《现代环境生物工程》 王家德、成卓伟编著_个人知识点整理（龚）
第一章、概述。
1.四种物质与能量循环圈（o、c、n、s循环见p17-p20）
2.环境生物工程（封面后一页）；
3.生物技术（p1-p2）：定义、“先进的工程技术手段”与传统生物技术的三个重要步骤。
4.生物治理技术优于其他新技术的显著特点在于其是污染物消除技术而不是污染物分离技术（美国epa）
5.环境污染特征（p6）、污染控制技术（p6-p7）
6.技术发展趋势（p3）
7.环境生物技术定义（p6）、研究领域（p8）
第二章生物及其代谢。
1.微生物（p9）、真菌优势（p9）
2.新陈代谢（p11-p17）
3. 八中必需氨基酸（essential amino acid）：赖氨酸（lys）、色氨酸（trp）、苯丙氨酸（phe）、蛋氨酸（met）、苏氨酸（thr）、亮氨酸（leu）、异亮氨酸（ile）、缬氨酸（val）
十二种非必需氨基酸（nonessential amino acid）：丙氨酸（ala）、脯氨酸（pro）、甘氨酸（gly）、丝氨酸（ser）、半胱氨酸（cys）、酪氨酸（tyr）、天冬酰胺（asn）、谷氨酰胺（gln）、精氨酸（arg）、组氨酸（his）、天冬氨酸（asp）谷氨酸（glu）
第三章基因工程。
1.重组dna技术、技术路线、两个方面重点（p23）
第四章酶工程。
1. 酶的催化反应机理。
酶的活性中心---酶分子中直接和底物结合，并和酶的催化作用直接有关的部位。
关于酶与底物分子结合的假说。
中间络合物学说：底物先与酶结合成不稳定的中间络合物，然后再分解释放出酶与底物。
锁－钥匙学说：该学说认为酶的天然构象是刚性的，如果底物分子结构上存在着微小的差别，就不能契入酶分子中，从而不能被酶催化。
诱导－契合假说：当酶分子与底物接近时，酶蛋白受底物分子的诱导，其构象发生了有利于底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补楔合，进行反应。
2.影响酶催化反应速率的因素（p46）
3. 酶的固定化和固定化酶的反应器。
传统酶（自由酶）催化反应存在如下缺点。
酶催化反应几乎都在水溶液中进行，只能一次性使用，难以**。
酶与产物混合，增加产物分离和纯化难度。
溶液中酶的稳定性差，容易变形和失活。
酶固定化。2023年第一届国际酶工程会议正式建议采用固定化酶的名称。
固定化酶最大的特点就是既有生物催化剂的功能，又有固相催化剂的特点：
可以重复使用，在大多数情况下，稳定性明显提高。
催化后，酶与底物容易分开，产物易于分离纯化，质量提高。
反应条件易于控制，可实现反应的连续化和自动控制。
酶的利用效率高了，单位酶量催化的底物浓度增加，而酶量减少。
更适合于多酶催化反应。
固定化酶的缺点。
存在着酶失活现象，尤其是共价法固定。
消耗固定化材料，增加成本。
酶被固定到载体后将增加底物和产物的传质阻力。
因此，考虑固定化酶的优缺点，在工业采用固定化还是液态的，应该根据具体情。
况分析而定。
4.酶的固定化方法(p62-p63)
5. 酶工程在环境污染治理中的应用（p65-71）
腈化物降解酶。
氨氧化酶。含芳香族化合物废水处理。
造纸废水处理。
含氰（腈）废水处理。
食品加工废水处理。
酶在土壤修复中的应用酶的固定化方法。
第五章细胞工程（p74）
第六章发酵工程。
1. 指利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其他代谢产物的过程，目前也扩展为培养生物细胞（动植物细胞和微生物细胞）来制得产物的所有过程。
现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。其特点有：
以生物为对象，不完全依赖有限资源，可再生。
反应温度较低，生产可连续化，成本低。
安全有效，所得生物产品**低廉、纯净。
能解决传统化学工业技术的一些难题。
可定向创造新品种、新物种。
投资小，收益大，见效快。
2. 发酵工业回顾。
3.发酵的基本过程：
5. 发酵工程在环境污染治理中的应用。
废水生物处理装置。
固体废物的堆肥，垃圾的填埋以及废物资源化过程。
第七章废水生物处理。
1. 处理过程中提高效率与降低能耗的方法（p103）
3.生物强化。
高效菌种的直接作用和共代谢作用（p123）
技术应用场所。
1）焦化废水：组成复杂，含有十几种无机物和有机物，有机物包括酚类、芳香族化合物以及含硫、氮、氧的杂环化合物。
2）制药废水（医药、农药）：成分复杂，盐分高，浓度高。
3） 染料废水：成分复杂、盐分高、色度高。
4）垃圾渗滤液：浓度高、成份复杂、色度高。
5） 炼油废水（重油制气、炼油碱渣）：有毒物质多，芳烃类占50%以上，含硫化物、挥发酚、苯并芘、呋喃等强致癌物。污染物浓度高。
效果评价：提高目标污染物的去除效果。
改善污泥性能，减少污泥产量。
污泥容积降低17%～30% ，污泥床厚度由2.3～2.7m降到了0.7～1.0m
缩短系统的启动时间，增强耐冲击负荷的能力和系统的稳定性。
和ic反应器（p116-p119）
egsbr（颗粒污泥膨化床）
20世纪90年代初，荷兰wageingen农业大学lettinga等人开发的第三代高效厌氧反应器。结构类似uasb，有进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠。
有专门的出水回流系统。具有很大的高径比（3~5），反应器高度达15~20米。颗粒污泥沉降速率60～80m/h ，大于污水上升速度水流10m/h和气流7m/h时完全流化。
特点：超高有机负荷：30 kgcod /m3·d，是uasb有机负荷的2-5倍。
适合于低温( 10℃) 低浓度(<1.0gcod/l)
ic反应器。
到目前为止，已成功地应用于啤酒生产、造纸、食品加工、柠檬酸等行业。
的生产污水治理。
两个uasb反应器串联而成，集中了uasb和流化床的优点，利用沼气。
提升力实现料液内循环。ic反应器由5个基本部分组成：混合区、第1厌氧区（污泥膨胀床区）、内循环系统、第2厌氧区（精处理区）和气液分离区。
其中内循环系统是核心构造，由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和泥水下降管。
组成。上升管和下降管可以做成“同心管”。气液分离器是一个旋流式板。
特点：高径比大，一般可达4～8，反应器高度可达16 ～25m。
第一反应室生物量高、污泥龄长，升流速度大。
第一反应室沼气是实现料液内循环的动力。下降管、升流管、旋流气液分离器设计是关键。
进水布水系统需要一个特别结构的设计。
第二反应室上升流速度小，产气量少，流体接近推流，避免了污泥流失。由于深度净化室的污泥浓度通常较低，有相当大的今间允许流化床部分的污泥膨胀进人其中，这就防止了高峰负荷时污泥的流失。
优点：1）容积负荷高。进水有机负荷是普通厌氧反应器的3倍以上。
2）节省投资和占地面积。ic反应器体积相当于普通反应器的1/4~1/3左右。且高径比大。
3）抗冲击负荷能力强。反应器内循环流量可达进水量的2~3倍、10~20倍。
4）抗低温能力强。通常，可在常温条件（20~25 ℃）下进行，减少了消化保温程序。
5）具有缓冲ph的能力。
6）内部自动循环，不必外加动力。
7）出水稳定性好。
8）启动周期短。ic反应器启动周期一般为1～2个月，而普通uasb启动周期长达4～6个月。
9）沼气利用价值高。生物气纯度高，ch4为70％～80％，co2为20％～30％，其它有机物为1％～5％，可作为燃料加以利用。
5.脱氮除磷：
氮：有机氮和无机氮。城市污水有机氮占总氮含量的60%，主要有蛋白氮、多肽、氨基酸、尿素等；无机氮包括氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。
磷包括磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷。
因素：第八章废气生物处理。
1.什么是vocs、排放源（p137）
2. 我国的vocs污染控制。
《大气法》规定不明确。
有机烃类尾气、恶臭气体、有毒有害气体、油烟。
污染控制历程。
pm→so2→nox→vocs 、有毒有害。
控制战略。 政策层面：明确污染控制思路，借鉴成熟管理经验，配套政策、法规、标准。
技术层面：开发、引进、推广技术有效、经济合理。
的vocs治理技术。
标准制订。 国家标准制订。
地方标准制订（北京、上海等）
3. 已发布的法律法规。
1、大气污染物综合排放标准（gb16297-1996）
2、恶臭污染物排放标准（gb14554-1993）
3、炼焦炉大气污染物排放标准（gb16171-1996）
4、饮食业油烟排放标准（gb18483-2001）
5、储油库大气污染物排放标准（gb20950-2007）
6、汽油运输大气污染物排放标准（gb20951-2007）
7、加油站大气污染物排放标准（gb20952-2007）
8、合成革与人造革工业污染物排放标准（gb21902-2008）
6.处理技术（p145）
7.膜分离**。
8.热力分解——蓄热式燃烧（rot）、蓄热式催化氧化（rco）
关键部位：蓄热烧嘴、换向阀、蓄热体。
9.吸附技术。
使气体混合物与适当的多孔性固体接触，利用固体表面存在的未平衡的分子引力或化学键力，把混合物中某一组分或某些组分吸附在固体表面上。
吸附剂：比表面积和吸附容量大、机械强度高、热稳定性和化学热稳定性好、
再生性能强。有活性炭、活性氧化铝、沸石分子筛和硅胶等。
吸附-热力分解：吸附浓度燃烧吸附-冷凝。
10.生物处理。
原理：气流→介质上吸附→生物降解；气流→水相中溶解→生物降解。
特点：效率高、运行费用低、环境友好。
生物处理技术结构：塔式、箱式、地埋式箱式。
技术关键：微生物：商品化菌剂，复合型剂；生物载体：填料，相间传质和生物附着；流场：气流分布、液流分布，反应器结构；工艺：多技术耦合工艺设计。
优势的技术：停留时间短，减少占地；单位压降小，能耗低；单位填料生物量高，处理负荷提高；滤料不易老化、板结，使用周期长，5~10年内无需更换。
应用领域：石油炼制行业、污水处理厂除臭工程（硫化氢）、制药行业。
生物脱硫（p150）
11.方法选择。
第九章固体废物的生物处理。
1.固废的分类。
工业固废（industrial solid wastes）指工业生产、加工过程中产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥，以及在采矿过程中产生的废石、尾砂等。
生物反应工程复习
现代环境生物工程 王家德 成卓伟编著 个人知识点整理 龚 第一章 概述。1.四种物质与能量循环圈 o c n s循环见p17 p20 2.环境生物工程 封面后一页 3.生物技术 p1 p2 定义 先进的工程技术手段 与传统生物技术的三个重要步骤。4.生物治理技术优于其他新技术的显著特点在于其是污染物...
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