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人教生物学选择性必修3单元检测卷一发酵工程(本试卷满分：100分)一、选择题(本题共16小题，共40分。
第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4分。
每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。
) 1．果酒、果醋、泡菜的制作都离不开微生物的发酵作用，下列叙述正确的是() A．制作果酒时，自始至终都要保持无氧状态，这样才能提高产量B．果醋发酵时，要保持充足的氧气C．参与泡菜制作的微生物不能用于生产酸奶D．泡菜发酵过程中，在泡菜坛盖边沿的水槽中一次性注满水即可2．下列有关果醋制作原理的说法，错误的是()A．果醋制作利用的是醋酸菌，它是一种能进行有氧呼吸的原核生物B．当糖源不足时，醋酸菌先将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸C．当氧气和糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸D．实验表明，醋酸菌对氧气的含量不是很敏感，可以短时间内中断通气3．下列有关微生物培养基种类及配制原则的表述，正确的是()A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及生长因子B．液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产C．微生物的生长除受营养因素影响外，还受到pH、O2、渗透压等的影响D．培养霉菌时需将培养基pH调到中性或微碱性4．下列关于消毒和灭菌的说法，错误的是()A．人们常用化学药剂对水源和双手进行消毒B．接种室和超净工作台可用紫外线进行消毒C．培养基转移到锥形瓶后可以采用干热灭菌D．接种环可在火焰充分燃烧层进行灼烧灭菌5．下列关于微生物实验室培养的叙述，错误的是()A．培养乳酸菌时需要提供无氧的条件B．平板划线法是在培养基上连续划线以纯化菌种的接种方法C．培养硝化细菌时可不用在培养基中加有机碳源D．分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源6．想要对土壤中分解尿素的细菌进行分离与计数，下列操作需要在酒精灯火焰旁进行的有()①土壤取样②称取土壤③稀释土壤溶液④涂布平板⑤微生物的培养A．①②③④⑤B．②③④⑤C．③④⑤D．②③④7．人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。
I污水处理系统数学模型摘要随着水资源的日益紧缩和水环境污染的愈加严重，污水处理的问题越来越受到人们的关注。
由于污水处理过程具有时变性、非线性和复杂性等鲜明特征，这使得污水处理系统的运行和控制极为复杂。
而采用数学模型，不仅能优化设计、提高设计水平和效率，还可优化已建成污水厂的运行管理，开发新的工艺，这是污水处理设计的本质飞跃，它摆脱了经验设计法，严格遵循理论的推导，使设计的精确性和可靠性显著提高。
数学模型是研究污水处理过程中生化反应动力学的有效方法和手段。
计算机技术的发展使数学模型的快速求解成为可能，使这些数学模型日益显示出他们在工程应用与试验研究中的巨大作用。
对于污水处理，有活性污泥法、生物膜法以及厌氧生物处理法等污水处理工艺，其中以活性污泥法应用最为广泛。
活性污泥法是利用自然界微生物的生命活动来清除污水中有机物和脱氮除磷的一种有效方法。
活性污泥法污水处理过程是一个动态的多变量、强耦合过程，具有时变、高度非线性、不确定性和滞后等特点，过程建模相当困难。
为保证处理过程运行良好和提高出水质量，开发精确、实用的动态模型已成为国内外专家学者普遍关心的问题。
此外，由于污水处理过程是一个复杂的生化反应过程，现场试验不仅时间长且成本很高，因此，研究对污水处理过程的建模和仿真技术具有十分重要的现实意义。
本文在充分了解活性污泥法污水处理过程的现状及工艺流程的基础上，深入分析了现有的几种建模的方法，其中重点分析了ASM1。
ASM1主要适用于污水生物处理的设计和运行模拟，着重于生物处理的基本过程、原理及其动态模拟，包括了碳氧化、硝化和反硝化作用等8种反应过程；包含了异养型和自养型微生物、硝态氮和氨氮等12种物质及5个化学计量系数和14个动力学参数。
ASMI的特点和内容体现在模型的表述方式、污水水质特性参数划分、有机生物固体的组成、化学计量学和动力学参数等四个方面。
关键词：污水处理系统，活性污泥，数学模型，ASM1II Sewage Treatment System Mathematical ModelABSTRACTWith water increasingly tight and increasingly serious water pollution , sewage disposal problems getting people's attention . Because of the distinctive characteristics of variability, nonlinear and complex with time , such as sewage treatment process , which makes the operation and control of wastewater treatment system is extremely complex. The use of mathematical models , not only to optimize the design and improve the level of design and efficiency , but also to optimize the operation of the wastewater treatment plant has been built in the management , development of new technology, which is essentially a leap wastewater treatment design , experience design method to get rid of it , strictly follow derivation theory , the design accuracy and reliability improved significantly. Mathematical model to study effective ways and means of sewage treatment process biochemical reaction kinetics . Rapid development of computer technology makes it possible to solve the mathematical model , these mathematical models increasingly showing their huge role in the study of engineering and test applications.For wastewater treatment, activated sludge , biological membrane and anaerobic biological treatment , such as sewage treatment process , in which the activated sludge method most widely used. Activated sludge process is the use of natural microbial life activities is an effective method to remove organic matter and nutrient removal in wastewater of . Activated sludge wastewater treatment process is a dynamic multi-variable , strong coupling process with time-varying , highly nonlinear , uncertainties and hysteresis characteristics, process modeling quite difficult. To ensure the process runs well and improve water quality, develop accurate , practical dynamic model has become a common concern of experts and scholars at home and abroad . In addition, because the sewage treatment process is a complex biochemical reaction process , the field test not only for a long time and high cost , therefore , research has practical significance for modeling and simulation technology of sewage treatment process. Based on the current situation fully understand the activated sludge wastewater treatment process and the process based on in-depth analysis of several existing modeling method , which focuses on the ASM1. ASM1 mainly used in biological wastewater treatment design and operation of simulation , focusing on the basic biological treatment processes , principles and dynamic simulation , including carbon oxidation , nitrification and denitrification and other 8 kinds of reactions ; contains heterotrophic and self- autotrophic microorganisms, nitrate and ammonia and other 12 kinds of substances andIIIfive stoichiometric coefficients and 14 kinetic parameters . ASMI features and content reflected in four aspects of expression model , effluent quality parameters division, consisting of organic biological solid , stoichiometry and kinetic parameters.KEY WORDS:sewage treatment system,activated sludge,mathematical model, ASMIIV目录1 绪论 (1)1.1 污水处理数学模型的作用 (1)2 污水处理机理 (3)2.1 微生物的生长 (3)2.2 有机物的去除 (4)3 污水处理静态模型 (10)3.1 有机污染物降解动力学模型 (10)3.2 微生物增殖动力学模型 (13)3.3 营养物去除动力学 (16)3.3.1 生物硝化反应动力学 (16)3.3.2 生物反硝化动力学 (19)3.3.3 生物除磷动力学 (21)4 活性污泥数学模型 (22)4.1 活性污泥数学模型概述 (22)4.2 活性污泥1号模型 (23)4.2.1 ASM1简介 (23)4.2.2 模型的理论基础 (23)4.2.3 模型的假设和限定 (24)4.2.4 ASM1的约束条件 (24)4.2.5 ASM1的组分 (25)4.2.6 ASM1的反应过程 (27)4.2.7 ASM1模型中化学计量系数及动力学参数 (28)4.2.8 组分浓度的物料平衡方程 (29)污水处理系统数学模型 11 绪论水是最宝贵的自然资源之一，也是人类赖以生存的必要条件。
微生物降解动力学微生物降解动力学是研究微生物在生态系统中降解有机物质的速率和机制的学科。
有机物质的降解是一个复杂的过程，涉及到多种微生物和环境因素的相互作用。
了解微生物降解动力学对于环境保护和废物处理具有重要意义。
一、微生物降解动力学的基本概念微生物降解动力学研究的对象是有机物质在生态系统中的降解速率、降解机制以及微生物参与降解的生理和生态特性。
有机物质的降解速率可以用降解速率常数来描述，即微生物在单位时间内降解有机物质的量。
降解速率常数受到多种因素的影响，包括微生物群落的多样性和数量、底物浓度、环境条件（如温度、pH值、氧气浓度等）等。
二、微生物降解动力学的影响因素1. 微生物群落的多样性和数量：不同的微生物具有不同的降解能力，微生物群落的多样性越高，降解的底物范围也就越广，降解速率也会相应增加。
此外，微生物数量的多少也会影响降解速率，微生物数量越多，降解速率越快。
2. 底物浓度：底物浓度越高，微生物降解的速率也就越快。
当底物浓度过低时，微生物可能无法有效降解底物，从而导致降解速率下降。
3. 环境条件：温度、pH值、氧气浓度等环境因素对微生物降解动力学具有重要影响。
不同的微生物对环境条件的适应性不同，适宜的环境条件可以提高降解速率。
三、微生物降解动力学的应用微生物降解动力学的研究对于环境保护和废物处理具有重要应用价值。
通过研究微生物降解动力学，可以评估有机物质在环境中的降解速率，为环境管理和污染控制提供科学依据。
1. 土壤修复：微生物降解动力学的研究可以用于评估土壤中有机污染物的降解速率，为土壤修复提供科学指导。
2. 废水处理：微生物降解动力学可以应用于废水处理工艺的优化，提高有机物质的降解效率。
3. 生物质能源开发：微生物降解动力学可以用于评估生物质能源的可降解性，为生物质能源的开发和利用提供依据。
四、微生物降解动力学的挑战和前景微生物降解动力学研究面临着许多挑战，如微生物多样性的研究、降解机制的解析、环境因素的综合影响等。
微生物生长动力学模型构建与优化导言微生物在许多领域中都具有重要作用，如食品加工、制药、环境防治等。
在这些应用中，微生物生长动力学模型是一种重要的工具，它可以帮助我们了解微生物的生长规律，预测其生长趋势，优化生产过程并保证产品质量。
本文将介绍微生物生长动力学模型的构建和优化方法。
第一章微生物生长动力学模型的构建微生物生长动力学模型是通过对微生物的生长过程进行建模来描述其生长规律的数学模型。
微生物的生长可以被分为四个阶段：潜伏期、对数生长期、稳定期和死亡期。
在这些阶段中，对数生长期是最重要的，因为它描述了微生物的生长速度。
因此，对数生长期是构建微生物生长动力学模型的重点。
常见的微生物生长动力学模型有Monod模型、Andrews模型和Contois模型等。
其中，Monod模型是最常用的模型之一，其基本假设是微生物的生长速率与底物的浓度成正比。
Andrews模型和Contois模型则是在这个基础上加入了其他因素的影响，如细胞密度和温度等。
对于实际应用中的微生物生长动力学模型，我们需要根据实验数据进行参数估计。
其中，最常用的参数估计方法是最小二乘法和最大似然法。
通过这些方法，我们可以得到一个更加准确的微生物生长动力学模型。
第二章微生物生长动力学模型的优化在实际应用中，微生物生长动力学模型的优化是非常重要的。
通过优化模型，我们可以提高产品产量和质量，并减少生产成本。
以下是常见的微生物生长动力学模型优化方法：1. 底物控制在Monod模型中，微生物的生长速率与底物的浓度成正比。
因此，在一定的底物浓度下，微生物的生长速率将达到最大值。
通过底物的控制，我们可以控制微生物的生长速率，从而实现优化。
2. 营养控制除了底物控制外，营养控制也是微生物生长动力学模型优化的重要方法之一。
在实际应用中，我们可以通过添加特定的营养素来促进微生物的生长。
例如，添加氮源可以促进微生物的生长。
3. pH和温度控制pH和温度对微生物的生长也有很大的影响。
微生物降解动力学微生物降解动力学是研究微生物对有机物降解速率和过程的科学。
在自然环境中，微生物扮演着重要的角色，通过分解和降解有机物质，维持着生态系统的平衡。
了解微生物降解动力学对于环境保护和资源回收利用具有重要意义。
一、微生物降解过程微生物降解是指微生物利用有机物质作为能源和碳源，通过一系列代谢反应将有机物质转化为无机物质的过程。
微生物降解过程可分为两个阶段：生长阶段和稳定阶段。
在生长阶段，微生物通过分解有机物质获得所需的能量和营养物质，并迅速繁殖。
在此过程中，微生物的降解速率较快，有机物质被迅速分解为简单的化合物。
当有机物质浓度降低到一定程度时，微生物进入稳定阶段。
此时，微生物的降解速率减慢，有机物质的降解过程趋于平衡。
在稳定阶段，微生物仍然存在并进行降解作用，但降解速率相对较低。
二、微生物降解动力学研究方法微生物降解动力学研究通常采用实验室培养和野外观测相结合的方法。
实验室培养可以控制实验条件，提供稳定和可重复的实验结果。
野外观测可以更好地模拟自然环境中微生物降解的过程。
在实验室培养中，研究人员通常收集自然环境中的样品，将其接种到培养基中，并优化培养条件，使微生物得到良好的生长。
通过监测培养物中有机物质浓度的变化，可以得到微生物降解动力学的相关参数，如降解速率常数和最大降解速率。
野外观测通常通过采集自然环境中的样品，利用现场分析技术或实验室分析来监测有机物质的降解过程。
通过长期观测和分析，可以得到微生物降解过程的动态变化规律。
三、微生物降解动力学的应用微生物降解动力学的研究对环境污染治理和资源回收利用具有重要意义。
了解微生物降解动力学可以帮助我们更好地理解自然环境中有机物质的降解过程，并为环境污染治理提供科学依据。
通过研究微生物降解动力学，可以预测和评估有机物质的降解速率和过程，为环境污染的治理和修复提供指导。
微生物降解动力学的研究对于资源回收利用也具有重要意义。
许多有机废弃物可以通过微生物降解转化为有用的产物，如生物能源和有机肥料。
微生物降解动力学微生物降解是指利用微生物对有机废物进行分解与降解的过程。
在自然界中，微生物降解是环境污染物自然净化的主要机制之一。
了解微生物降解的动力学特征是环境工程领域中进行处理技术设计和优化的重要基础。
微生物降解动力学是指描述微生物在降解过程中的生长、过渡期和死亡的数量特征和与时间有关的增殖、消耗和代谢特性的科学。
微生物降解动力学主要探讨的是微生物在受限条件下生长与降解的规律及其速度、影响因素和微生物群落变化等问题。
微生物降解动力学的基础是微生物的生态学和代谢学知识。
微生物生态学揭示微生物所处环境的影响因素、微生物的种群分布和变化规律等。
而微生物代谢学则研究微生物的代谢途径及其特性，为了解微生物降解动力学提供了重要理论基础。
微生物降解动力学的研究涉及到几个方面内容。
第一是微生物生长动力学，主要指微生物在受限条件下的生长规律和速度。
微生物生长速率由几个因素控制，包括环境温度、营养、pH值、氧气浓度和微生物种类等。
微生物生长率通常采用Monod单因子模型或Andrews库仑模型进行描述，从而可以了解微生物生长的速率和生长相。
第二是微生物抑制动力学，主要指影响微生物降解速率的因素，如抑制物浓度、温度等。
抑制物是指抑制微生物在处理废物中进行分解与降解的物质，包括毒性物质、重金属、有机溶剂等。
微生物受抑制物影响时生长速率会受到限制，从而影响微生物的分解与降解能力。
第三是微生物代谢动力学，主要指微生物在受限条件下的代谢规律和速率。
微生物的代谢过程分为两个阶段：生长和非生长。
生长阶段指在营养丰富和条件适宜的情况下，微生物能够进行较快的生长和分裂。
非生长阶段指在环境受限条件下，微生物将大量能量用于代谢过程以适应环境。
第四是微生物群落动力学，主要指微生物群落组成和变化规律。
微生物群落是指在一定的生态环境中由多种微生物相互作用而形成的群体。
微生物群落会随着时间和环境的变化而发生变化，微生物种类和数量的变化将直接影响到微生物的降解速率和降解效果。
