐渐变厚，衰老的生物膜在水流剪切作用下脱落，并随污水排至沉淀池。转盘转动也使槽中污水不断的被搅动充氧，脱落的生物膜在槽中呈悬浮状态，继续起净化作用，因此生物转盘兼有活性污泥的功能。

生物转盘的盘片由质轻，高强、耐腐蚀的聚氯乙烯、聚酯玻璃钢或低发泡聚苯乙烯（密度仅为0.105 g/m3）制成，厚度约2~10mm，直径多介于2.0~4.0m之间，表面最好呈波形，以增加表面积。盘片间距应保证通风良好，一般为10~30mm，污水BOD5浓度高时取上限。接触反应槽断面呈与盘片外形吻合的半圆形，与盘片外缘间距为20~50mm。转轴一般为实心钢轴或无缝钢管，直径50~80mm，长度不宜超过7.0m。驱动装置常包括电动机和减速装置。转盘转速0.8~3.0r/min，线速度以r/min为宜。

（二）生物转盘系统布置形式

生物转盘系统不需污泥回流，其工艺流程比较简单。它的布置形式一般为单轴单级、单轴多级和多轴多级。采取什么布置形式主要根据污水水质、水量、净化要求和现场条件而定。实践证明，对同一污水，在盘面积不变的前提下，采用多级串联能提高出水水质和水中溶解

氧的含量。

当污水浓度较高时，可将几个生物转盘串联运行。这时，由于污水经处理后逐级净化，生物转盘的面积可以逐级减少。

四、生物接触氧化法

生物接触氧化法是在曝气池中设置填料，作为生物膜的载体，经过充氧的废水以一定的流速流过填料与生物膜接触，利用生物膜和悬浮活性污泥中微生物的联合作用净化污水的方法。这种方法是介于活性污泥法和生物滤池之间的生物处理方法，所以又称接触曝气法和淹没式生物滤池。由于生物接触氧化法兼具有两种方法的优点，所以很有发展前途。

生物接触氧化装置运转时，污水在填料中流动，水利条件良好，通过曝气使水中溶解氧充足，适于微生物生长繁殖，所以生物膜上生物相当丰富，除细菌（包括球衣细菌等丝状菌）外，还有很多原生动物和后生动物，保持较高的生物量。根据实测，每平方米填料表面生物量在100g以上，如折算成MLSS，可达10g/L之多，能有效的提高污水的净化效果。BOD5容积负荷可达3~6 kg/m3d。生物接触氧化法不需污泥回流，也不存在污泥膨胀问题，管理方便。

生物接触氧化装置的构造：生物接触氧化装置的中心处理构筑物为接触氧化池，它由池体、填料、布水装置和曝气系统等几部分组成。接触氧化池有分流式和直流式两种池型。如图3-19所示。在分流式中，废水的充氧、污水与填料的接触分别在不同的隔间里进行。在充氧隔间里进行剧烈曝气和充氧，水中氧充足；再装填料的接触隔间，污水缓缓向下流经填料，有利于生物的生长。但在这种池型中，污水在填料间流动慢，冲刷作用小，生物膜更新慢，容易被堵塞，适用于BOD5负荷低的处理过程。在直流式池子中，直接在填料底部鼓风曝气，从而在填料区产生向上的升流，生物膜受上升水流和气流冲刷，脱落更快，活性好，不易堵塞。

五、生物流化床

生物流化床是20世纪70年代出现的一种新型的生物接触氧化装置，它是根据化学工程中的流化床技术开创的。

生物流化床是以粒径小于1mm的砂、焦炭、活性炭一类的颗粒材料为载体，填充于设备中，充氧的污水自下而上流动，使载体流态化。生物膜附着在载体表面，由于载体粒径小，比表面积高达2000~3000m2/m3，能够维持较高浓度的生物量，折算成MLSS可达10~15g/L 以上。由于载体流态化，使污水与生物膜广泛接触，强化了传质过程，载体相互之间的碰撞、摩擦促进了生物膜的更新，可有效的防止流化床被生物膜堵塞。因此，生物流化床具有高负荷（BOD5容积负荷高达7~8kg/m3d，甚至更高）、处理效果好、占地小的优点。

根据供氧、脱膜和床体结构的不同，流化床主要有二相流化床和三相流化床两种工艺，如图3-20。在二相流化床系统中，污水的充氧及充氧污水与载体的接触在两个设备中进行。为了更新生物膜，系统中应设置间歇工作的脱膜设备；在在三相流化床中，污水和空气从设备底部一起进入，设备中气、液、固三相剧烈搅动接触，使有机物降解。由于生物膜能自行脱落，可不设脱膜设备。

第四节厌氧生物处理技术

厌氧生物处理是在无氧的条件下，利用兼性菌和厌氧菌分解有机物的一种生物处理法。厌氧生物处理技术是最早仅用于城市污水厂污泥的稳定处理。有机物厌氧生物处理的最终产物是以甲烷为主体的可燃性气体（沼气），可以作为能源回收利用；运转费也远比好氧生物处理低。因此在当前能源日趋紧张的形势下，厌氧处理作为一种低能耗、可回收资源的处理

工艺，受到世界各国的重视。最近的研究结果表明，厌氧生物处理技术不仅适用于污泥稳定处理，而且适于高浓度和中等浓度有机废水的处理。有的国家还对低浓度城市污水进行厌氧处理研究，并取得了显著进展。

一、厌氧生物处理的机理

有机物的厌氧分解（又称厌氧消化）过程在微生物学上个可分为两个阶段——酸性消化（或酸型发酵）阶段和碱性消化（或碱性发酵）阶段，分别由两类微生物群体完成的，如图3-21所示。

（一）酸性消化阶段

厌氧消化过程中，首先发生的是酸性消化阶段，参与这一阶段的微生物主要是产酸细菌（又称酸性腐化细菌或水解细菌），他们属于兼性厌氧细菌或专性厌氧细菌。在这一阶段中，不溶性的有机物在细菌释放出的外酶作用下，水解生成水溶性有机物。例如，淀粉和纤维素水解为单糖，蛋白质水解为肽和氨基酸，脂肪水解为丙三醇和脂肪酸。接着，水解产物渗入细胞，在内酶的作用下，转化为丁酸、丙酸、乙酸等挥发性有机酸类和醇、氨、硫化物、二氧化碳、氢等无机物和能量。

酸性消化的前期，由于细菌首先分解的是碳水化合物，产生大量有机酸，溶液的pH迅速下降至6以下，有时甚至可达5以下，故称酸性发酵期。随着碳水化合物的减少，有机酸及含氮有机物开始分解，生成氨、胺、碳酸盐等碱性物质，pH不再下降，并逐渐上升到6.6~6.8左右，同时放出硫化氢、吲哚、硫醇等恶臭气体，称为酸性减退期。产酸细菌对pH及温度的适应性很强，几分钟到几个小时即可繁殖一代，多属于异养型兼性细菌群。

（二）碱性消化阶段

酸性消化阶段后期，随着pH的逐渐回升，甲烷细菌经一段时间的适应后，开始分解有机酸，使溶液的pH上升，产气量增加，有机物厌氧分解进入碱性消化阶段，当pH达到7.0~7.5时，产气量达到最大值。

在碱性消化阶段，其主要作用的甲烷细菌是专性很强的一类绝对厌氧菌。甲烷菌能利用产酸菌产生的挥发性脂肪酸、挥发醇、氢作为营养来源，代谢产物为甲烷、二氧化塔、微量硫化氢，、氨和氢组成的气体。一般生活污水污泥厌氧消化所产生的气体中，甲烷约占50%~75%，二氧化碳约占20%~30%，发热量一般为2.10×107~2.50×107，是一种很好的燃料。

甲烷细菌对pH的要求很严格，严格的pH范围是6.8~7.8，最佳范围6.8~7.2；甲烷细菌对温度的适应性较差，在一定温度下驯化的甲烷细菌，温度变化1~2℃就能使笑话过程受到破坏；甲烷细菌的繁殖很慢，一般要4~6d繁殖一代，因此，必须注意避免过多地从处理构筑物中排出熟污泥，或采用回流污泥的办法，以利于保持较多的甲烷细菌；甲烷细菌的专一性很强，每种菌只能代谢特定的基质，因此，有机物的厌氧分解往往是不相同的。

正常的厌氧消化过程应该保持酸的形成速率与甲烷的形成速率相平衡。由于甲烷细菌的世代期比产酸细菌长，对环境适应性差，甲烷的形成速率较慢，所以碱性消化阶段控制着整个系统的反应速率，整个过程中必须维持有效的碱性消化条件。

一般认为，厌氧生物处理过程中，有机物的降解速率遵循一级反应规律，所以前面叙述的有机物降解原理也适用于厌氧生物处理，只是酸性消化阶段有机物的降解速率远大于碱性消化阶段，因此，处理构筑物设计应以碱性消化阶段各参数为依据。

二、影响厌氧生物处理的主要因素

（一）温度

甲烷细菌对温度的变化十分敏感，所以温度是影响厌氧生物处理的主要原因。厌氧消化可根据细菌对温度的适应范围分为三类：低温消化（5~15℃）、中温消化（30~35℃）和高

温消化（50~55℃）。消化时间（指产气量达到总气量的90%时所需要的时间）与温度有关，高温消化和中温消化时间分别为10~12d和25d。

高温消化比中温消化时间短，产气率稍高，对寄生虫卵的杀灭率可达90%，而中温消化的杀灭率更低。高温消化耗热量大，管理复杂，因此，只有在卫生要求较高时才考虑采用高温消化。

（二）酸碱度

甲烷细菌生长最适宜的pH范围是6.8~7.2，若pH低于6或高于8，正常消化就会被破坏。因此，消化系统内必须存在足够的缓冲物质，如重碳酸盐，用以中和产酸细菌产生的过量酸。一般来说，消化系统中应保持碱度2000~3000mg/L(以CaCO3计)。

（三）负荷

负荷是厌氧处理过程中决定污水、污泥中有机物厌氧消化速率快慢的综合性指标，是厌氧消化的重要控制参数。

负荷常以投配率来表示。投配率指每日加入消化池的新鲜污泥体积或高浓度污水容积与消化池容积的比率。投配率需适当，投配率过高，则产酸速率大于甲烷菌的消耗速率，挥发酸累积，使pH下降，破坏碱性消化，产气率降低；投配率过低，虽可提高产气率，消化完全，但设备容积大，基建投资也大。

（四）碳氮比

有机物的碳氮比（C/N）对消化过程有较大影响。碳氮比过高，组成细菌的氮量不足，消化液的缓冲能力较低，pH易下降；碳氮比太低，则氮量过高，pH可能上升到8.0以上，脂肪酸的铵盐积累，对甲烷菌产生毒害作用。实验表明，碳氮比为（10~20）：1时，消化效果较好。生活污水初次沉淀池污泥的碳氮比约为10：1，活性污泥的碳氮比约为5：1.后者单独进行消化时效果不好，宜在消化时投加高碳氮比的原料，如牲畜粪便，植物茎杆等。（五）有毒物质

污泥中的有毒物质会影响消化的正常进行，因此必须严格控制有毒物质排入城市污水系统。主要的有毒物质是重金属离子和某些阴离子。

第五节生物脱磷脱氮工艺

随着工业的发展与居民生活水平的不断提高，城市污水与工业废水中的污染物种类日趋增多，许多污染物通过常规二级处理已不能去除或去除甚少。其中对环境影响很大且普遍存在的俩类污染物是氮和磷。水中的有机氮和氨氮会消耗水中的溶解氧，使水体发黑发臭；水体中的氮磷过多，会造成水体富营养化，使水环境恶化。因此，有必要从污水中去除氮和磷。脱氮脱磷的方法很多，本节仅讨论生物脱氮脱磷技术。

一、生物脱氮处理技术

氮化合物进入天然水体的途径有很多种，其中城市污水、某些工业废水和农田排水是主要的氮污染源。

（一）生物脱氮机理

未经处理的城市污水中总氮浓度常为20~85mg/L，其中主要是有机氮和氨氮（NH3-N）。在氨化细菌的作用下，有机氮化合物分解，转化为氨氮。氨氮转化的第一步是硝化，硝化菌将氨氮转化为硝酸盐的过程称为硝化。整个硝化过程是由俩类细菌依次完成的，分别是氨氮化菌（也称亚硝化菌）和亚硝酸盐氧化菌（也称硝化菌），统称为硝化细菌，它们都是专性的自养型革兰氏阴性好氧菌，以碳酸盐和二氧化碳等无机碳作为碳源，利用氨氮转化过程中释放的能量作为自身新陈代谢的能量。反应过程分两步：

422232278.42k 2

NH O NO H H O J +-++????→++-亚硝化菌 223172.272

NO O NO kJ --+???→-硝化菌 总反应为：423222351k NH O NO H H O J +-++→++-

在上述生物反应过程中，细菌获得能量的同时，部分4NH +被同化为细胞组织。

硝化阶段，pH 宜维持在7.5~9.0范围。

水温对亚硝化菌的活性有很大影响，最适宜的温度是35℃，随水温下降，亚硝化速率急剧下降。BOD 5/TKN (总凯氏氮)对硝化作用影响很大，一般认为，BOD 5/TKN <3为宜。BOD 负荷是设计生物脱氮系统的重要参数，BOD 负荷不应大于0.1 kg(BOD 5)/[kg(MLSS) d]。

溶解氧对硝化过程有很大影响，硝化过程中DO 不能低于0.5mg/L ，控制在1.5~2.0mg/L 能获得较好的硝化效果。

好氧生物硝化过程只能将氨氮转化为硝酸盐，最终不能脱氮。欲最终脱氮，还必须进一

步将NO 3－转化为气态N 2，使其逸入大气，通常将这一生物转化过程称为反硝化（或脱硝）。 NO 3－的反硝化过程在生物化学过程中是还原反应，NO 3－作为电子受体，在兼性异养型厌氧菌的作用下被还原。该反应必须具备两个条件：一是污水中应含有充足的电子供体；二是厌氧或缺氧的条件下。电子供体包括与氧结合的氢源和易养菌所需要的碳源。若污水中含有充足的可生物降解的有机物，可以作为自源电子供体，若此类有机质不足，则必须额外投加适量营养物，称为外源电子供体。日前常用甲醇作为外源电子供体，实际应用中常采用生活污水或其他以生物降解的含碳废物，如粪便与食品废物等。反硝化反应亦分为以下两步：

3322262624NO CH OH NO CO H O --+???→++厌氧菌

23222633336NO CH OH N CO H O OH --+???→+++厌氧菌

总反应： 33222655376NO CH OH CO N H O OH --+???→+++厌氧菌

反硝化适宜的温度为15~30℃，适宜的pH 范围是7.0~7.5，DO 应严格控制在0.5mg/L 以下。

（二）生物脱氮处理工艺

在BOD 5与NH 3-N 共存的污水的好氧处理过程中，都存在一定比例的硝化细菌，该比例受BOD 5与总氮浓度比的制约。当BOD 5与总氮比在1~3时，硝化细菌比例较高，此种条件下的好氧处理相当于单独的硝化处理；而当BOD 5与总氮比大于5时，则完成硝化处理过程相当于碳氧化与硝化结合的处理过程。因此，污水脱氮处理工艺流程因硝化处理工艺的不同而有差别。曝气氧化硝化-反硝化脱氮俩段工艺适于BOD 5与总氮比小于3的废水（图3-22），而含碳有机物氧化-硝化-反硝化脱氮三段（图3-23）工艺适用于此比值大于5的废水。这种流程脱氮效率高，但在脱氮阶段必须投加碳源，而且流程长，构筑物多。

二、生物脱磷处理技术

水环境中的磷化合物主要来源于生活污水和农田排水，部分来自工业废水。磷化合物是地表水是否富营养化的主要限制性元素。水中的磷以正磷酸盐、聚磷酸盐与有机磷三种形态存在，生活污水中后俩项占总磷的70%左右，约10%左右以固体形式存在。

一般污水二级处理过程中，约有10%的磷在一级沉淀中被去除，相当于污水中固态磷。在好氧生物处理过程中，污水中部分磷作为微生物的营养物被细胞同化吸收，转化为细胞组

织而被去除，去除率取决于活性污泥的产量。细胞组织对磷的吸收量大约相当于总磷的1/5左右。

（一）生物脱磷机理

污水中磷的去除主要由聚磷菌等微生物来完成：在好氧条件下，聚磷菌不断摄取并氧化分解有机物，产生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成，一部分则使ADP与H3PO4结合，转化为ATP而储存起来。细菌以聚磷（一种高能无机化合物）的形式在细胞中储磷，其量可以超过生长所需，这一过程称为聚磷酸菌的摄取。处理过程中，通过从系统中排出高磷污泥以达到去除磷的目的。

在厌氧和无氮氧化物存在的条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量，形成ADP。这一过程称为聚磷菌的释放。

生物除磷技术就是通过上述俩个过程来完成的。再好氧反应器内应保持充足的溶解氧，在厌氧反应器内应保持绝对的厌氧条件，氮氧化物含量接近零；适宜的pH范围是6~8，在5~30℃的温度范围内都能取得较好的除磷效果；一般认为，较高的BOD5负荷对除磷有利，BOD5/TP应大于20，小分子的易降解有机物能促进磷的释放，磷的释放越充分，磷的摄取量就越大；硝酸盐和亚硝酸盐会抑制厌氧菌释放磷，从而影响在好氧条件磷的吸收；生物除磷是通过排除剩余污泥完成的，一般污泥龄短的系统，产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效率。

三、同步脱氮除磷处理技术

（一）A2/O工艺

A2/O中A2是英文anaerobic-anoxic的简称，是A/O工艺的改进，流程如图3-24所示。污水与回流污泥先进入厌氧池（DO<0.5mg/L）完全混合，经一定时间（1~2h）的厌氧分解，去除部分BOD，部分含氮化合物转化为N2（反硝化）而释放，回流污泥中的聚磷微生物释放出磷，满足细菌对磷的需求。然后污水流入缺氧池，池中的反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，将好氧池通过内循环会溜进来的NO3－还原为N2而释放。接着污水流入好氧池，水中NH3-N进行硝化反应生成NO3－，同时水中有机物氧化分解供给吸磷微生物以能力，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，经沉淀池分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。

A2/O系统中厌氧、缺氧过程可以在不同设备中进行，也可以在同一设备的不同部位完成。例如，在氧化沟中，可以通过控制转刷的供氧量使氧化沟各段分别处于厌氧、缺氧和好氧状态。也可使设备在不同时间处于不同的状态间歇运行，如日本日立公司提供的RC环游式间歇曝气处理装置，该装置运转时，曝气0.5h，停止曝气1.5h，交替进行，使设备在不同时段处于好氧、缺氧、厌氧状态。后俩种方式还可节省基建投资和运行费用。

（二）Bardenpho工艺

Bardenpho发展了内源碳循序利用生物脱氮脱磷（A/O-A/O）工艺。该工艺的优点是各项反应都重复了两次以上，脱氮除磷效果良好；缺点是工艺较长，反应器多，运行复杂，费用高。

运动生物化学习题

《运动生物化学》习题集 绪论 一.名词解释运动生物化学是生物化学的一个分支学科。是用生物化学的理论及方法 研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律 研究运动引起体内分子水平适应性变化及其机理的一门学科。 二.是非判断题 1、人体的化学组成是相对稳定的，在运动的影响下，一般不发生相应的变化。（错） 2、运动生物化学是研究生物体化学组成的一门学科。（错） 3、1937年Krebs提出了三羧酸循环的代谢理论。（对） 4、《运动生物化学的起源》是运动生物化学的首本专著。（错） 三.填空题 1、运动时人体内三个主要的供能系统是＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿＿。 2、运动生物化学的首本专著是＿＿＿＿。 3、运动生物化学的研究任务是＿＿＿＿。 1、磷酸原系统、糖酵解系统、有氧代谢系统 2、《运动生物化学概论》 3、揭示运动人体变化的本质、评定和监控运动人体的机能、科学地指导体育锻炼和运动训练 四.单项选择题 1. 运动生物化学成为独立学科的年代是（）。 A. 1955年 B. 1968年 C. 1966年 D. 1979年 2. 运动生物化学是从下列那种学科发展起来的（）。 A. 细胞学 B. 遗传学 C. 生物化学 D. 化学 3. 运动生物化学的一项重要任务是（）。 A. 研究运动对机体组成的影响 B. 阐明激素作用机制 C. 研究物质的代谢 D. 营养的补充 4. 运动生物化学的主要研究对象是（）。 A. 人体 B. 植物体 C. 生物体 D. 微生物 1、A 2、C 3、A 4、A 五.问答题 1．运动生物化学的研究任务是什么？ 1 揭示运动人体变化的本质 2 评定和监控运动人体的机能 3 科学地指导体育锻炼和运动训练 第一章物质代谢与运动概述 一.名词解释

生物化学第3章 脂类的化学

课外练习题 一、名词解释 1、活性脂质； 2、必须多不饱和脂肪酸； 3、脂蛋白； 4、磷脂； 5、鞘磷脂； 二、符号辨识 1、TG； 2、FFA； 3、PL； 4、CM； 5、VLDL； 6、IDL； 7、LDL； 8、HDL； 9、PUFA；10、PC；11、PE；12、PG；13、CL； 三、填空 1、脂类按其化学组成分类分为（）、（）和（）； 2、脂类按其功能分类分为（）、（）和（）； 3、脂肪酸的Δ命名法是指双键位置的碳原子号码从（）端向（）末端计数； 4、脂肪酸的（）命名法是指双键位置的碳原子号码从甲基末端向羧基端计数； 5、天然脂肪酸的双键多为（）式构型； 6、必须多不饱和脂肪酸是指人体及哺乳动物虽能制造多种脂肪酸，但不能向脂肪酸引入超过（）的双键，因而不能合成（）和（），必须由膳食提供。 7、简单三酰甘油的R1＝R2＝R3，（）、（）和（）等都属于简单三酰甘油； 8、鲛肝醇和鲨肝醇属于（）酰基甘油； 9、（）是由长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯； 10、复脂是指含有磷酸或糖基的脂类，分为（）和（）两大类； 11、（）是构成生物膜的第一大类膜脂； 12、重要的甘油磷脂有（）、（）和（）等； 13、磷脂酰丝氨酸、脑磷脂和卵磷脂的含氮碱分别是（）、（）和（），它们可以相互转化； 14、血小板活化因子是一种（）甘油磷脂； 15、鞘氨醇磷脂由（）、（）和（）组成； 16、糖脂是指糖通过其半缩醛羟基以（）与脂质连接的化合物； 17、鞘糖脂根据糖基是否含有（）或硫酸基成分分为（）鞘糖脂和（）鞘糖脂； 18、最简单的硫苷脂是（）脑苷脂；神经节苷脂的糖基部分含有（）； 19、萜类是（）的衍生物，不含脂肪酸，属简单脂类； 20、类固醇的基本结构骨架是以（）为基础构成的甾核； 21、糖脂分为（）类和（）类。前者主要是（）细胞膜的结构和功能物质，后者主要是（）的重要结构成分，动物中含量甚微。 22、脂肪酸及由其衍生的脂质的性质与脂肪酸的（）和（）有密切关系； 23、磷脂是分子中含磷酸的复合脂，包括（）和（）两大类，是生物膜的重要成分； 24、鞘磷脂是由（）、（）、（）和胆碱或乙醇胺组成的脂质； 25、最常见的固醇是（），主要在肝脏中合成，是（）脂质中的一个成分； 26、人体中许多激素、胆汁中的胆酸、昆虫的蜕皮激素、植物中的皂素和强心苷等，都有（）的甾体骨架，这些甾体化合物统称为（）； 27、脂蛋白是由脂质和蛋白质组成的复合物，脂质和蛋白质之间没有（）结合； 28、脂质混合物的分离可根据它们的（）差别或在非极性溶剂中的（）差别进行； 四、判别正误 1、磷脂的极性头基团在电荷与极性上表现出变化；（） 2、高等动植物中的脂肪酸的碳原子数都是偶数；（） 3、鞘糖脂的极性头部分是鞘氨醇；（） 4、动物细胞中所有的糖脂几乎都是鞘糖脂；（） 5、由于胆固醇是两亲性分子，能在水中形成微团；（） 6、植物油的必须脂酸含量丰富，所以植物油比动物油营养价值高；（）

污水处理生化调试技术方案

污水处理生化调试技术方案 一污泥的培养 方法有同步与异步培养与接种,同步是培奍与驯化同时进行或交替进行，异步是先培后驯化，接种是利用类似污水的剩余污泥接种。 活性污泥可用糞便水经曝气培养而得，因为粪便污水中，细菌种类多，本身含有的营养丰富，细菌易于繁殖。?通常为了缩短培菌周期，我们会选择接种培养。?先说粪便水培菌?具体步骤:?将经过过滤的粪便水投入曝气池,再用生活污水或河水稀释，至BOD约为3００-400，进行连续曝气。这样过二,三天后,为补充微生物的营养物质和排除由微生物产生的代谢产物,应进行换水,换水根据操作情况分为间断和连续操作。?１.间断操作：?当第一次加料曝气并出现模糊的活性污泥绒絮后,就可停止曝气，使混合液静止沉淀，经1－１.５小时后排放上清液,把排放的上清液约占总体积的60-７0%。?然后再加生活污水和粪便水,这时的粪便水可视曝气池内的污泥量来调整,这样一直下去，直至ＳV达到30%。一般需2周，水温低时时间要延长。 在每次换水时，从停止曝气,沉淀到重新曝气的总时间要控制在２小时之内为宜?成熟的污泥应具有良好的混凝，沉降性能，污泥内有大量的菌胶菌和终生?纤毛类原生动物，如钟虫,等枝虫,盖纤虫等,并可使污水的生化需氧量去除率达90%左右 2.连续操作：?在第一次加料出现绒絮后,就不断地往曝气池投加生活污水或河水,添加粪便水的控制原则与间断投配相同。往曝气池的投加的水量,应保证池内的水量能每天更换一次,随着培奍的进展，逐渐加大水量使在培养后期达到每天更换二次。在曝气池出水进入二次沉淀池后不久(0．5-1）就开始回流污泥,污泥的回流量为曝气池进水量的5０%?驯化的方法：可在进水中逐渐增加被处理的污水的比例，或提高浓度,使生物逐渐适应新的环境开始时，被处理污水的加入量可用曝气池设计负荷的20-３0%，达到较好的处理效率后,再继续增加，每次以增加设计负荷的１0-20％为宜，每次增加负荷后，须等生物适应巩固后再继续增加，直至满负荷为止。?如果被处理工业污水中,缺氮和磷以及其它营养物时，可根据BOD：N：P为100:5:1的比例来调整。?个人认为在此阶段，必要的超赿管路要具备，工艺没设计的可用消防管代替。 而且各种分析要跟上去,和种参数需及时测定,特别是镜检,因为有经验的人可能通过镜检和数据就可以很好的完成任务,另外良好的心理素质也比较重要,有些现象要果断处理,有些则需等侍再认定上面是异步法,同步就是在污泥培养过程中，不断加入工业污水，使污泥在增长过程中逐渐适应工业污水的环境，这样虽可缩短培养和驯化的时间,但在这一过程中发生的问题，又缺实践经验则难以判断问题出在哪一个环节上。 若有条件,就是接种培养，这样可缩短时间，若是相似的污水的污泥,更可提高驯化效果。 二、试运行

运动生物化学学习重点大全

绪论生物化学：是研究生命化学的科学，它从分子水平探讨生命的本质，即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节及其在生命活动中的作用。运动生物化学：是研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律，研究运动引起体内分子水平适应性变化及其机理的一门学科。 运动生物化学的任务主要体现在：1、解释人体运动变化的本质；2、评定和监控运动人体的机能；3、科学的知道体育锻炼和运动训练。 第一章 1.酶催化反应的特点是什么？影响酶促反应速度的因素有哪些？ 一、高效性；二、高度专一性；三、可调控性 一、底物浓度与酶浓度对反应速度的影响；二、PH对反应速度的影响；三、温度对反应速度的影响；四、激活剂和抑制剂对反应速度的影响； 2.水在运动中有何作用？水代谢与运动能力有何关系？ 人体内的水是进行生物化学反应的场所，水还具有参与体温调节、起到润滑等作用，并与体内的电解质平衡有关。 运动时，人体出汗量迅速增多，水的丢失加剧。一次大运动负荷的训练可以导致人体失水2000~7000ml,水丢失严重时即形成脱水，会不同程度的降低运动能力。 3.无机盐体内有何作用？无机盐代谢与运动能力有何关系？ 无机盐在体内中解离为离子，称为电解质，具有调节渗透压和维持酸碱平衡等重要作用。

4.生物氧化合成ATP有几种形式，他们有何异同？ 生物氧化共有两种形式：1、底物水平磷酸化；2、氧化磷酸化 相同点：1、反应场所都是在线粒体；2、都要有ADP和磷酸根离子存在 不同点：1、在无氧代谢供能中以底物水平磷酸化合成ATP为主，而人体所利用的ATP约有90%来自于氧化磷酸化的合成即在有氧代谢中主要提供能量；2、底物水平低磷酸化不需要氧的参与，氧化磷酸化必须要有氧；3、反应的方式不同。 5.酶对运动的适应表现在哪些方面？运动对血清酶有何影响？ 一、酶催化能力的适应；二、酶含量的适应。 ①、运动强度：运动强度大，血清酶活性增高 ②、运动时间：相同的运动强度，运动时间越长，血清酶活性增加越明显 ③、训练水平：由于运动员训练水平较高，因此完成相同的运动负荷后，一般人血清酶活性增高比运动员明显 ④、环境：低氧、寒冷、低压环境下运动时，血清酶活性升高比正常环境下明显。 6.试述ATP的结构与功能。 ATP分子是由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成的核苷酸，其分子结构 功能：生命活动的直接能源；合成磷酸肌酸和其他高能磷酸化合物 7.酶：酶是生物体的活性细胞产生的具有生物催化功能的蛋白质。 生物氧化：指物质在体内氧化生成二氧化碳和水，并释放出能量的过程。生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中一系列氧化---还原反应，故又称为细胞呼吸。 同工酶：人体内有一类酶，他们可以催化同一化学反应，但催化特性、理

生物化学试题及其参考答案脂类

一、填空题 1．在所有细胞中乙酰基的主要载体是辅酶A(-CoA) ，ACP是酰基载体蛋白，它在体内的作用是以脂酰基载体的形式，作脂肪酸合成酶系的核心。 2．脂肪酸在线粒体内降解的第一步反应是脂酰辅酶A 脱氢，该反应的载氢体是FAD 。 3．发芽油料种子中，脂肪酸要转化为葡萄糖，这个过程要涉及到三羧酸循环，乙醛酸循环，糖降解逆反应，也涉及到细胞质，线粒体，乙醛酸循环体，将反应途径与细胞部位配套并按反应顺序排序为 b. 三羧酸循环细胞质 a. 乙醛酸循环线粒体c. 糖酵解逆反应乙醛酸循环体。 4．脂肪酸b—氧化中有三种中间产物：甲、羟脂酰-CoA; 乙、烯脂酰-CoA 丙、酮脂酰- CoA,按反应顺序排序为乙；甲；丙。 5．脂肪是动物和许多植物的主要能量贮存形式，是由甘油与3分子脂肪酸脂化而成的。6．三脂酰甘油是由3-磷酸甘油和脂酰-CoA 在磷酸甘油转酰酶作用下，先生成磷脂酸再由磷酸酶转变成二脂酰甘油，最后在二脂酰甘油转酰基酶催化下生成三脂酰甘油。 7．每分子脂肪酸被活化为脂酰-CoA需消耗 2 个高能磷酸键。 8．一分子脂酰-CoA经一次b-氧化可生成1个乙酰辅酶A 和比原来少两个碳原子的脂酰-CoA。 9．一分子14碳长链脂酰-CoA可经 6 次b-氧化生成7个乙酰-CoA, 6 个NADH+H+，6 个FADH2 。10．真核细胞中，不饱和脂肪酸都是通过氧化脱氢途径合成的。 11．脂肪酸的合成，需原料乙酰辅酶A 、NADPH 、和ATP、HCO3-等。 12．脂肪酸合成过程中，乙酰-CoA来源于葡萄糖分解或脂肪酸氧化，NADPH主要来源于磷酸戊糖途径。 13．乙醛酸循环中的两个关键酶是苹果酸合成酶和异柠檬酸裂解酶，使异柠檬酸避免了在三羧酸循环中的两次脱酸反应，实现了以乙酰-CoA合成三羧酸循环的中间物。 14．脂肪酸合成酶复合体I一般只合成软脂酸，碳链延长由线粒体或内质网酶系统催化，植物Ⅱ型脂肪酸碳链延长的酶系定位于细胞质。 15．脂肪酸b-氧化是在线粒体中进行的，氧化时第一次脱氢的受氢体是FAD ，第二次脱氢的受氢 体NAD+。 二、选择题 1.D 2.D 3.C 4.C 5.C 6.C 7.D 8.C 9.A 10.B 1．脂肪酸合成酶复合物I释放的终产物通常是：D A、油酸 B、亚麻油酸 C、硬脂酸 D、软脂酸 2．下列关于脂肪酸从头合成的叙述错误的一项是：D A、利用乙酰-CoA作为起始复合物 B、仅生成短于或等于16碳原子的脂肪酸 C、需要中间产物丙二酸单酰CoA D、主要在线粒体内进行 3．脂酰-CoA的b-氧化过程顺序是：C A、脱氢，加水，再脱氢，加水 B、脱氢，脱水，再脱氢，硫解 C、脱氢，加水，再脱氢，硫解 D、水合，脱氢，再加水，硫解 4．缺乏维生素B2时，b-氧化过程中哪一个中间产物合成受到障碍C A、脂酰-CoA B、b-酮脂酰-CoA

第七章 废水生物化学处理基础

第七章废水生物化学处理基础 本章重点： 如何建立单个细菌以及生物膜或生物絮体的数学模型。 1947年，首次出现了“生物化学工程”( Biochemical engineering)一词。1965年Aiba等人的专著《物化学工程》(Biochemical Engineering)出版，标志着这一学科的正式出现。1971年Coulson及Richardson等著述的化学工程标准教材新添了第三卷，其中包括了一章生物化学反应工程，标志着生物化学工程已成为化学工程的—个新的组成部分。此后出版的生物化学工程专著有Atkinson的《生物化学反应器》(Biochemical Reactors，1974年)，Bailey及ollis 的《生物化学工程基础》(Biochemical Engineering Fundamentals．1977年)等书。 生物化学工程中应用的发酵器有两种基本类型，一种是利用微生物絮体的作用，这与废水处理中的活性污泥法相类似；另一种是利用微生物膜的作用，这与废水处理中的生物滤池法相类似。 以生物化学工程的方法来研究废水的生物处理，提高了它的理论深度，应该是发展的方向。把废水的生化处理看成是生物化学工程的一个重要分支，在学科体系上可能更合适—些。 §7.1 单个细菌的模型 从细菌结构及代谢途径来看，如果要按实际情况建立一个数学模型，几乎无法着手。所以目前一般采用一个远为简化的模型，而这个模型也起到了对营养物传入细菌内的整个过程，给出明确概念的作用。 底物一般是通过细胞的粘液层、细胞壁与细胞膜进入细胞内部的，而代谢作用只发生在

细胞内部的细胞质区。发生代谢作用后，底物也就消失了。 这里，我们假设： ①不考虑复杂的代谢过程； ②把底物的消失引用流体力学中“汇”的概念来解释； ③粘液层、细胞壁、细胞膜等作为底物传递的边界。 这样就得到一个细菌的简化模型，如图7-1所示。 扩散区指细胞壁外粘液层的部分，其表面积为a d cm 2，，底物通过扩散区时服从Fick 的第一扩散定律，即底物的通量为： Nd = －D γρd d （7-1） 式中，下标d 表示扩散区， γρd d 表示晏半径γ方向的浓度梯度，D 仍然表示分子扩散系数。 扩散区的内面为透酶区。这一区指细胞膜的透酶所起的运输作用。透酶是细脑膜内的一类立体专一性载体分子，这类分子也是一种蛋白质，取名透酶以示区别于代谢酶。透酶区的通量可用下列公式来表示： 'P ' p P K a N ρ+ρ= （7-2） 式中的下标p 表示透酶区，a p 及Kp 为两个常数，ρ’为透酶区外的底物浓度。 通量Np 只与透酶区外的底物浓度ρ’有关，而与代谢区中的底物浓度ρ’’无关。当ρ’＞ ρ’ 时，称为被动运输；ρ’＜ ρ’时，称为主动运输。 代谢区指细胞膜内的区域。这一区域内虽然产生了许多极复杂的代谢途径，但组成代谢途径的每一个反应都是由酶控制的，因而服从于Michaelis —Menten 方程。代谢区内底物消耗速率可以表示为： ' 'm ' 'm ''K a dt d ρ+ρ=ρ （7-3） 式中，ρ’’表示代谢区中底物的浓度，a m 及K m 为Michaelis-Menten 方程的常数。 当代谢区消耗底物的速率恰好和底物通过两个运输区的速率相等时，便得到一个稳定的状态，这时存在下列关系： ???? ??ρ+ρ=??? ? ??ρ+ρ=???? ??-γρ''m ''m m 'p 'p p r d K a V K a a d d D a d （7-4） 式中，a d 为扩散区的外表面积，下标r d 指浓度d ρ/d γ计值的扩散外径，a p 为透酶区的外表面积，V m 为代谢区的容积。 当底物不需透酶区的运输时，式（7-4）简化为：

水处理工艺学习介绍

MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。 MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。 MBBR是移动床生物膜反应器 MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。 MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。 MBBR的主要特点是：①处理负荷高；②氧化池容积小，降低了基建投资；③ MBBR 工艺中可不需要污泥回流设备，不需反冲洗设备，减少了设备投资，操作简便，降低了污水的运行成本；④MBBR工艺污泥产率低，降低了污泥处置费用；⑤ MBBR工艺中不需要填料支架，直接投加，节省了安装时间和费用。 生物流化床（Moving Bed Biofilm Reactor Process简称MBBR法）是生长生物膜的载体层在废水中不断流动的生物接触氧化法。载体是聚乙烯中空圆柱体，长5～7mm，直径10mm，内部有十字支撑，外部有翅片，密度0.95g／cm2，空隙率88％，可供生物膜附着的比表面积约 800 m2／m3，能给微生物提供良好的生长环境；填充率可高达67%，可在好氧操作下以空气搅拌，或在兼/厌氧操作下以机械搅拌，使生物接触材在水中均匀的悬浮流动。这种载体的特殊形状使微生物在有保护的载体内表面生长而去除废水中的 BOD5。 生物流化床运用生物膜法的基本原理，并结合了传统活性污泥法的优点，而又超越了活性污泥法及生物膜法的缺点及限制。聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜的应用取代传统活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以使生物池中的菌种浓度大大提高，使生化效率大大增强，有效去除氨氮、磷及难于降解的大分子有机物。 生物流化床系统有如下优点： ①省地：占地仅为传统方法的五分之一至十分之一，并取消了二沉池。将传统的“初沉、生化及二沉”三个步骤合为一个步骤；②省时：比传统方法快一倍，只需2~6小时；③无

习题-运动生物化学

第一章物质代谢与运动概述 一、单项选择题: 1. 运动生物化学成为独立学科的年代是（）。 A. 1955年 B. 1968年 C. 1966年 D. 1979年E1982年 2. 运动生物化学的一项重要任务是（）。 A. 研究运动对机体组成的影响 B. 阐明激素作用机制 C. 研究物质的代谢 D. 营养的补充 E. 研究运动人体的物质组成 3.酶促反应中决定反应特异性的是（） A. 酶蛋白 B. 辅基 C. 辅酶 D. 金属离子 E .变构剂 4.酶促反应速度（V）达最大反应速度（Vm）的60%时，底物浓度[S]为（） A. 1 Km B. 2 Km C. 1.5 Km D. 2.5 Km E. 3 Km 5.下列哪个化学物质不属于运动人体的能源物质。（） A.葡萄糖 B.维生素C C.氨基酸 D.软脂酸 E.糖原 6.酶分子中将底物转变为产物的基团是（） A. 结合基团 B. 催化基团 C. 碱性基团 D. 酸性基团 E. 疏水基团 7.温度对酶活性的影响是（） A. 低温可以使酶失活 B. 催化的反应速度随温度的升高而增加 C. 最适温度是酶的特征性常数 D. 最适温度随反应的时间而有所变化 E. 以上全对 8.关于酶活性中心的叙述，哪项不正确（） A. 酶与底物接触只限于酶分子上与酶活性密切有关的较小区域 B. 必需基团可位于活性中心之内，也可位于活性中心之外 C. 一般来说，总是多肽链的一级结构上相邻的几个氨基酸的残基相对集中，形成酶的活性中心 D. 酶原激活实际上就是完整的活性中心形成的过程 E. 当底物分子与酶分子相接触时，可引起酶活性中心的构象改变 9.一种酶作用于多种底物，其天然底物的Km是（） A. 与其他底物相同 B. 最大 C. 最小 D. 居中 E. 与Km相同

生物化学脂质代谢知识点总结

第七章脂质代谢 第一节脂质的构成、功能及分析 脂质的分类 脂质可分为脂肪和类脂，脂肪就是甘油三脂，类脂包括胆固醇及其脂、磷脂和糖脂。 脂质具有多种生物功能 1.甘油三脂机体重要的能源物质 2.脂肪酸提供必需脂肪酸合成不饱和脂肪酸衍生物 3.磷脂构成生物膜的重要组成成分磷脂酰肌醇是第二信使前体 4.胆固醇细胞膜的基本结构成分 可转化为一些有重要功能的固醇类化合物 第二节脂质的消化吸收 条件：1，乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用； 2，酶的催化作用 位置：主要在小肠上段

第三节甘油三脂代谢 甘油三脂的合成 1.合成的部位：肝脏（主要），脂肪组织，小肠粘膜 2.合成的原料：甘油，脂肪酸 3.合成途径：甘油一脂途径（小肠粘膜细胞） 甘油二脂途径（肝，脂肪细胞）

注：3-磷酸甘油主要来源于糖代谢，部肝、肾等组织摄取游离甘油，在甘油激酶的作用下可合成部分。 内源性脂肪酸的合成： 1.场所：细胞胞质中，肝的活性最强，还包括肾、脑、肺、脂肪等 2.原料：乙酰COA，ATP，NADPH，HCO??，Mn离子 3.乙酰COA出线粒体的过程：

4.反应步骤 ①丙二酸单酰COA的合成： ②合成软脂酸：

③软脂酸延长在内质网和线粒体内进行： 脂肪酸碳链在内质网中的延长:以丙二酸单酰CoA为二碳单位供体 脂肪酸碳链在线粒体中的延长:以乙酰CoA为二碳单位供体 脂肪酸合成的调节： ①代谢物的调节作用： 1.乙酰CoA羧化酶的别构调节物。 抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA 激活剂：柠檬酸、异柠檬酸 糖代谢增强，相应的NADPH及乙酰CoA供应增多，异柠檬酸及柠檬酸堆积，有利于脂酸的合成。 ②激素调节： 甘油三脂的氧化分解： ①甘油三酯的初步分解： 1.脂肪动员：指储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为FFA及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。 2.关键酶：激素敏感性甘油三脂脂肪酶（HSL）

“运动生物化学”课程教学大纲

“运动生物化学”课程教学大纲 教研室主任：田春兰执笔人：王凯 一、课程基本信息 开课单位：体育科学学院 课程名称：运动生物化学 课程编号：144213 英文名称：sports biochemistry 课程类型：专业方向任选课 总学时： 36理论学时：36 实验学时： 0 学分：2 开设专业：休闲体育 先修课程：运动解剖运动生理 二、课程任务目标 （一）课程任务 运动生物化学是从分子水平上研究运动与身体化学组成之间的相互适应，研究运动过程中机体内物质和能量代谢及调节的规律，从而为增强体质、提高竞技能力提供理论和方法的一门学科，是一门科学性和应用性很强的学科。重视最新科学成就的介绍和体现体育专业的特点及需要。在体育科学和体育教学中占有重要的地位，在体育专业各层次教学中被列为专业基础理论课，是体育院校学生的必修课。 （二）课程目标 在学完本课程之后，学生能够： 1.使学生初步了解运动与身体化学组成之间的相互适应，初步掌握运动过程中机体物质和能量 代谢及调节的基本规律。 2.为增强体质、提高竞技能力(如运动性疲劳的消除和恢复、反兴奋剂及其监测技术、机能监 控和评定、制定运动处方等)提供理论和方法。 3.增强学生的科学素养，培养科学思维的良好习惯。 三、教学内容和要求

第一章绪论 1.理解运动生物化学的概念，研究任务，发展、现状及展望； 2.了解运动生物化学在体育科学中的地位；激发学生学习本学科的兴趣； 3.使学生树立整体观、动态观，用辩证的思维去看待生命、看待运动人体。 重点与难点：运动生物化学的概念；运动生物化学的研究任务。 第二章糖代谢与运动 1.掌握糖的概念、人体内糖的存在形式与储量、糖代谢不同化学途径与ATP合成的关系； 2.了解糖酵解、糖的有氧氧化的基本代谢过程及其在运动中的意义； 3.掌握糖代谢及其产物对人体运动能力的影响； 4.熟悉糖原合成和糖异生作用的基本代谢过程及其在运动中的意义； 5.了解运动训练和体育锻炼中糖代谢产生的适应性变化。 重点与难点：糖代谢的不同化学途径及其与ATP合成的关系 第三章脂代谢与运动 1.掌握脂质的概念与功能、脂肪酸分解代谢的过程； 2.了解酮体的生成和利用及运动中酮体代谢的意义； 3.掌握运动时脂肪利用的特点与规律； 4.理解运动、脂代谢与健康的关系。 重点与难点：脂肪酸分解代谢的过程、酮体代谢的意义；运动时脂肪利用的特点与规律。第四章蛋白质代谢与运动 1.掌握蛋白质的概念、分子组成和基本代谢过程； 2.理解蛋白质结构与功能的辩证关系。 3.了解运动与蛋白质代谢和氨基酸代谢的适应。 重点与难点：运动时蛋白质和氨基酸代谢变化的规律；蛋白质的代谢过程； 第五章水无机盐维生素的生物化学与运动 1.了解掌握水的生物学功能与对运动能力影响 2.了解掌握无机盐的生物学功能及与运动能力的关系 3.了解掌握维生素的生物学功能与运动能力的关系 第六章酶与激素 1了解酶的特点，理解运动中酶的适应变化及运动对血清酶的影响和应用 2了解运动对

运动生物化学习题库

《运动生物化学》习题集 一.名词解释 运动生物化学 二.是非判断题 1、人体的化学组成是相对稳定的，在运动的影响下，一般不发生相应的变化。 2、运动生物化学是研究生物体化学组成的一门学科。 3、1937年Krebs提出了三羧酸循环的代谢理论。 4、《运动生物化学的起源》是运动生物化学的首本专著。 三.填空题 1、运动时人体内三个主要的供能系统是＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。 2、运动生物化学的首本专著是＿＿＿＿。 3、运动生物化学的研究任务是＿＿＿＿。 四.单项选择题 1. 运动生物化学成为独立学科的年代是（）。 A. 1955年 B. 1968年 C. 1966年 D. 1979年 2. 运动生物化学是从下列那种学科发展起来的（）。 A. 细胞学 B. 遗传学 C. 生物化学 D. 化学 3. 运动生物化学的一项重要任务是（）。 A. 研究运动对机体组成的影响 B. 阐明激素作用机制 C. 研究物质的代谢 D. 营养的补充 4. 运动生物化学的主要研究对象是（）。 A. 人体 B. 植物体 C. 生物体 D. 微生物五.问答题 1．运动生物化学的研究任务是什么 2．试述运动生物化学的发展简史 绪论 一、名词解释 运动生物化学是生物化学的一个分支学科。是用生物化学的理论及方法，研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律，研究运动引起体内分子水平适应性变化及其机理的一门学科。 二、是非判断题 1、错 2、错 3、对 4、错 三、填空题 1、磷酸原系统、糖酵解系统、有氧代谢系统 2、《运动生物化学概论》 3、揭示运动人体变化的本质、评定和监控运动人体的机能、科学地指导体育锻炼和运动训练 四、单项选择题 1、A 2、C 3、A 4、A 五、问答题 1、运动生物化学的研究任务是什么 答：（1）揭示运动人体变化的本质 （2）评定和监控运动人体的机能 （3）科学地指导体育锻炼和运动训练2、试述运动生物化学的发展简史 答：运动生物化学的研究开始于20世纪20年代，在40-50年代有较大发展，尤其是该时期前苏联进行了较为系统的研究，并于1955年出版了第一本运动生物化学的专著《运动生物化学概论》，初步建立了运动生物化学的学科体系，到60年代，该学科成为一门独立的学科。至今，运动生物化学已

水处理工艺介绍

水处理工艺介绍 Last revision date: 13 December 2020.

A2/O水处理工艺介绍 A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但 A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。 如图所示，在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。A2O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。 工艺流程及工艺特点 1、A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧—好氧磷工艺（A~/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。 该工艺在好氧磷工艺（A/O）中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，该工艺同时具有脱氮除磷的目的。 2、工艺特点： （1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。 （2）污泥沉降性能好。

老版本的运动生化习题

绪论 1、简述运动生物化学的研究容 第一章 判断题 1、酶是具有催化功能的蛋白质，酶具有蛋白质的所有属性，所有的蛋白质都具有催化功能。（×） 2、通常将酶催化活性最大时的环境PH称为该酶的最适PH（√） 3、水是人体主要的组成成分，水和无机盐不能直接供能，与能源物质代无关。（×） 4、低氧、寒冷、低压环境下运动时，血清酶活性升高比正常环境小。（×） 5、生物体化学反应速度随温度的增高而加快，温度越高，催化反应的速度越快。（×） 6、酶促反应的反应物称为产物，生成物称为底物。（×） 7、高度专一性是指酶对底物有严格的选择性。（√） 8、酶可分为单纯酶、结合酶和酶的辅助因子3种。（×） 9、当身体的机能状态急剧改变时，如损伤、运动或疾病等，血清酶活性降低。（×） 10、训练引起的酶催化能力的适应性变化，可因停训而消退。（√） 11、生物体物质代与能量代即可同时存在，也可独立存在。（×） 12、凡是提高酶活性的物质为抑制剂，凡能降低酶活性或使酶活性丧失的物质为激活剂（×） 单选题 1、（A）是各种生命活动的直接能量供应者。 A ATP B 糖C脂肪D 蛋白质 2、（B）是生物氧化发生的主要部位。 A 质网B.线粒体C.基质D.叶绿体

3、下列哪个酶不属于糖酵解酶类（B） A.磷酸化酶 B.肌酸激酶 C.磷酸果糖基酶 D.乳酸脱氢酶 4、下列不属于生物氧化意义的是（D） A.能量逐渐释放，持续利用 B.合成人体的直接能源ATP C.产生热量，维持体温 D.加速新代 5、完全在细胞质中进行生物氧化过程的是（D） A.三羧酸循环 B.脂肪酸循环 C.丙酮酸氧化 D.糖酵解 6、人体化学组成中含量最多的是（C） A.糖B .脂肪C.水D.蛋白质 7、蛋白质的基本单位是（A） A. 氨基酸 B.核酸 C.乳酸D .甘油 8、当身体机能状态急剧改变时，如损伤、运动或者疾病等，血清酶活性（A） A.升高 B.降低 C.不变 D.稳定 9、一个正常的成年人每日需要经尿液排出的代废物约为（A）,至少要500ml的水作为溶剂，这一数值为最低值。 A.35g B.40g C30g D.45g 10、电解质的作用是（C） A.调节体温 B.间接提供能量 C.调节渗透压和维持酸碱平衡 D.直接提供能量 11、适宜运动可使蛋白质合成（A） A.增加 B.减少 C.不变 D.以上均有可能 12、对整个代过程的反应起控制作用的酶称为（A） A.限速酶 B.辅酶 C.同工酶 D.结合酶 多选题 1、人体的能源物质包括（ABC）

运动生物化学期末重点

绪论 运动生物化学是生物化学的分支，是研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律，研究运动引起体内分子水平适应性变化及其机理的一门学科。是从生物化学和生理学的基础上发展起来的，是体育科学和生物化学及生理学的结合。 运动生物化学的研究开始于本世纪的20年代；在40-50年代有较大的发展，尤其是该时期前苏联的雅科夫列夫等进行了较为系统的研究，并于1955年出版了第一本运动生物化学专著《运动生物化学概论》；初步建立了运动生物化学的学科体系； 第一章 人体的物质组成包括水、糖、脂、蛋白质、无机盐以及维生素、激素、核酸等多种化合物酶的化学本质除有催化活性的RNA之外几乎都是蛋白质 据化学组成，酶可以分为：单纯蛋白酶类和结合蛋白酶类，在结合蛋白酶类中的蛋白质部分称之为酶蛋白，非蛋白质部分称为辅因子（或辅助因子）。 酶催化反应的特点为：酶作用的高度专一性、酶作用的高效性、可调节性及可代谢性以及高度的不稳定性 糖、脂肪与蛋白质是细胞的三大化学燃料，A TP为通用的直接能源。 人体各种运动中所需要的能量分别由三种不同的能源系统供给。即磷酸原系统、糖酵解系统、氧化能系统。 生物氧化中水的生成是通过电子呼吸链进行的，在呼吸链上有两条呼吸链，一条为：NADH 氧化呼吸链，一分子NADH进入呼吸链后可产生3分子的ATP；另一条为FADH2氧化呼吸链，一分子FADH2进入呼吸链后可产生2分子ATP。 一般将水解时释放的标准自由能高于20．92KJ／mol(5千卡／摩尔)的化合物，称为高能化合物。 第二章 糖无氧代谢（糖酵解）过程是在细胞的胞质中进行。 １分子１，６－２磷酸果糖可生成2分子３－磷酸甘油醛 正常情况下血糖浓度：4.5～6.7mmo/L 第三章 脂解过程中释放的甘油，只在肾、肝等少数组织内氧化利用，而骨骼肌中的甘油释入血液循环到肝脏进行糖异生作用生成葡萄糖。 在肝脏，每分子甘油氧化生成乳酸时，释放能量可合成4ATP；如果完全氧化生成CO2和H2O 时，则释放出的能量可合成22A TP。 在安静、空腹状态时，人的血浆FFA浓度为6-16mg%（0.1mmol/L）。 第四章 镰刀状贫血病是血红蛋白β链N端第6个氨基酸（Glu）改为Val 联合脱氨基作用的类型共分为两种：转氨基偶联氧化脱氨基作用与转氨基偶联嘌呤核苷酸循环 正常人血氨浓度一般不超过0.6μmol/L。 评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指标是尿素氮；尿中3-甲基组氨酸。 血尿素在安静正常值为3．2-7．0毫摩尔／升 第五章 CP是肌肉内高能磷酸键的贮存库，C-CP能量穿梭系统使A TP水解与A TP再合成紧密耦联。

生物化学脂类代谢习题答案

脂类代谢 一、问答题 1、为什么摄入糖量过多容易长胖? 答:因为脂肪酸合成的起始原料乙酰CoA主要来自糖酵解产物丙酮酸,摄入糖量过多则糖酵解产生的丙酮酸也多,进而导致合成脂肪酸的起始原料乙酰CoA也多,原料多合成的脂肪酸自然就多了,所以摄入糖量过多容易长胖。 2、比较脂肪酸β—氧化与脂肪酸的合成有哪些不同点？ 答:①细胞中发生部位不同:合成发生在细胞质,氧化发生在线粒体;②酰基载体不同:合成所需载体为ACP—SH,氧化所需载体为乙酰CoA; ③二碳片段的加入与裂解方式:合成就是以丙二酰ACP加入二碳片段,氧化的裂解方式就是乙酰CoA;④电子供体或受体:合成的供体就是NADPH,氧化的受体就是FAD、FAD＋;⑤酶系不同:合成需7种酶,氧化需4种酶;⑥原料转运方式:合成就是柠檬酸转运系统,氧化就是肉碱穿梭系统;⑦能量变化:合成耗能,氧化产能。 3、试计算1mol甘油彻底氧化成CO2与H2O可净生成多少molATP。答:甘油氧化产生的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。经过4次脱氢反应生成3molNADH+H+、1molFADH2、以及2molCO2,并发生一次底物水平磷酸化,生成1molGTP。依据生物氧化时每1molNADH+H+与1molFADH2 分别生成2、5mol、1、5mol的ATP,因此,1mol甘油彻底氧化成CO2与H2O生成ATP摩尔数为6×2、5＋1×1、5＋3－1=18、5。

4、1mol硬脂酸(即18碳饱与脂肪酸)彻底氧化成CO2与H2O时净生成的ATP的摩尔数。 答:1mol硬脂酸彻底氧化需经8次循环,产生9个乙酰CoA,每摩尔乙酰CoA进入三羧酸循环产生10molATP,这样共产生90molATP。8molFADH2进入电子传递链产生12molATP,8molNADH进入电子传递链共产生20molATP。脂肪酸的活化需消耗2个高能磷酸键,这样彻底氧化1mol硬脂酸净得120molATP。 5、胆固醇在体内可转变成哪些重要物质？合成胆固醇的基本原料与关键酶各就是什么？ 答:转变成胆汁酸、甾类激素、维生素D; 基本原料:二甲基丙烯焦磷酸酯(DPP)、异戊烯醇焦磷酸酯 关键酶:羟甲基戊二酸单酰CoA还原酶(HMGCoA还原酶) 6、为什么在长期饥饿或糖尿病状态下,血液中酮体浓度会升高？ 答:由于糖供应不足或利用率降低,机体需动员大量的脂肪酸供能,同时生成大量的乙酰CoA。此时草酰乙酸进入糖异生途径,又得不到及时的回补而浓度降低,因此不能与乙酰CoA缩合成柠檬酸。在这种情况下,大量积累的乙酰CoA衍生为丙酮、乙酰乙酸、β—羟丁酸。 7、为什么在大多数情况下,真核生物仅限于合成软脂酸？ 答:因为在真核生物中,β—酮脂酞—ACP缩合酶对链长有专一性,它接受14碳酸基的活力最强,所以,在大多数情况下,仅限于合成软脂酸。另外,软脂酸CoA对脂肪酸合成的限速酶乙酰CoA羧化酶有反馈抑制

环境工程学第三章讲义水的生物化学处理方法

环境工程学第三章讲义水的生物化 学处理方法 第3章水的生物化学处理方法本章教学内容：废水处理的微生物学基础，活性污泥法，生物膜法，厌氧生物技术，污泥处理技术本章教学要求：(1) 理解微生物处理废水的基本原理，掌握活性污泥法的原理与常用的几种工艺流程，掌握生物膜法的原理与几种典型处理工艺；掌握厌氧生物处理技术的机理与影响因素以及处理工艺；(2) 熟悉污泥的性质和常见的处理技术。本章教学重点：活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理技术、污泥的处理本章习题: P290 1, 2, 3, 5，7，13，14 废水处理微生物学基础一、废水处理中的微生物净化污水的微生物主要有细菌、真菌、藻类、原生动物和小型的后生动物等。从利用碳源的角度来

说，可分为自养型微生物和异养型微生物。从利用氧气的角度来分，有好氧、厌氧和兼性三类。针对单细胞的细菌，从形体来分，有球菌、杆菌和螺旋菌三类。净化污水中，微生物增长与递变的模式，祥教材205页。二、微生物的生理学特性生物酶与代谢过程祥教材206页。三、细菌生长曲线及莫诺公式活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。1、活性污泥的增殖曲线内源呼吸对数增殖减速增殖微生物增殖曲线氧利用速率曲线BOD降解曲线Xa 0 时间注意：1)间歇静态培养；2)底物是一次投加；3)图中同时还表示了有机底物降解和氧的消耗曲线。①适应期：是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适第 1 页应过程；经过适应期后，微生物从数量

上可能没有增殖，但发生了一些质的变化：a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做了相应调整；c.产生了一些适应新环境的变异；等等。BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。②对数增长期：F/M值高(?/kgVSS?d)，所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素；微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机能的限制；微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞；此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀性能不佳；活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。③减速增长期：F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制

第三章 脂类生物化学习题

中国海洋大学海洋生命学院
生物化学习题
2007 年
第三章 脂类生物化学
一、选择题 ⒈ 关于甘油磷脂的叙述错误的为（ ） A、在 pH7 时卵磷脂和脑磷脂以兼性离子状态存在；B、用弱碱水解甘油磷脂可生成脂肪酸盐； C、甘油磷脂可用丙酮提取；D、将甘油磷脂置于水中，可形成微团结构；E、甘油磷脂与鞘磷 脂的主要差别在于所含醇基不同 ⒉ 关于油脂的化学性质的叙述错误的为（ ）
A、油脂的皂化值大时说明所含脂肪酸分子小；B、酸值低的油脂其质量也差；C、向油脂中加 入抗氧化剂是为了除去分子氧；D、油脂的乙酰化值大时，其分子中所含的羟基也多；E、氢化 作用可防止油脂的酸败 ⒊ 关于固醇类的叙述错误的是（ ）
A、人体内存在的胆石是由胆固醇形成的；B、胆固醇可在人体合成也可从食物中摄取；C、在 紫外线作用下，胆固醇可转变为维生素 D2；D、人体不能利用豆类中的豆固醇和麦类中的麦固 醇 E、羊毛脂是脂肪酸和羊毛固醇形成的酯 ⒋ 神经节苷脂是一种（ ⒌ 前列腺素是一种（ ） ） ）类型的物质
A、脂蛋白；B、糖蛋白；C、糖脂；D、磷脂
A、多肽激素；B、寡聚糖；C、环羟脂酸；D、氨基酸 ⒍ 下列关于甘油三酯的叙述，哪一个是正确的（
A、甘油三酯是一分子甘油和三分子脂肪酸所形成的酯；B、任何一个甘油三酯分子总是包含三 个相同的脂酰基；C、在室温下甘油三酯可以是固体也可以是液体；D、甘油三酯可以制造肥皂； E、甘油三酯在氯仿中是可溶的。 ⒎ 脂肪的碱水解称为（ ⒏ 下列哪个是脂酸（ ） ） ）
A、酯化；B、还原；C、皂化；D、氧化；E、水解
A、顺丁烯二酸；B、亚油酸；C、苹果酸；D、琥珀酸；E、柠檬酸 ⒐ 下列那种叙述是正确的？（
A、所有的磷脂分子中都含有甘油基；B、脂肪和胆固醇分子中都含有脂酰基；C、中性脂肪水 解后变成脂酸和甘油；D、胆固醇酯水解后变成胆固醇和氨基糖；E、碳链越长，脂肪酸越易溶 解于水。 ⒑ 乳糜微粒、中间密度脂蛋白（IDL） 、低密度脂蛋白（LDL）和极低密度脂蛋白（VLDL）都是血 清脂蛋白，这些颗粒按密度从低到高排列，正确的次序是（ ）
A、LDL、IDL、VLDL、乳糜微粒；B、乳糜微粒、VLDL、LDL、 IDL；C、VLDL、IDL、LDL、 乳糜微粒；D、乳糜微粒、VLDL、LDL、IDL；E、LDL、VLDL，IDL，乳糜微粒 ⒒ 生物膜的主要成分是脂和蛋白质，他们主要通过（ 二、判断是非 ⒈ 在动物组织中大部分脂肪酸以结合形式存在。
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）键相连。
A、共价键；B、二硫键；C、氢键；D、离子键；E、疏水作用