Question

生活污水中含有大量的有机和无机含氮化合物，这些过量的含氮化合物会造成水体污染，危害水生生物生存和人类的健康。脱氮是污水处理的重要内容之一，其实质是在反应池中，pH为8.0—8.4时，硝化细菌大量繁殖，发生“生物硝化过程”，如果不考虑过程中硝化细菌的增殖，其净反应可用下式表示：
□+□O₂→□+□H⁺+□H₂O
（1）配平上面的离子方程式，将化学计量数填入方框中。
（2）将铵态氮中的1 mg氮转化为硝酸根中的氮，需氧气多少毫克？
（3）为什么在反应中需要不断添加碱？
（4）在另一反应池中发生的“生物反硝化过程”，通常需要外加甲醇，净反应如下所示：
□+5CH₃OH→□N₂↑+□CO₂↑+□H₂O+□OH^-
配平上面的离子方程式，将化学计量数填入方框中。

Answer 1

（1）1  2  1  2  1
（2）m(O₂)=×2×32 g·mol^-1="4.57" mg
(3)反应时产生H⁺，而本反应要求溶液保持碱性（pH为8.0—8.4)。
（4）6  3  5  7  6

此题中有两题涉及方程式的配平。（2）中中的N转化为，需O₂量可直接从（1）方程式中的化学计量数得出，而在反应过程中需要不断加碱的目的则是由于反应生成H⁺，而反应本身要求pH在8.0—8.4之间，是碱性环境。