建大环工考研-环境工程微生物笔记

1、环境工程微生物学绪论1.环境工程微生物学的研究对象环境工程微生物学是讲述微生物的形态、细胞结构及其功能，微生物的营养、呼吸、物质代谢、生长、繁殖、遗传和变异等的基础知识；讲述栖息在水体、土壤、空气、城市生活污水、工业废水和城市有机固体废弃物生物处理和废气生物处理中的微生物及其生态；饮用水卫生细菌学；自然环境物质循环与转化；水体和土壤的自净作用，污染水体治理、污染土壤的修复等环境工程净化的原理。（04年真题）环境工程微生物学主要研究微生物的（）（）及（）。2.微生物概述 微生物是肉眼看不见的、必须在电子显微镜或光学显微镜下才能看见的微小生物的统称。按细胞结构的有或无分非细胞结构微生物（如病毒、类

2、病毒）以及细胞结构微生物；按细胞核膜、细胞器及有丝分裂等的有或无，可划分为原核微生物和真核微生物两大类。（05年真题）从微生物的细胞核结构来分类，常见的环境微生物通常可归纳为（）微生物和（）微生物。3.原核微生物与真核微生物 原核微生物的核很原始，发育不全，只是DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显的界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫结构体系，如间体和光合作用层片及其他内折。不进行有丝分裂。真核微生物有发育良好的细胞核，核内有核仁和染色质。有核膜将细胞核和细胞质分开，使两者有明显的界限。有高度分化的细胞器，进行有丝分裂。

3、4微生物的特点个体极小；分布广泛，种类繁多；繁殖快；易变异第一篇第一章 非细胞结构超微生物病毒1.病毒概述病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在0.2m以下的超微小微生物。病毒的化学组成有蛋白质和核酸。蛋白质功能：保护病毒免受环境因素影响，决定病毒感染的特异性，致病性，毒力和抗原性。核酸的功能：决定病毒遗传变异和对敏感宿主细胞的感染力。病毒的繁殖过程：吸附、侵入、复制、聚集与释放。2病毒的溶源性噬菌体有毒（烈）性噬菌体和温和噬菌体两种类型。侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌称作毒性噬菌体。温和噬菌体则是当它侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上

4、，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长。这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。含温和噬菌体核酸的宿主细胞叫溶原细胞。3.病毒对物理、化学因素的抵抗力对病毒影响最大的物理因素是温度、光和干燥。破坏病毒蛋白质的化学物质：酚、低离子强度（低渗缓冲溶液）的环境破坏核酸的化学物质：甲醛、氨影响病毒脂类被膜的化学物质：醚十二烷基硫酸钠、氯仿、去氧胆酸钠等（凡对醚类等脂溶剂敏感的病毒为有被膜的病毒）4.污水处理过程中对病毒的去除效果 污水处理分一级、二级和三级处理。一级处理时物理过程，以过筛、除渣、初级沉淀去除沙砾碎纸、塑料袋及纤维状固体废物为目的。去除病毒的效果差，最多30%。二级处理是

5、生物处理方法，是生物吸附和生物降解和絮凝沉降作用过程，以去除有机物脱氮和除磷为主要目的，同时对污水中病毒的去除率较高，去除病毒率90%-99%。 三级处理是继生物处理后的深度处理，有生物和化学及物理的处理过程。它包括絮凝、沉淀、过滤和消毒（加氯或臭氧）过程，进一步去除有机物、脱氮和除磷。第二章 原核微生物1.细菌1.1细菌有四种形态：球状、杆状、螺旋状和丝状。1.2细菌的细胞结构所有细菌有如下结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质。部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用层片等。细胞质膜的生理功能（5点）菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一

6、定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫菌胶团。2.古菌3.放线菌4.蓝细菌蓝细菌在污水处理、水体自净中起积极作用。在氮磷丰富的水体中生长旺盛，可作水体富营养化的指示生物。按蓝细菌形态和结构的特征，分二纲：色球藻纲和藻殖段纲。其中，色球藻纲中的微囊藻属和腔球藻属可以引起水体水华；藻殖段纲中的鱼腥藻属在富营养化水体中形成水华。5.螺旋体6.立克次氏体和支原体第三章 真核微生物1.原生动物在污水处理系统中，污泥培养初期或在处理效果差时鞭毛虫大量出现；变形虫在活性污泥培养中期出现。纤毛虫在活性污泥培养中期或处理效果较差时出现。2.微型后生动物轮虫是污水生物处理效果好的

7、指示生物；线虫是净化程度差的指示生物；3.藻类裸藻、甲藻、绿藻是水体富营养化的指示生物4.真菌第四章 微生物的生理1.微生物的酶1.1 概念：酶是动、植物及微生物体内合成的，催化生物化学反应的，并且传递电子，原子和化学基因的生物催化剂。1.2 组成1）、单成分酶只含蛋白质 单成分酶=酶蛋白 如水解酶类 2）、全酶由蛋白质和不含N的小分子有机物组成，或在加上金属离子。酶的组成用下式表示为： 酶蛋白+有机物 如各种脱氢酶类 全酶 酶蛋白+有机物+金属离子 如丙酮酸脱氢酶酶蛋白+金属离子（Fe2+）) 如细胞色素氧化酶（全酶中的各种成分缺一不可，否则全酶会丧失催化活性）1.3 酶的催化特性：1）、加

8、快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变反应的平衡点2）、酶的催化作用有专一性3）、酶对环境条件极为敏感4）、酶的催化反应条件温和5）、酶的催化效率极高，是无机催化剂催化效率的几千倍至百亿倍1.4 影响酶活力的因素1）、酶的浓度2）、底物的浓度3）、温度：温度每升高10，酶促反应速度可以提高12倍。4）、PH值：通过两方面来影响酶的活性。通过改变底物分子和酶分子的带电状态，影响酶和底物的结合。PH过高或过低都会影响酶的稳定性，使酶遭到不可逆破坏。5）、激活剂与抑制剂：有的物质可以作为一种酶的抑制剂，又可作为另一种酶的激活剂。2. 微生物的营养 08年面试题新陈代谢：微生物从外界环境中不断摄

9、取营养物质，经过一系列的生物化学反应，转变为细胞组分，同时产生废物并排泄到体外，这个过程叫新陈代谢。新陈代谢包括同化作用和异化作用。微生物的营养物有：水，碳素营养元、氮素营养元、无机盐和水。（教材88页）营养物质进入细胞的方式：单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转位（教材94页）3.微生物的产能代谢微生物的呼吸类型有三类：发酵、好氧呼吸及无氧呼吸。第五章 微生物的生长繁殖与生存因子1.微生物的培养方式分批培养和连续培养（概念见教材116页）2.微生物的生长曲线（.细菌的生长繁殖）08年面试题可以分为四个时期。 停滞期：新接种在培养基中的细菌，不能立即生长繁殖，而是经过一段适应期才能在新的培养基

10、中生长繁殖。 对数期：继停滞期的末期。细菌的生长速度增至最大。细菌数量以几倍级数增加，此时期的细胞。细胞代谢活力最强，合成新细胞物质的速度最快。细胞生长旺盛。 静止期：细胞总数达到最大，并恒定一段时间，新生细胞数和死亡细胞数相当。由于对数期细胞生长旺盛，消耗了大量的营养物质，同时代谢产物大量积累。对菌体产生毒害，PH，氧化还原电位改变，溶解氧供氧不足。 衰亡期：细菌少繁殖不繁殖或自溶，字军数以几何级数下降，营养物质耗尽，细胞进行内缘呼吸。有毒代谢物抑制细胞生长繁殖，细胞死亡之数大于新生菌数。3细菌生长曲线在污废水微生物出理中的应用（教材120页）4.微生物的生存因子温度、PH、氧化还原电位、溶

11、解氧、太阳辐射、水的活度与渗透压、表面张力其他不利环境因子对微生物的影响：紫外辐射和电离辐射、超声波、重金属、极端温度、极端PH、干燥、若干有机物、抗生素。5.微生物与微生物之间的关系不同种间的关系有：竞争关系、原始合作关系（互生关系）、共生关系、偏害关系（拮抗关系）、捕食关系、寄生关系第六章 微生物的遗传与变异1.驯化在工业废水生物处理中，用含有某些污染物的工业废水筛选、培养来自处理其他废水的菌种，是它们适应该种工业废水并有高效降解其中污染物能力的方法叫驯化。2.微生物的变异基因突变即微生物的DNA被某种因素引起碱基缺失、置换和插入，改变了基因内部的原有碱基排列顺序，从而引起其后代的表现型的

12、改变。诱发突变是利用物理的或化学的因素处理微生物群体，促使少数个体细胞的DNA分子结构发生改变，在基因内部碱基配对发生差错，引起微生物的遗传性状发生突变。3、基因重组 两个不同性状的个体细胞DNA融合，使基因重新组合，从而发生遗传变异，产生新品种，这个过程叫基因重组。4.遗传工程技术在环境保护中的作用 4.1、质粒育种1）、定义：在原核微生物中除有染色体外，还含有另一种较小的，携带少量遗传基因的环状DNA分子，叫质粒2）、质粒育种：将两种或多种微生物通过细胞结合或融合技术，使供体菌的质粒移到受体菌内，使受体菌保留自身功能质粒的同时，获得供体菌的功能质粒，即培育出具有两种功能质粒的新品种4.2、

13、基因工程-在基因水平上的遗传工程，又叫基因剪接或核酸体外重组1）、过程：供体细胞（人工方法提取）DNA（限制性内切酶）带有目的基因的DNA片段（DNA链接酶质粒）重组质粒DNA分子 （导入） 受体细胞使遗传物质复制表达（重组体克隆体的筛选和鉴定）对外源基因表达产物进行分离提纯 新品种2）、应用：可用于环保方面，如利用基因工程获得了分解多种有毒物质的新型菌种，提高了废水处理效果4.3、PCR技术1）、 定义及应用：DNA多聚酶链式反应，是DNA体外扩增的技术，广泛应用于法医鉴定，医学，卫生防疫，环境监测方面。2）、过程：加热变性：双链DNA（94-95水浴，5min）单链退火：单链（缓慢下降至5

14、5）将引物DNA的碱基与单链DNA碱基互补配对延伸：退火过程中，在T=72，适当PH，一定离子强度下，耐热性DNA多聚酶将引物DNA碱基和模板DNA结合延伸成双链DNA。经过3035次循环，扩增到106倍。第二篇5、絮凝剂有三类：08年面试题类为有机高分子絮凝剂或是助凝剂，如聚丙烯酰胺，其投加用量为400 mg/L类为无机絮凝剂如硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁，碱式氯化铝等，如投加三氯化铁效果不错，但用量大，达3 000mg/L类为微生物絮凝剂，其用量只需200 mg/L。6、水的消毒方法包括：煮沸法、加氯消毒、臭氧消毒、过氧化氢消毒、紫外辐射杀毒、微电解杀菌杀毒。水污染控制工程（上册）即给排水（

15、基本不考）水污染控制工程（下册）1.污水水质指标 （08年面试题目）1.1 物理性指标 主要有： 温度，色度，嗅和味，固体物质。1.2、污水的化学指标主要有：有机物，无机性指标（包括植物营养元素、PH值、重金属）有机性指标主要包括：07年复试题目(1)生化需氧量(BOD) : 水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量,它反映了在有氧的条件下水中可生物降解的有机物的量。生化需氧量愈高，表示水中需氧有机污染物愈多。 (2)化学需氧量(COD): 化学需氧量是用化学氧化剂氧化水个有机行染物时所消耗的氧化剂量，化学需氧量愈高，也表示水中有机物愈多。 （3）总有机碳（TOC）:水样中所有有机物质的含碳

16、量。 （4）总需氧量（TOD）:当有机物全部被氧化时，碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水，一氧化氮、二氧化硫等，此时的需氧量即为总需氧量。（5）油类物质 （6）酚类物质1.3 生物性指标 细菌总数：饮用水中，细菌的数量不超过100个/Ml大肠菌数：在饮用水中，指标为3个/L 2、污水的物理处理（包括沉淀、过滤、浮上法）浮上法原理：水和废水的浮上法处理技术是将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水气颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，从水中分离出去，形成浮渣层。出此可知，浮上法处理工艺必须满足下述基本条件：必须向水中提供足够量的细微气泡

17、；必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。3、污水的化学处理（包括中和、氧还、沉淀和混凝法）混凝 混凝定义：向污水中投加化学药剂破坏胶体和悬浮颗粒形成的稳定分散体系，使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体，然后用重力沉降法分离。混凝机理：08年面试题压缩双电层：向水中投加铁盐，铝盐等混凝剂后，提供大量反离子涌入扩散层甚至吸附层。电位不变，增加吸附层及扩散层中的正离子浓度，会使扩散层减薄，电位降低，斥力下降，易发生凝聚。吸附电中和:与胶粒表面带电相反的胶粒或高分子和胶粒吸附中和部分电荷，使胶粒静电斥力降低，易与其他颗粒接近而互相吸附吸附架桥：三价铝盐或铁盐以及其他高

18、分子混凝剂溶于水中，水解或聚缩形成链高分子聚合物，一端吸附胶粒后，另一端又吸附胶粒发挥架桥作用使微粒相互粘合絮凝。网捕作用：混凝剂水解生成沉淀物，沉淀物自身降解过程中，能集卷，网布水中的胶体颗粒。4、污水的生物处理41 好氧生物处理生物膜法（包括生物转盘、生物滤池、生物接触氧化池08年面试题）1）.生物膜是高度亲水的物质，其外侧总有一层附着水层，附着水层中的有机物被微生物氧化消耗，浓度低于流动水层，有机物就会从流-附-生物膜被氧化分解，流动水层被净化，。O2也不断地从流-附-生物膜，供微生物呼吸，微生物的代谢产物沿向相反方向扩散，气体会溢出水面。2）.随着有机物的降解，微生物不断增加，生物膜厚

19、度增加，增加到一定程度，里层的生物膜得不到O2成为厌氧层，厌氧层增加到一定程度内侧得不到营养物质进入内源呼吸期，附着能力差，在外部水流剪切力作用下脱落，又开始生成新的生物膜。生物膜法的几种处理设施有：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、生物流化床。4.2 好氧生物处理活性污泥法4.2.1 定义：08年面试题活性污泥法是一种微生物呈絮凝状并悬浮在反应器中的处理工艺。这种呈絮体状的微生物聚集体叫活性污泥，它由好氧微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢和吸附的有机物、无机物组成。活性污泥法反应器一般称为曝气池，它的作用是使活性污泥与被处理污水进行混合，使微生物与污水中有机物在溶解氧浓度

20、充足的环境下发生反应，从而使污水中有机物得到去除。4.2.2 净化机理： 吸附阶段：污水与活性污泥接触后的很短时间内，水中BOD迅速降低，由于絮状的活性污泥表面积很大，表面有多糖类粘液层，污水中悬浮的胶体被絮凝和吸附去除。氧化阶段：在有氧条件下，微生物将部分吸附阶段吸附的有机物氧化分解获取能量，另一部分合成新细胞，比吸附阶段慢很多。絮凝体形成与凝聚沉降阶段：氧化阶段合成的菌体有机物絮凝形成絮凝体，通过重力沉降从水中分离，使水得到净化。4.2.3 微生物不同生长阶段活性污泥的特点：08年面试题1）停滞期 停滞期是否存在或停滞期的长短，与接种活性污泥的数量、废水性质、生长条件等因素有关。2）对数期

21、 处于对数期的污泥絮凝性较差，呈分散状态，镜检能看到较多的游离细菌，混合液沉淀后其上层液混浊，用滤纸过滤时，滤速很慢。3）静止期 处于静止期的活性污泥絮凝性好，混合液沉淀后上层液清澈，以滤纸过滤时滤速快。处理效果好的活性污泥法构筑物中，污泥处于静止期。4)衰老期 处于衰老期的污泥较松散，沉淀性能好，混合液沉淀后上清液清澈，但有细小泥花，以滤纸过滤时，滤速快。4.2.4 絮批式活性污泥法优点 同其他活性污泥法工艺相比较，SBR具有以下优点：（1） 构造简单，所需的处理设备少。整个处理过程都在同一池中完成，无需二沉池，污泥回流等设备。（2） 运转灵活，可满足各种处理要求。在SBR法运行过程中，一个

22、周期中各个阶段的运行时间、总停留时间、供气量等都可按照进水水质和出水要求加以调节。（3） 活性污泥性状好，污泥产率低。由于SBR法在进水初期有机物浓度高，污泥絮体内部的菌胶团细菌也能获得充足的营养，所以有利于菌胶团细菌的生长，污泥结构紧密，沉降性能良好。此外在沉降期几乎是在静止状态下沉降，因此污泥沉降时间短，效率高。每个运行周期中有一个闲置期，污泥处于内源呼吸阶段，因此污泥产率较低。（4） 脱氮效果好。SBR法系统可通过控制合适的曝气、停气时间为硝化细菌和反硝化细菌创造适宜的好氧、缺氧反硝化脱氮条件，此外反硝化细菌在闲置期还能进行内源反硝化，因此脱氮效果好。SBR法的缺点如下：自动化程度要求高

23、，管理水平技术要求含量高设备性能要求高，由于排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因此需要专门的排水设备（滗水器），并且滗水器的要求很高。由于不设出沉池，易产生浮渣。4.3污水的厌氧生物处理 08年面试题厌氧生化过程分别为：酸化阶段和气化阶段 酸化：不溶性有机物 细菌胞外酶水解 溶解性有机物（单糖肽） 产酸菌乙酸 乙酸菌 有机酸，醇，醛, H2 CO2气化： 甲烷菌 72% 甲烷菌 28% CH4 CH4与好氧处理法比较，有以下优点： 应用范围广。好氧法因供氧限制一般只适应于中、低浓度有机污水的处理，而厌氧法既适用于高浓度，又适用于中、低浓度的污水处理。有些有机物对好氧生物

24、处理法来说是难溶解的，但对厌氧生物处理是可降解的，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。 能耗低。好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，厌氧法不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。 容积负荷高。通常好氧法的容积负荷为24KgBOD/(m3d),而厌氧法为230 KgBOD/(m3d)甚至以上。 剩余污泥量少，且其浓缩性，脱水性良好。好氧法每去除1KgCOD将产生0.40.6Kg生物污泥，而厌氧法去除1KgCOD只产生0.020.1Kg生物污泥，相当于好氧法的5%-20%。同时，厌氧生物污泥在卫生学和化学上都是稳定的。因此，污泥处理和处置简单、运行费用低，这些污泥甚

25、至可作为肥料、饲料或饵料利用。 氨、磷营养需要量较少。好氧法一般要求BOD:N:P为100:5:1,而厌氧法的BOD:N:P为100:2.5:0.5 ，对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。 厌氧处理过程中有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。 厌氧污泥可以常去贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。与好氧反应器相比，在停止运行一段时间后，厌氧反应器能较迅速恢复正常运转。但是，厌氧处理法也存在下列缺点： 厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧处理的启动时间比好氧长。 经处理后的水往往达不到排放标准，需要进一步处理，故一般在厌氧处理后需要串联好氧处理。5污水深度处理技术污水的深

26、度处理，又称三级处理，是进一步处理污水中氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等过程。（水体富营养化的原因和影响需要掌握）5.1 污水深度处理单元技术处理方法去除对象处理技术物理化学法悬浮物快速过滤，微滤，混凝沉淀，气浮有机物臭氧氧化、混凝沉淀、活性炭吸附、反渗透无机物电渗析、反渗透、蒸馏、冷冻、离子交换磷活性矾土吸附、石灰混凝、铝盐或铁盐凝聚、离子交换氨氮吹脱、氨解吸、沸石吸附、离子交换、折点加氯脱臭臭氧氧化、活性炭吸附大肠杆菌群氯消毒、臭氧氧化、紫外线消毒、超滤生物法有机物曝气生物滤池、滴滤池、延时曝气、氧化塘、土地处理、膜生物反应器氮、磷A-O、A-A-O、UCT工艺、生物接触氧化、

27、氧化沟、SBR5.2 污水的生物脱氮污水生物处理中氮的转化过程包括氨化、同化、硝化和反硝化。氨化作用：是指污水中蛋白质和氨基酸为主要形式存在的有机氮在微生物的水解酶和脱氨基酶的作用下转化为氨氮的过程。同化作用：是污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被微生物利用，合成细胞组织成分的过程。按细胞干重计算，微生物细胞中氮的含量约为12.5%。硝化作用： 影响因素有：（1）温度：20-30，（2）BOD5不能太高，过高会使异养菌迅速繁殖，对硝化菌不利，降低硝化反应速率。（3）泥龄：应取大于硝化菌最小世代时间两倍以上。（4）DO:2mg/L比较合适。（5）PH:7-8.反硝化作用：反硝化反应是指在无氧条件下

28、，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。反应如下：（以甲醇为外加碳源）影响因素：(1)T:5-40 （2）BOD5/TKN 3-5 (3)PH:6.5-7.55.3 污水的生物除磷生物除磷过程可以简述如下：在厌氧区发生以下作用： 通过水解作用，在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，厌氧细菌将溶解性BOD转化为VFA(低分子有机物) 除磷菌吸收厌氧区产生的或者来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，转化成细胞内源贮存物（HB/PHV，PHB即聚羟基丁酸，PHV即聚羟基戊酸）。这一生化过程所需的能量来源于细胞内聚合磷的水解，并导致磷酸盐的释放。在好氧区发生以下作用

29、： 聚磷菌从污水中超量摄取磷，并贮存于细胞中形成磷的过量储存，从而将磷从污水中去除。这一生化过程所需的能量由在厌氧过程中细胞内存储的PHB/PHV的氧化代谢产生。 合成新的贮磷菌细胞，产生富含磷的生物污泥。影响因素：（1）厌氧状态下放磷越多，合成的PHB越多，则好氧条件下合成的聚磷量越多，除磷效果也越好。（2）硝酸盐对厌氧放磷不利，利于反硝化菌的增长，从而和聚磷菌争夺碳源，抑制其生长和放磷。（3）温度对放磷影响显著，当温度从10上升到30时，微生物放磷速率可提高5倍。5.4 生物脱氮除磷的几种工艺 （UCT A-A-0 Bardenpho工艺等）详见课本（08面试题）6.污水回用由于污水回用和

30、净化的技术水平不断提高，城市污水几乎可以回用于任何用途，归纳起来，主要集中在以下几个方面： 农业灌溉 包括各种作物的灌溉，牧场和果园的灌溉以及育苗和防止霜冻目的的灌溉。 景观绿化用水 用于公园、高尔夫球场以及各种绿地的浇灌，绿化带及各种观赏植物的浇灌以及育苗和防止霜冻目的的灌溉。 市政用水 用于冲洗厕所、汽车、道路等，作为消防用水、大型建筑物空调用水。 工业用水 作工业冷却水、锅炉补充水、工艺过程用水，用于冲洗设备和厂房地面。 环境目的用水 作地表径流补充水，沼泽、湿地补充水，景观娱乐用水。 地下水回注用水 防止海水入侵，补充地下饮用水层或非引用水层水量不足，防止地下水位下降所导致的地面下降。

31、 其他用途 用作养鱼和培育水产品用水、人工造雪用水、建筑施工用水、粉尘控制用水、牲畜喂养用水等。（三） 大气污染控制工程1. 大气污染问题1.1 酸雨问题1.1.1定义： PH低于5.6的降水，现泛指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面上。致酸前体物为SO2 ，NOx .1.1.2、危害：1）、使淡水湖泊、河流酸化，湖水中鱼类减少2）、影响土壤特性3）、影响森林生长4）、腐蚀建筑材料及金属结构5）、影响人体健康1.1.3、措施：即控制致酸前体物的排放对原煤进行洗选加工，减少煤炭中的含硫量优先开发和使用各种低硫燃料改进燃烧技术，减少SO2 NOx的产生量采用烟气脱硫装置，脱出SO2 N

32、Ox改进汽车发动机技术，按章尾气净化装置，减少氮氧化物得排放清洁煤技术1.2 温室效应 08年面试题1.2.1温室效应机理: 地球的温度是由太阳辐射找照到地球表面的速率和地球将红外辐射散发到空间的速率决定的。大气中得水蒸气，CO2和其他微量气体，如甲烷，臭氧，氟利昂等，可以使太阳短波辐射几乎无衰减得通过，但他们可以吸收地球得长波辐射，并反射回地球，减少能量净排放，具有温室效应。1.2.2、危害:1)、雪盖和冰川面积减少2）、海平面上升3）、降水格局发生变化4）、气候灾害事件5）、影响人类健康6）、影响农业和自然生态系统1.2.3、应对措施与策略：控制气候变化得主要途径-制定适当得能源发展战略，

33、逐步控制温室气体得排放量，增加吸收量，并采取必要得适应气候变化得措施。1）.控制温室气体排放：改变能源结构，控制化石燃料使用量，增加核能和再生能源使用比例，提高能源转换效率和能源使用效率，降低单位产品能源消耗，减少森林植被破坏，控制水田和垃圾填埋场排放甲烷等2）.增加温室气体吸收，植树造林，采用固碳技术3）.适应气候变化得措施：培养新的农作物品种，调整农业生产结构，规划和建设防止海岸1.3 臭氧层破坏臭氧层具有较强的吸收紫外线的功能，可以吸收太阳紫外线中对生物有害的部分UV-B。因此，有效地阻挡了来自太阳紫外线的侵袭，使得人类和地球上各种生命能够存在、繁衍和发展。1.3.1危害1）、对人类健康

34、的影响2）、对陆生生态的影响3）、对水生生态的影响4）、对城市空气质量和建筑材料的影响5）、改变大气结构1.3.2、应对措施1）、开发消耗臭氧层物质的代替技术。如开发非氟利昂类型得代替物质和方法：水清洗技术，氨制冷技术。2）、制定淘汰消耗臭氧层物质的措施。1.4 汽车尾气汽车有害排放物主要有CO、HC、NOx、臭气（醛类化合物）、微粒以及由HC和NO生成的光化学烟雾等6大类，物质成分达140多种。1).CO 一氧化碳和人体红细胞中的血红蛋白有很强的亲和力，亲和后生成碳氧血C 红蛋白，从而削弱血液中各组织输送氧的能力，造成人体内部缺氧，危害中枢神经系统。2）HC 排放中的碳氢化合物是燃料中没有燃

35、烧或不完全燃烧的HC及部分成分被分解的产物组成的，其中含有饱和烃、不饱和烃、芳烃及部分含氧化合物，成分复杂。HC与NOx在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，产生一种复杂的光化学反应，生成一种新的二次污染物光化学烟雾。这种有毒的光化学烟雾可使人呼吸困难、眼红、喉痛、并会使农作物受到损害。3）NOx 燃烧过程中NOx的生成方式有三种，热力型NOx，瞬时型NOx，燃料型NOx。NOx是光化学反应的直接参与者，同时可对人和生物造成危害。4）SOx 汽车内燃机尾气中硫氧化物的主要成分为SO2,它是造成酸雨的主要物质，它已成为当前世界性环境污染的主要问题之一，SO2可氧化生成硫酸雾和硫酸盐成为大气的二次

36、污染物，并继续与环境中的其他污染物相互作用造成严重污染事件。5）CO2 由于工业的发展，矿物燃料用量的增加，而能大量吸收CO2的森林遭到破坏，导致大气中CO2的浓度大幅度增加。由于CO2对红外辐射的吸收而形成温室效应会使全球气温上升，南北极冰层溶化，海平面上升等，使人类和动植物赖以生存的生态环境遭到破坏，因此控制CO2的排放上升为汽车排放研究的重要课题。6）悬浮颗粒 汽油车排放的微粒物主要包括铅化物、硫酸盐和低分子物质。这些物质对人体健康造成危害。7）光化学烟雾1.5 室内空气污染 07复试题目造成室内空气污染的物质通常分为物理性污染、化学性污染和生物性污染，这三类污染物常常相互关联，共同存在

37、。主要有以下几种对人体健康造成影响室内污染物1）氡 是一种无色、无臭、无味的惰性放射性致癌气体。2）生物污染 包括细菌、真菌和过滤性病毒，来源于死的或活的有机体，可经由人体、动物、空气、泥土和植物的残余物传播。3）可吸入颗粒物(PM10) 大气颗粒物中直径小于10um的颗粒。因其细小而不受人的鼻腔阻挡，可以直入人肺的深处并存留在肺的深处，不易被排出体外，是大气颗粒物中对人体健康威胁最大的一类。4）无机气体污染物 包括CO、CO2、SO2、NOx、H2S、NH3等5）挥发性有机污染物 在所有室内空气污染物中，有机化合物是空气污染物的主要成分，而其中挥发性有机污染物（VOCs）更是主要考虑对象。6

38、）甲醛 2.大气污染控制的主要技术大气污染控制技术主要作用或净化的主要污染物颗粒污染物控制技术除尘技术烟尘、工业粉尘气态污染物控制技术吸收法SO2、NOx、氟化物吸附法SO2、NOx、有机化合物燃烧法碳氢化合物、CO、恶臭、沥青烟催化法碳氢化合物、CO、NOx冷凝法有机溶剂蒸气工业通风技术全面通风保持车间环境空气质量满足健康卫生标准局部通风保持室内污染物的排放，收集污染气体进入净化装置洁净燃烧技术粉尘、SO2、NO2烟气的高烟囱排放对各种污染物进行稀释排放2.1洁净燃烧技术 洁净燃烧技术是指在减少燃烧过程污染物排放与提高燃料利用效率的加工、燃烧、转化和排放污染控制等所有技术的总称， 主要是指洁

39、净煤技术和低NOX生成燃料技术。垃圾焚烧及污染控制技术也属于洁净燃烧技术。洁净燃烧技术包括以下几个方面： 先进的燃煤技术，包括整体煤气化联合循环发电、循环硫化床燃烧、低NOX燃烧技术、改进燃烧方式和直接燃煤热机等。 燃煤脱硫、脱氮技术，如先进的煤炭浮选技术，型煤固硫技术、烟气处理技术、先进的焦炭生产技术等。 煤炭加工成洁净能源技术，包括浮选、温和气化、煤炭直接液化、煤炭联合燃烧电池和煤的热解等。 提高煤炭及粉煤灰的利用率。2.2 烟气的排放 烟气的排放就是通过高烟囱把含有污染物的烟气直接排入大气，使污染物向更大的范围和更远的区域扩散、稀释。净化达标的烟气通过烟囱排入大气中，利用大气的自净作用进

40、一步地降低地面空气中污染物的浓度。虽然高烟囱排放并不是控制大气污染的根本性办法，不应提倡，但考虑我国的实际情况，高烟囱排放技术仍在不少的行业中继续使用。2.3 颗粒污染物控制技术 （各种除尘器的机理见大气课本上详细介绍：是重点）颗粒污染物是我国大气污染的主要污染物之一，因此，颗粒污染物净化技术就显得十分重要。 机械式除尘器 利用重力、惯性力或离心力的作用将尘粒从气体中分离的装置称为机械式除尘器，包括重力除尘器、惯性除尘器或旋风除尘器等。08年面试题中涉及旋风除尘器 湿式除尘器 湿式除尘器是利用洗涤水或其他液体与含尘气态接触实现分离捕集粉尘粒子的装置。虽然具有较高的除尘效率，但由于排出的污泥要进

41、行处理，否则会造成二次污染，且在净化过程有腐蚀性气体时，易造成设备和管道的腐蚀及堵塞等问题，现已很少采用。 静电除尘器 静电除尘是利用电场力的作用，使粉尘从气流中分离出来并沉积在电极上。由于具有除尘性能好，除尘效率高等优点，而被大中型企业广泛采用。（07年复试试题中考查其除尘机理） 过滤式除尘器 过滤式除尘器是利用使含尘气体通过过滤层，气流中的尘粒被阻截下来，从而实现含尘气体净化的过程。过滤式除尘器分为颗粒层除尘器和袋式除尘器。袋式除尘器是目前应用最广的高效除尘器之一。2.4 气态污染物净化技术气态污染物种类繁多，特点各异，因此采用的净化方法也不相同，常用的有吸收法、吸附法、催化转化法、燃烧法

42、和冷凝法。2.4.1吸收法（1）定义：是一种常用的和最基本的净化方法，是分离、净化气态污染物最重要的方法之一。即利用气体混合五种不同组分在吸收剂中溶解度的不同，或者与吸收剂发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的过程。分类：物理吸收，化学吸收。（2）特点：优点：净化效率高，设备简单，一次性投资少缺点：二次污染，回收困难（3）、应用：广泛适用与气态污染物的处理，如含SO2,H2S,HF和NOx等污染物的废气可采用吸收净化。2.4.2 吸附法（1）定义：气体吸附是用多孔固体吸附剂将气体（或液体）混合物中的一种或数种组分被浓集于固体表面，而与其他组分分离的过程。吸附法属于干法工艺，主要用

43、于净化有机废气，在净化的同时又回收废气中的有机溶剂，因此日益受到广泛重视。（2）特点：有效脱出一般方法难于分离的低浓度有害物质，具有净化效率高，可回收有用组分，设备简单，容易实现自动化控制等优点，其缺点是吸附容量较小，设备体积较大（3）、分类：1）物理吸附：由分子间范德华力引起，可以是单层或多层吸附特征：吸附质与吸附剂之间不发生化学反应吸附过程瞬间达到平衡吸附为放热效应吸附过程可逆2）化学吸附：化学键力引起，单层吸附，需一定活化能特征：有很强选择性吸附速率较慢升温可提高吸附速率（4）.常用工业吸附剂活性炭活性氧化铝硅胶白石沸石分子筛（5）再生：加热再生降压或真空解吸置换再生溶剂萃取(6)、吸附

44、剂的特性：要具有巨大的内表面 对不同气体具有选择性的吸附作用。例如，木炭吸附S02或NH3的能力较吸附空气大，一般地说，吸附剂对各种吸附组分的吸附能力，随吸附组分沸点的升高而加大在与吸附剂的相接触的气体混合物中首先被吸附的是高沸点的组分。在多数情况下，被吸附组分的沸点与不被吸附组分(即惰性组分) 的沸点相关很大因而惰性组分的存在，基本上不影响吸附的进行。吸附容量大。吸附容量是指在一定温度和一定的吸附质浓度下单位质量或单位体积吸附剂所能吸附的最大吸附质质量。吸附容量除与吸附剂表面积有关外，还与吸附剂的孔隙大小、孔径分布、分子极性及吸附剂分子及官能团性质等有关。 具有足够的机械强度、热稳定性及化学

45、稳定件。 来源广泛价格低廉，以适应对吸附剂日益增长的需求。2.4.3 催化转化法催化转化法是利用催化剂的催化作用，将废气中的有害物质转变为无害物质或易于去除物质的方法，特别是用于汽车排放废气中的一氧化碳、碳氢化合物及氮氧化物的净化。2.4.4 燃烧法某些气态污染物，例如各种带臭味的物质，一些低浓度的有机蒸气等，它们或者是由于能被接受的浓度很低(例如臭味)，需要较高的脱除率(达0.99)，或者是由于回收困难，较好的治理办法只有将其销毁，或转化成其他无害且不难闻的物质，这就是燃烧法。采用燃烧法净化处理需事先了解气态污染物的温度、体积、化学组成、露点和起始浓度、排放标准等，以便准确确定处理、燃烧条件

46、、净化要求和是否需要预处理。根据不同的燃烧条件，可供实用的燃烧装置有直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧三种（1）直接燃烧法直接燃烧也称直接火焰燃烧，也就是利用气态污染物中的可燃组分作为燃烧的方法。适用于与空气混合后浓度接近于燃烧下限，或不混人空气即可燃的气态污染物。也适用于可燃组分浓度较高，或燃烧后放出的热量较高的气态污染物。只有燃烧放出的热量能够补偿各种失热，才能维持一定的温度，使燃烧连续进行。（2）热力燃烧法热力燃烧是用于净化处理可燃组分含量不能维持正常燃烧的气态污染物的燃烧方式。使用热力燃烧处理有机气态污染物时，当其浓度高于燃烧上限(即爆炸上限)时，则可混以空气后再燃烧。在大多数情况下可燃组分

47、均处于爆炸下限以下，这时就需要外加辅助燃料以维持正常燃烧。（3）催化燃烧催化燃烧是利用催化剂使气态污染物中的可燃组分在较低的温度下氧化分解的净化方法。对于HC和有机溶剂蒸气氧化分解生成CO:和H2O，并释放出热量。催化燃烧和热力燃烧一样，需将待处理的气态污染物和催化剂先混合均匀并预热到催化剂的起燃温度，使其中的可燃组分开始氧化放热反应。2.4.5 冷凝法冷凝法是使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程，适用于净化浓度大的有机溶剂蒸气。冷凝法也是治理废气的重要方法之一，多用于有机蒸气的回收。利用冷凝的办法可以使废气得到很高程度的净化，但是，高的净化要求，往往是室温下的冷却水所不能达到的

48、。净化要求越高，所需冷却的温度越低，必要时还要增大压力，这样就会增加处理的难度和费用。因而冷凝法往往与吸附、燃烧和其他净化手段联合使用，以提高回收、净化的效果。2.3.6 膜分离法气体膜分离的基本原理，是由于混合气体在压力梯度作用下，透过薄膜时，不同的气体具有不同的透过速度，从而使不同组分间气体达到分离的效果。这一类分离过程又称速度分离。2.4.7 等离子体法等离子体中的大量活性粒子能使难降解的污染物转化，所以等离子体技术是近年来污染控制技术研究的热点。研究结果表明，等离子体净化装置是一种效率高、能耗低、适用范围广的气态污染物净化手段。从节省能量出发，气体净化过程应采用低温等离子体。获得等离体

49、的方法很多，目前应用的主要有辐照和放电两大类。2.4.8 生物净化法生物净化法是利用微生物的生化反应，使废气中的气态污染物降解，从而达到净化的目的。生物净化法主要用于有机和部分无机污染物的净化，如苯及其衍生物、醇、酮、酚、脂肪酸、胺和氨、二硫化碳等，在废气脱臭方面已有较多的应用，对烟气脱硫和脱氮也有良好的应用前景。生物净化的主要优点是流程和设备简单，一般不消耗有用原料，运行能耗和费用较低、安全可靠、无二次污染。由于生化反应速率较低，因此设备体积较大。按照工作介质不同，生物净化方法可分为微生物悬浮液法、活性污泥法、微生物膜法、堆肥法和土壤法等。2.4.9 煤脱硫技术 按脱硫工艺与燃烧的结合点可分

50、为：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。 燃烧前硫技术 燃烧前脱硫是指在燃烧前对煤炭进行加工处理，主要有洗煤、煤炭的气化和液化等。洗煤只可用作脱硫的辅助手段，煤的气化和液化从经济角度看，目前还不能与石油、天然气竞争。 燃烧中脱硫技术 燃烧中脱硫是指炉内脱硫，循环流化床燃烧、炉内喷入钙系等脱硫剂的粉煤燃烧。燃烧中脱硫技术费用少、投资省，但效率不高，有易结渣、磨损和堵塞的问题。一般只适用于中小锅炉的烟气脱硫，而对大功率的电厂锅炉和燃油锅炉是不适用的。如循环流化床燃烧脱硫、炉内喷钙脱硫等。 燃烧后脱硫 燃烧后脱硫技术即烟气脱硫，是指从含有二氧化硫的烟气中脱除二氧化硫。该技术是控制二氧化硫污染的主要技

51、术手段。具体工艺如下:（一）燃料脱硫1、煤炭的固态加工：重力分选法，型煤固硫2、煤炭的转化：气化：煤气液化：汽油，柴油等（二） 燃烧过程中脱硫流化床燃烧脱硫的化学过程：在硫化床锅炉中，固硫剂可与煤粒混合在一起加入锅炉，也可单独键入，流化床使固硫剂SO2充分接触，燃烧温度适宜，在炉内停留时间长，利用率高广泛应用的脱硫剂主要有石灰石，白云石（CaCO3,MgCO3）1、CaCO3=CaO+CO2CO2的析出会产生并扩大石灰石得孔隙 多孔状 富孔隙CaO2、CaO+SO2+1/2O2=CaSO4脱硫剂与SO2反应过程中，脱硫剂孔隙表面逐渐被产物覆盖，部分空隙由于产物的增多而发生堵塞，因此，煅烧生成的CaO不可能完全转化为CaSO4 （三）高浓度SO2尾气的回收与净化1、工艺由于SO2浓度很高，可利用SO2生产H2SO42、反应：SO2+1/2O2= SO3一般采用34段催化床层，并采用段间冷却得方法提高SO2转化率（四） 低