23.(23分)
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。下面是生物脱氮工艺流程示意图。
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Ⅰ.(10分)
(1)在1级反应池内,有机物在细菌、原生动物等作用下会大量减少。从同化和异化方式看,这些生物的代谢类型主要是 ,这些生物在自然生态系统中属于 者。
(2)在2级反应池内,H值为8.0-8.4时,硝化细菌大量繁殖,它们能将NH3氧化成NO2-和NO3-,并利用这一硝化过程所释放的 合成 ,用于自身的生长发育和繁殖。
(3)实践发现,当2级反应池中有机物含量过多时,硝化细菌难以大量繁殖起来,原因是 。
(4)在3级反应池内加入适量的有机物(如甲醇),并在低氧或无氧条件下,反硝化细菌繁殖起来,通过无氧呼吸把NO-2和NO-3还原成N2,无氧呼吸除释放能量外,还为还原反应提供了 。
Ⅱ.(13分)
(1)2级反应池中,发生“生物硝化过程”,如果不考虑过程中硝化细菌的增殖,其净反应如下式所示:
□NH4++□O2→□NO3-+□H++□H2O
①配平上面化学方程式,将系数填入方框中。
②将铵态氮中的1mg氮转化成硝酸根中的氮,需氧气多少毫克?
③为什么在反应中需要不断添加碱?
(2)3级反应池中发生的“生物反硝化过程”,通常需要外加甲醇,净反应如下所示:
□NH3-+5CH3OH→□N2+□CO2+□H2O+□OH-
配平上面化学方程式,将系数填入方框中。