高考申論題
106年
[環境工程] 水處理工程(包括相關法規)
第 二 題
📖 題組:
試回答下列有關生物硝化/脫硝程序的問題:(每小題 5 分,共 20 分)
試回答下列有關生物硝化/脫硝程序的問題:(每小題 5 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (二)
將每克氮(NH4+-N)硝化成硝酸鹽氮需要幾克的氧氣?
思路引導 VIP
看到此題,應立即聯想到生物硝化的兩階段化學反應:亞硝化(將氨氮轉為亞硝酸鹽)與硝化(將亞硝酸鹽轉為硝酸鹽)。寫出總結且平衡的化學計量方程式後,利用氮與氧的莫耳質量比,即可精準求出理論需氧量。
小題 (一)
試寫出銨(NH4+)硝化成硝酸的化學平衡式。
思路引導 VIP
看到生物硝化程序,應直覺想到這是由自營性好氧微生物進行的「兩階段」氧化反應。先列出亞硝酸菌(Nitrosomonas)將銨離子氧化成亞硝酸根的反應,再列出硝酸菌(Nitrobacter)將亞硝酸根氧化成硝酸根的反應,兩式相加並檢查質量與電荷平衡即可得出總反應式。
小題 (三)
將每克氮(NH4+-N)硝化成硝酸鹽氮消耗幾克的鹼度(以 mg CaCO3/L 表示)?
思路引導 VIP
看到「硝化反應消耗鹼度」,應立即聯想到硝化反應的化學計量式。先寫出氨氮氧化成硝酸鹽的能量反應式,找出1莫耳氨氮氧化會產生幾莫耳氫離子(H+),再換算中和這些氫離子需要多少莫耳的碳酸鈣(CaCO3),最後利用分子量求得每克氮的鹼度消耗量(7.14是環工常考的經典常數)。
小題 (四)
試繪製一生物硝化/脫硝程序的流程圖並說明各槽體的功能。
思路引導 VIP
看到此題應聯想到最經典的前置缺氧生物脫硝程序(如 MLE 程序)。作答時需清晰繪製「缺氧槽→好氧槽→沉澱池」的流程,並務必標註「硝化液內迴流」與「污泥外迴流」的路徑,接著針對各單元詳述其發生之生化反應與功能。