化工导论

第八章简答1、何谓生物技术？何谓生物化工？生物技术是在生物学、分子生物学、细胞生物学和生物化学等基础上发展起来的，是由基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四大先进技术组成的新技术群。

生物化工是生物学技术和化学工程技术相互融合的新型学科，它以生物来源的物质为原料，通过生物活性物质为催化剂使其转化，或用其他生物技术进行制备、纯化，从而得到我们预期的产品。

2、简答生物化工的主要特点和包括的主要应用领域。

特点：（1）以生物为对象，常以有生命的活细胞或酶为催化剂，创造必要的生化反应条件，不依靠地球上的有限资源，着眼于再生资源的利用。

（2）由于细菌不耐高温，需在常温常压下连续化生产，工艺简单，并可节约能源，减少环境污染。

（3）定向地按人们的需要创造新物种、新产品和有经济价值的生命类物质，开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径。

（4）生物化工为生物技术提供了高效率的反应器、新型分离介质、工艺控制技术和后处理技术，扩大了生物技术的应用范围。

但是由于生化反应机理的复杂性，也给反应和分离设备的设计带来了较大的困难。

领域：（1）现代生物制药（2）农业生物技术和生物农药（3）精细化工中的生物技术（4）生物石油化工3、说出几种典型的生物化工产品。

（1）有机化工品—丙烯酰胺（AM）（2）食品添加剂—柠檬酸（3）生物农药—苏云金杆菌(4)抗肿瘤药—天冬酰胺酶4、按照使用的生物催化剂的不同分类，可将生化反应器分为哪几类？5、微生物法采油对提高采油率主要表现为哪些作用？论述试论述生化产品的分离和提纯的主要步骤。

5、微生物法采油对提高采油率主要表现为哪些作用？微生物对原油的直接作用，改善原油物性，提高原油在地层孔隙中的流动性，微生物在油层中生长代谢产生的气体、生物表面活性物质、有机酸、聚合物等物质，来提高原油采收率。

论述试论述生化产品的分离和提纯的主要步骤。

1、固体物质的去除:分离生化反应液的细胞或其他固体物质，是提取生化产品的重要一步。

分离过程是基于它们的粒度、密度、溶解度和扩散度等的不同实现的，分离的粒度范围为0.3~10μm。

为了提高分离效率要进行预处理，以促进细胞的絮凝。

常用的去除固体的分离方法是过滤、离心分离、沉降及倾析等。

2、初步分离:当从反应器出来的反应液除去了不需要的固体颗粒后，一般要进一步把溶液浓缩，以提高目的产品在溶液中的浓度。

为了实现这一过程，可以使用蒸发、萃取、沉淀和膜分离等单元操作。

如膜分离技术是一种新型的分离技术，近年来发展很快。

它是用一种半透明的薄膜，使溶液中的某些组分通过，其他组分被阻止或截留，从而达到分离的目的。

它包括反渗透法和超滤法。

膜分离法不同于萃取和沉淀法那样，需要加入溶剂或盐类等其他物质，也不同于蒸发操作，需要加入热量，膜分离法只是根据物质粒度的大小这一几何特性的差异，来分离物质，因此产品的损失很少，产率和质量较高。

3、产品提纯:产品提纯的目的主要是去除溶液中的各种微量杂质，进一步提高产物的纯度。

常用的方法有沉淀法、层析法和吸附法。

但是生物产品的提纯，更多用的是层析法。

层析法有吸附层析法、离子交换层析法、分子筛层析法和亲和层析法等，根据不同被分离物的特性，选择不同的层析分离方法。

4、产品的最终分离:后一步必须使产品达到规定的质量指标，以适合销售市场的要求。

主要的单元操作是先离心分离，然后进行干燥或冷冻干燥等。

干燥操作往往是生物产品的最后工序，其目的是除去物料中的水分，便于产品的保藏和运输。

由于很多的生物产品，如味精、柠檬酸、酶制剂、抗生素及单细胞蛋白等均是固体产品，因此干燥操作在生物产品的最终分离方面十分重要。

第九章简答1、概念：环境、健康、环境工程、环境化工、环境污染、DO、COD、BOD、SS环境就是人类赖以生存和发展的因素和条件。

健康是指一个在身体、精神以及社会责任和义务方面都处于良好状态。

这里的社会责任和义务包括人的个体遵守社会规则、社会法律，有良好的道德标准。

环境污染是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统的结构与功能发生变化，对人类以及其他生物的生存发展产生不利影响的现象。

环境工程是一门新兴的综合性学科和技术，是人类与各种污染进行斗争和保护生存环境的过程中逐渐形成和发展起来的。

环境化工是一门以化学、化工、生物技术和环境工程为基础，从环境问题入手，研究通过化学、生物反应及分离单元操作等，探索绿色化工产品生产的基本原理及实现工业化生产的工程技术。

溶解氧(DO)：是溶于水中的氧量，以每升水含氧的毫克数(mg/L)表示。

生化需氧量(BOD)：是指水中有机物在好氧菌作用下，分解成稳定状态时需要氧气的量，单位是mg/L。

化学耗氧量(COD)：是指用化学氧化剂氧化水中需氧污染物时所消耗的氧气量，单位是mg/L。

悬浮物(SS)：水中悬浮状态的固体物质。

2、环境工程的主要研究内容。

①环境污染的防治②环境系统工程③环境质量评价④环境经济与环境监测3、说明对有害气体进行无害化处理或回收利用的方法及其基本原理。

(1)吸收法：用溶液、溶剂或清水吸收工业废气中的有害气体，使其与废气分离的方法为吸收法。

(2)吸附法：吸附法是用固体吸附剂吸附处理废气中的有害气体。

(3)燃烧法：用氧化燃烧或高温分解的原理，把有害气体转化为无害物质的过程，称为燃烧法或焚化法。

(4)催化转化法：在催化剂的作用下，使有害气体转化为无害气体或易于回收的气体的方法，称为催化转化法。

(5)冷凝法：根据降低有害气体的温度，能够使某些成分冷凝成液体的原理，来分离废气中有害成分的方法，称为冷凝法。

4、说明废水治理的几种主要方法的原理。

(1)物理处理法：采用物理方法分离或除去废水中不溶性悬浮物或固体的方法。

(2)化学处理法：向沸水中投加化学试剂，使其与污染物发生化学反应，除去污染物的方法(3)生物化学处理法：是利用微生物的新陈代谢作用处理废水的一种方法。

微生物的新陈代谢作用能把复杂的有机物分解为简单物质，将有毒物质转化为无毒元素，使废水净化。

(4)膜处理方法：膜处理法是利用膜的孔径及膜材料的特殊选择性截留水中的颗粒物的一种很有前途的水处理方法。

5、固体废物的一般处理方法有哪些？堆存法，填埋法，焚化法，固化法6、清洁生产的主要内容有哪些？(1) 清洁的原料(2) 清洁的生产过程(3) 清洁的产品7、清洁生产的基本理论基础是什么？(1) 废物与资源转化理论（物质平衡理论）(2) 最优化理论(3) 科技进步理论8、生命周期评估的主要特点有哪些？生命周期评估的是产品系统生命周期评估是对产品包括服务整个生命全过程的评价生命周期评估是一种系统性的、定量化的评估方法生命周期评估是一种充分重视环境影响的评估方法生命周期评估是一种开放性的评估体系9、说明生命周期评估的局限性。

☐生命周期评估在范围上的局限性☐生命周期评估分析方法上的局限性☐生命周期评估分析数据的局限性10、清洁生产的观念主要强调哪些重点？清洁生产的观念主要三个重点：清洁能源、清洁生产过程和清洁产品。

论述1、试论述废水的处理程度。

(1)一级处理由筛滤、重力沉淀和浮选等物理方法串联组成。

目的：除去废水中粒径在0.1 mm以上的大颗粒物质。

经一级处理后的废水，一般还达不到排放标准。

（2）二级处理采用生物处理方法和某些化学法。

目的：除去水中可降解有机物和部分胶体污染物。

生物法处理废水就是利用微生物的代谢作用，使废水中有机污染物氧化降解成无害物质的方法。

化学法主要是化学絮凝法——向水中投入絮凝剂，使细小悬浮颗粒的胶体聚集成较粗大的颗粒而沉淀与水分离。

经二级处理后的水一般可达到农田灌溉标准和废水排放标准。

（3）三级处理☐ 采用化学法和物理化学法等，它是一种除去某些特定污染的“深度处理”方法。

☐ 化学法就是通过化学反应使废水中污染物以沉淀或其他形式从水中除去；化学沉淀法就是利用某些化学物质作沉淀剂，与废水中的污染物进行化学反应，生成难溶于水的物质沉淀析出，从而分离。

☐2、试论述城市生活垃圾的处理方法。

（1) 填埋处理填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法，也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法，目前，我国普遍采用直接填埋法。

所谓直接填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实，使其发生生物、物理、化学变化，分解有机物，达到减量化和无害化的目的。

但导致了① 地下水质恶化，污染严重，水混浊发臭，水中均检出厌氧大肠杆菌；② 垃圾断层样品均检出有毒有害物质。

③ 占用大量土地(2) 焚烧处理焚烧法是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的一种方法，产生的热量用于发电和供暖。

焚烧处理的优点是减量效果好，处理彻底。

但是，焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。

在多数情况下，这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。

由于垃圾含有某些金属，焚烧具有很高的毒性，产生二次环境危害。

焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35 MJ/kg ，否则，必须添加助燃剂，这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。

(3) 堆肥处理将生活垃圾堆积成堆，保温至70℃储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。

经过堆肥处理后，生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质。

既解决垃圾的出路，又可达到再资源化的目的，但是生活垃圾堆肥量大，养分含量低，长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏，所以，堆肥的规模不易太大。

（4）分选发酵法Cd 2+ + Ca(OH)2 → Cd(OH)2↓ + Ca 2+ Hg 2+ + Ca(OH)2 → Hg(OH)2↓ + Ca 2+第十章简答1. 危险化学品的分类有哪些？(1) 爆炸品(2) 压缩气体和液化气体(3) 易燃液体(4) 易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品(5) 氧化剂和有机过氧化物(6) 有害物品和有毒感染性物品(7) 放射性物品(8) 腐蚀2. 化学物质危险性分为哪些类别？1.）物理危险(1) 爆炸性危险(2) 氧化性危险(3) 易燃性危险2.）生物危险(1) 毒性危险(2) 腐蚀性和刺激性危险(3) 致癌性和致变性危险3. ）环境危险与化工有关的环境危险是指物质或制剂在水和空气中的浓度超过正常量，进而危害人或动物的健康以及植物的生长，主要包括水质污染和空气污染。

3. 几个概念：闪燃、闪点、点燃、着火点、自燃、自燃点。

可燃液体表面的蒸汽与空气形成的混合气体与火源接近时会发生瞬间燃烧，出现瞬间火苗或闪光，称为闪燃。

闪燃的最低温度称为闪点。

可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与火源接触即可着火，移去火源后仍能持续燃烧达5min以上，称为点燃。

点燃的最低温度称为着火点。

在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。

自燃的最低温度称为自燃点。

4. 化学工业危险因素有哪几大类？（1.）工厂选址问题（2.）工厂布局问题（3. ）结构问题（4.）对加工物质的危险性认识不足（5.）化工工艺问题（6.）物料输送问题（7.）误操作问题（8.）设备缺陷问题（9.）事故计划不充分5. 爆炸性物质的销毁措施有哪些？☐除起爆器材和起爆剂以外的绝大多数爆炸性物质，推荐采用焚烧销毁。