生物慢滤技术原理与实例

第一篇：生物慢滤技术原理与实例

生物慢滤技术的原理与实例

一、生物慢滤技术的基本原理

农村饮水安全既要解决量的问题，又要解决质的问题，比农村饮水解困复杂得多。针对秭归县泉水资源相对丰富，山区水流压力大的特点，探索和运用新技术、新材料、新工艺，采取以自压引水和生物慢滤水处理的模式，是解决农村饮水水质安全与水量问题的有效途径。

1、生物粘膜的形成

生物慢滤水处理技术基本原理是充分利用山沟溪水（冲沟水、水库水、堰塘水）自流，缓慢通过粒径d为0.1－0.3mm、厚度大于50cm的滤料（石英砂或河砂）过滤，由于滤料表面吸附和截留了水中的有机物及矿物质，这就为水流中的微生物的生长提供了营养。在太阳光照射下，微生物在慢滤池中的细砂表面生长、繁殖，随着时间的推移，一般为1－2个月，在慢滤池滤料表面会形成一层厚度为1.5cm左右含有多种微生物或藻类的生物粘膜。

2、水质净化机理

1）控制微生物学指标和毒理性指标

生物粘膜在生物慢滤技术中具有双重作用，生物粘膜的物理吸附、截留作用和粘膜中微生物的捕食、被捕食及生物化学作用，使水体中的细菌总数控制在安全饮用水的标准指标内。慢滤池中的滤层中所吸附的有机物及矿物质为微生物的生长繁殖提供了营养，于是在滤料表面存在着各种类型的微生物群体甚至微型动物，并形成了有机物、细菌、原生动物的食物链。在微生物作用下，含碳有机物被氧化成水和二氧化碳；进而在亚硝化菌作用下转化成亚硝酸，又在硝化菌作用下转化为硝酸；在缺氧条件下，这些硝酸在反硝化菌作用下还可进一步转化为氮气扩散到水中，由此去除了水中可致病的硝酸盐等有机物质。通过生物化学过程，水中的有机物几乎完全除去。而细菌或由于食物链的存在捕食，或被下层滤料截留后被捕食，或在滤层内死亡，成为其他菌体的营养源。实践证明，滤层厚度大于50cm时，慢料可除去水中所有的致病微生物。

2）控制物理指标

由于生物粘膜的存在，使滤料的间隙减小，可以截留水中所有的悬浮杂质，通过细砂和生物膜的过滤、絮凝，使水体的浑浊度、铁锰含量、溶解性总固体个数等指标达到国家规定的标准。

二、生物慢滤水处理技术工艺流程

其流程是从溪沟、水库或堰塘自流引水至粗滤池和慢滤池，通过粒径0.1-0.9mm、厚度为100cm的滤料(石英砂或河砂)过滤，从而达到净化水质的目的。

水源水包括雨水、山泉水、堰塘水、水库水等，其浑浊度为10－30度。

引水管道均采用有压PE管、PVC管，压力等级为1.0Mpa－1.60Mpa。

粗滤池为加盖园形钢筋砼或方形钢筋砼结构，容积视规模确定。其中填充滤料（河砂及河卵石），顺水流方向滤料由粗到细排列。

慢滤池为无盖圆形钢筋砼或方形钢筋砼结构，滤速为0.2m/h至0.4m/h，按每100人慢滤面积为1－1.5m2确定。其中填充滤料采用河砂，滤料粒径控制在最小粒径0.3毫米，最大粒径1.0毫米的范围内，滤料层厚度1.0米；顺水流方向滤料由细到粗排列，慢滤池表面至少应有20cm的水深。

清水池为圆形钢筋砼或方形钢筋砼结构，加盖并覆盖50cm左右粘土，清水池的调节容积一般按日供水规模的30～50％设计。

生物慢滤的原理：借助于滤料表面自然形成的生物滤膜上的寄生微生物群，由它们的新陈代谢活动和滤膜、滤料的过滤作用，吸收水中的各类胶体及矿物质来净化水质，这是生物化学过程和物理吸附过程共同作用的结果。由于滤料表面吸附和截留了水中的有机物及矿物质，为水流中微生物的生长提供了营养，在太阳光的照射下，微生物在慢滤池中的细砂表面生长、繁殖，随着时间的推移，大约经过一至二个月，滤料表面就形成了一层含有多种微生物或藻类生物的表面粘膜。通过生物粘膜的物理吸附、截留作用和粘膜中微生物的捕食、被捕食及生物化学作用，达到水质净化效果。

三、生物慢滤应用效果和推广价值

某县已实施农村饮水安全项目村25个、集镇5个，共解决了2万人饮水不安全问题，完成工程总投资为850万元，其中中央投资360万元，省级配套投资132万元，县市配套及群众自筹358万元。新建引水工程49处，改造水厂5处，管网延伸1处。全县计划新建水池126口，维修水池40口，架设水管450260米，建生物慢滤池26处。为解决中小型供水工程水质问题，探索推广应用了生物慢滤水处理新技术。生物慢滤技术是一种不用任何机械动力和化学药剂的水处理方法。在农村修建集中供水工程，按照三池（粗滤池、慢滤池、清水池）集中，封闭运行，厂区整洁，厂景美观的要求，各地兴建的饮水安全工程已成为农村小康建设中的一个亮点和景观。

从这县实际来看，已建的农村饮水安全工程还达不到“千吨万人”规模，为解决中小型供水工程水质问题，确保农村饮水水质安全必将强力推行生物慢滤水处理技术。从运用实践来看，生物慢滤技术具有一次性投资小，水处理零成本，净化效果好，水处理过程生态环保，运行简单（可实现无人值守），运行维护成本低廉等优点，特别适合山区丘陵地带中小型供水工程。

1、水质净化效果好，直观效果是浑水变清水。对浑浊度去除率达97%以上,实施生物慢滤水处理后，可最直观地看到该净水工艺能让浑水变为清水，最满意的就是彻底解决了山区农民一遇暴雨就得饮用浑浊水的问题。这让农民不仅能够长年饮上安全卫生水，而且还可有效利用水资源增加家庭收入，促进地方经济发展。比如归州镇向家湾村村民寇大柱家开了一家豆腐作坊，在项目实施前，因浑水影响而不能正常生产，他每月只能加工10多天，而实施生物慢滤水处理后，既改善了生活用水条件，又为天天加工豆腐提供了充足的水资源，增加了经济收入。

经多次水质资料实践抽样表明，经过生物慢滤水处理对大肠杆菌的去除率高达97％。氨氮的去除率超过80％，细菌总数去除率在50％以上，对重金属、有机物的去除效果也较好。经过生物慢滤技术净化出厂的水，经适当消毒（用烧沸消杀灭菌或者用优氯净等消毒剂投入滤后水中消杀的消毒方法）即可达到国家饮用水卫生标准。从水资源环境监测中心对农村，生物工程慢滤水厂检测水质结果表明，该工艺能使水质达到一级标准。

2、工程建设一次投资节省。实践证明，生物慢滤水处理技术比使用净化器处理水技术成本降低60%以上，与传统净水处理工艺相比节约工程建设投资40%左右，节约运行成本80%以上。采用生物慢滤水处理设施既经济又便捷安全。

3、水处理运行简单，管理成本低。实施该项技术后，不需动用过多的人员维护，在建设中安装反冲洗设施后只需对填充料进行半年一次冲洗即可，运行维护成本费用低。

4、水处理过程生态环保。生物慢滤水处理技术是物理吸附和生物化学反应共同作用结果，不需添加任何净化消毒药物，达到了生态环保。

四、建议和结论

生物慢滤技术是一种基本不用任何机械动力和化学药剂的水处理方法，具有强大的生命力，特别适合山区丘陵地带中小型供水工程。因此，在广大农村和集镇兴建日供水规模500吨或供水人口5000人以下，原水浊度在30度以下的集中供水工程，要优先运用推广生物慢滤技术，精心设计为农民降低成本，节省投资，确保农村饮水工程“水质达标、水量充足、长效运行、群众满意”。

第二篇：马哲原理与实例结合

案例：“人民圣殿教”的悲剧

在南美洲的圭亚那，曾经发生了一次震惊世界的大惨案，920人集体自杀。这件事发生在1978年年11 月 18 日。自杀的是美国 “人民圣殿教”的教徒。这个教派创立于1953 年，教主叫琼斯。教徒们在教主的欺骗下来到圭亚那的一片森林中，过着奴隶般的生活。这个教派有严厉而奇特的教规，入教时，每人得准备一份“自杀遗书”，要绝对服从教主的命令。教主经常向教徒们宣传世界未日即将来临，鼓吹自杀才是 “ 圣洁之死 ”，并强迫教徒们进行集体自杀演习。美国众议员瑞安来此了解到这一教派的黑幕。琼斯下令杀害了瑞安及其随行记者，然后召集教徒开会，宣布说 : 圭亚那的军队马上要开来了，“我们必须庄严死去”。他下令教徒排好队，每人领一小杯氢化物的果汁，饮毒自杀。有的教徒在饮毒的时说道：“今天我们都将倒下死去，但明天他(指教主)就会使我们复活。”琼斯最后也用手枪结果了自己的生命。

马克思哲学主义基本原理：

1、物质世界的运动、发展是有规律的，这就决定了我们必须透过现象把握本质、规律，实事求是。

2、主观唯心主义思想的错误

3、物质世界是客观的，这就决定了我们的一切认识必须从客观实际出发，干工作必须理论联系实际

4、社会意识形态

5、宗教与邪教

6、经济基础与上层建筑矛盾运动的规律

“人民圣殿教”由吉姆·琼斯在美国印第安纳州印第安纳波利斯市创立。初时只是一个普通的独立宗教团体。他们知道“物质世界的运动、发展是有规律的，这就决定了我们必须透过现象把握本质、规律，实事求是。”他们认清当时社会的资本主义的缺点，种族歧视的问题等等。所以经常组织巡回传教团开车深入到各大城市的贫民区，热情地邀请那些被社会遗弃的最底层的人和黑人参加他们的福音布道会，向他们提供各种救济活动。为他们提供24小时的社会服务和会众的全部需要，包括免费住宿、吃饭、托儿、医疗，甚至还为信徒提供学费。凡进入圣殿中的信徒除老弱病残者外都有工作。二十世纪六十年代初，人民圣殿教在最高峰时曾有数千信众。

此时的“人民圣殿教”是正义的宗教，受到大家的爱戴。

但在二十世纪六十年代中期以后开始变质。随着教会发展的成功，使得琼斯在这一胜利面前权利欲极度膨胀。越来越主观唯心主义。教派内的民主气氛愈来愈少。他把自己从以前的上帝的代言人的地位变为声称自己就是上帝本身。他是信徒的“父”，是他们的“主”。任何人不得违背他的意志，否则就是叛徒。

马克思哲学主义原理认为，哲学理论形态存在着唯物主义与唯心主义两种基本倾向的对立。恩格斯说：“凡是断定精神对自然界说来是本原的，属于唯心主义阵营。凡是认为自然界是本原的，则属于唯物主义的各种学派。” 唯物主义：认为物质是世界的本原，坚持物质第一性；精神是物质的产物或表现。唯心主义：认为精神是世界的本原，坚持精神第一性；物质是精神的产物或表现。而主观唯心主义是指：把个人心灵，意识或观念等夸大为第一性的，世界上的事物只存在于个人的心灵中，或是个人心灵的产物，因此是第二性的。“人民圣殿教”教主琼斯，声称“圣殿教”反对种族主义的魔鬼、饥饿和不正义，经常宣传“世界末日”即将到来和核战争恐怖，鼓吹自杀才是“圣洁的死”。并称自杀是到另一个世界相逢的唯一途径，还说自己能使自杀的教民复活。琼斯对教徒灌输唯心主义思想，并进行“洗脑”，使他们对社会现实不满，对前途感到渺茫，对核战争恐惧异常。不少人受唯心主义思想影响，认为意识远高于物质，人生无常，活着是一种痛苦。在长期处于这种思想的领导下，教民对于教主所说的话深信不疑，在1987年发生了美国有史以来规模最大的集体自杀。

马克思哲学主义原理说过：“物质世界是客观的，这就决定了我们的一切认识必须从客观实际出发。”

琼斯除了认为自己是教徒的“主”以外，还自称是神的化身，几千年前化身为释迦牟尼，创建了佛教，后来又化身耶稣基督，创建了基督教，后来又化身列宁，将社会主义发扬光大。他以经办农业为名，带领教徒到荒野、丛林中过着脱离社会现实的生活。他率教徒迁往圭亚那热带丛林，努力开垦荒林，并将居住地取名琼斯敦。在信徒入教之后，从经济、信仰到肉体都受教主支配。任何事情需要请示教主，否则以“叛徒”为名受到严厉的惩罚。大多数教徒对他惟命是从，认为得到他的认可就是上天的眷顾。严重脱离实际，认为琼斯就是神。忽略了“物质世界的客观性”。没有认清实际，从实际出发。只是盲目崇拜琼斯的主观唯心主义。

“人民圣殿教”起初只是一个宗教，而宗教属于社会意识形态。社会意识形态总要对现实社会生活发生观念影响。这种影响可以说是宗教对社会生活的价值作用。

西方宗教社会学中功能学派认为宗教能够满足人类的基本社会需要。宗教有助于社会一体化，对巩固社会结构而言，宗教信仰和宗教行为具有“永恒性”，它为恢复社会的责任心和社会的共同依托提供了信条，并给予个人以精神安慰。但改革派的认为宗教与社会生活是相互关系。宗教与社会运动、宗教与社会文化、宗教与社会组织、宗教与社会心理等范畴是相互作用的关系。还有德国社会学家韦伯认为人类经济活动与宗教信仰是相互作用的关系。认为宗教造就了资本主义精神，促进了近代欧洲的形成，宗教伦理对社会经济生活有决定性的意义。而英国学者马林诺夫斯基认为不同民族文化背景下的宗教仪式功能是不相同的：有的民族的宗教仪式的作用，主要是满足个人与自然的斗争以求生存的需要。有的则着重使个人在心理上得以调适。但宗教仪式在许多情形下又常可作为整合社群的手段。除上述外宗教语言中的语义效应观点：宗教语言蕴含着发扬美德和引起团结的精神。宗教语言在拜神的祈祷、颂诗与祭文中充满类比、隐喻、比喻和寓言，这些语言在语义上并不说明真与假，但能有效地表达笃信者的情感，召唤和敦促人们发扬美德，使参加崇拜的人们感到平安。

但马克思主义的观点是：历史唯物主义认为宗教是支配着人们日常生活的外部力量在人脑中的虚幻反映。这种反映使人们把人间的力量异化为超人间力量的形式。在阶级社会里，阶级压迫和剥削制度所造成的社会苦难是宗教存在和发展的主要根源。宗教表现为被压迫者对现实苦难的叹息，它对人们的精神发生麻醉作用。

不难看出二十世纪六十年代前期的“人民圣殿教”确实是一个宗教，但后来变质为邪教。邪教和宗教有本质的区别：邪教没有严密的理论体系，靠宣扬歪理邪说，欺名盗世，蛊惑人心，戕害生命，危害社会，分裂国家。宗教有一整严密的理论体系，奉行“爱国爱教，护国利民”，抑恶扬善，关怀众生。我们国家实行宗教信仰自由的政策，对于邪教进行坚决打击和取缔。

从这个案例我们也可以看出经济基础与上层建筑矛盾运动的规律。经济基础与上层建筑相互作用，构成了社会形态的矛盾运动。

同一社会形态的经济基础和上层建筑之间也存在着矛盾。新建立起来的上层建筑，总会有不成熟、不完善的地方。而经济基础即使在相对稳定的阶段，也会发生量的变化和部分质的变化，这种变化不会立即反映到上层建筑中来，就会不断出现上层建筑同经济基础之间某些不相适应的情况。必须对上层建筑中不适应的部分加以调整和改革，使之不断适应经济基础的发展要求，才能充分发挥上层建筑的积极作用。

在某种社会经济形态走向腐朽，生产关系同生产力的发展根本不相适应，上层建筑同经济基础的变革要求形成尖锐对抗的时候，必须从根本上加以变革。

经济基础和上层建筑之间的内在的矛盾运动构成了上层建筑一定要适合经济基础发展状况的规律，是社会发展的基本规律。

但是琼斯没有掌握“经济基础与上层建筑矛盾运动的规律。”只是一味地按照自己所想。只注重于“经济基础”而没有注重到矛盾所在。导致这场震惊世界的悲剧。

综上种种，马克思主义基本原理很好的解释了这场浩劫的原因。随着事物客观规律的发展，“人民圣殿教”必将走向灭亡。

第三篇：管道疏通技术与原理

管道疏通技术与原理

一、液气压动力清洗技术的工作原理

液气压动力清洗技术运用的是“空穴效应”原理。放入管路中的清洗器，在高压水流的推动下快速向前移动。清洗器上的叶片产生高频、剧烈振颤，使运动中的清洗器周围持续出现急速旋转水流，形成不间断的、移动的低压区域，在这个区域的水流始终呈汽化状态，由此产生的无数细微汽泡，又迅速被高压水流湮没，在高强压力下，汽泡均被压缩，终至爆裂，高达800-1000Mpa的超强爆破力使污垢及沉积物松动、粉碎，达到清除污垢的目的。

二、电脉冲清洗技术工作原理

液电清垢装置是一种能量转换器，运用的是“液电效应”原理。首先，将绝缘电缆投放到注水管线中，通过强大的脉冲电流在水中放电，使局部迅速汽化、激发成等离子体“溅射现象”，汇聚成强大的冲击波。这种冲击波的能量在一秒钟左右最高可达到1500个大气压，在管道内爆震，由于污垢和管壁的弹性模数和振动频率不同，从而使沉积物松动、剥离。

三、超声波清洗装置工作原理

该装置运用了“空穴效应”原理。在液体中，超声波的传递依照正弦曲线纵向传播，即一层强一层弱，依次传递。当弱的声波信号作用于液体时，产生一定的负压，使液体汽化，形成许多微小的气泡，而当强的声波信号作用于液体时，则会产生一定的正压，将已形成的气泡压缩至爆裂，使污垢及沉积物松动、粉碎。

四、气脉冲清洗工作原理

由压缩气体送出的高压气流，通过脉冲震荡发生器，与水一起形成高压脉冲水气流，射入管道后，随着气泡的爆裂，管道内的水流被激发出强大的冲击波，猛烈地冲刷管壁，并夹杂着被撞碎、剥离的硬性杂质(砂石颗粒、铁锈渣等）产生了巨大的“喷溅效应”，从而干净、彻底地清洗管道。

五、管路修复技术及工作原理

一种真正给管路加涂层的方法。这种独特的方法使用的是混凝土和聚合物的混合物。在迅速、彻底地完成清垢任务同时，还能在线同步完成报废管道修复、防腐涂层处理。待修复的管道内部安装一矗种甮个清洁冲头，一个加涂层冲头和一个顺滑冲头。修复液位于清洁冲头和加涂层冲头之间。当压缩机开始供应空气，并使空气流过接收装置后，冲头开始沿着管运动。这个过程将不断重复，直至达到需要的涂层厚度和顺滑度。

本文章来源于广州满意保洁公司

第四篇：计算机网络原理与技术 复习资料

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.计算机网络：由单一技术连接起来的一群计算机 传输技术：广播方式，点到点方式

计算机网络按传输技术分类：广播网，点到电网 计算机网络按距离分类：局域网，城域网，广域网 无线网络大部分是广播网络

实体：系统上每一层都有若干活动元素，称为实体

对等实体：不同机器上位于同一层中实现同一种服务的实体称为对等实体

服务接口：相邻实体间的通信是通过相邻层间的接口进行的，这个接口称为服务接口 这些形式规范语句称为服务原语

网络的层次划分机械一同成为网络体系结构

多路复用：多个实体共用一个服务的方式成为多路复用 这个标识符成为解多路复用关键字

OSI参考模型：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层

物理层：物理层的作用是在物理介质上传输原始的数据比特流（物理层协议主要用来控制物理介质，以及处理与物理介质的机械，电器，时序接口等）

15.数据链路层：数据链路层主要作用就是在物理层提供的比特服务基础上，为网络层在相邻节点间提供可靠的通信链路。

16.网络层：网络层的主要作用是将数据分成一定长度得分组，将分组从元借点传送到目的借点

17.传输层：传输层是第一个端到端的层次，他只运行在端系统上，为上层用户提供不依赖于具体网络的高效的端到端数据传输

18.会话层：会话层提供两个互相通信的应用进程之间的会话机制 19.表示层：表示层为上层用户提供数据或信息语法的表示变换 20.应用层：应用层直接为用户提供各种应用服务

21.TCP/IP参考模型是用来专门描述TCP/IP协议族的（应用层，传输层，网际层，网络接口层）22.网络有两类硬件组成：节点和链路

23.将端系统连接到边缘路由器的物理链路成为接入网 24.数据通信：信号速率（波特率），数据速率（比特率），信道容量，误码率 25.波特率与比特率之间的关系：S=B*log2N 26.最大波特率：Bmax=2H 27.波特率就是：B=1/T 28.误码率：假设传输总码元数为N，传输出错数为Ne，则误码率为Pe=Ne/N 29.物理介质：（引导型介质，非引导型介质）双绞线，同轴电缆，光纤，无线 30.双绞线：最便宜使用最为普遍的引导型传输介质 31.同轴电缆：（基带，宽带）屏蔽效果比双绞线好，同轴电缆可以在更长的距离上获得更高的速率，安装难度大，总体成本高，故障诊断难

32.光纤：频带宽，传输速率高，长途传输损耗小，误码率低，抗电子干扰能力好，保密性好。33.无线链路：微波，红外线，激光（视距传输）34.编码：NRZ（不归零编码），NRZI（不归零反转），曼切斯特编码，查分曼切斯特编码 35.调制：编码将欲发送的二进制数据表示成离散的数字信号 36.调制方式：幅移键控ASK，频移键控FSK，相移键控PSK 37.多路复用：频分多路复用，时分多路复用 38.电路交换：建立连接，传输数据，拆除连接 39.分组交换： 40.报分交换：

电路交换与分组交换，比较,特点：（1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。优点：

①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。

④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。⑤电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。缺点：

①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。

（2）分组交换：分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点： 优点：

①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。

②简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。

③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。

④由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。缺点：

①尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。②分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。

③当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。41.拓扑结构：星型拓扑，总线拓扑，环型拓扑，树型拓扑，网状拓扑

42.星型拓扑：易于进行故障的诊断和隔离，但对中心节点要求很大，耗费大量电缆，是局域网中最常用的拓扑结构

43.总线型拓扑：结构简单，易于安装，信道利用率低，连接处容易故障，检测故障与隔离比较困难，现已经逐渐退出局域网组网

44.环型拓扑：抗干扰能力强，一个节点的故障会引起全网故障，故障检测比较困难 45.树型拓扑：对跟依赖性很大，对跟安全性要求很高，检测故障与隔离较容易

46.网状拓扑：传输数据时可以选择较为空闲的网络或绕开故障点，单个节点对网络或线路的影响比较小，网络可靠性高。协议复杂，成本较高，广域网用，局域网不用。47.数据链路层的主要任务：保证数据在物理链路上的可靠传输

48.数据链路层上的数据单元必须是有结构的，通常成为帧，如何行出地标记边界以保证接收端正确接受到完整的帧，成为组帧

49.数据链路层上有两种类型的信道：广播信道和点到点信道 50.数据链路层协议：HDLC，PPP 51.组帧：使用字符填充的起止标记法，使用比特填充的起止标记法，违法编码法 52.差错检测：二维奇偶校验，循环冗余检验

53.传输错误分类：单个错（随机的信道热噪声引起的，以一次只影响一个比特，且错误之间没有关联），突发错（通常由瞬间脉冲引起，连续影响多位比特）54.可靠交付：停等算法，滑动窗口 55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.75.76.77.78.79.80.81.82.83.84.滑动窗口：发送窗口，接受窗口，捎带确认，GoBackN，选择重传，有限序号与发送窗口大小 HDLC协议： PPP协议

信道分配策略

随机访问：纯ALOHA（效率18.4%），时分ALOHA（效率36.8%），CDMA/CD(效率接近1）令牌传递网络：

以太网：传统以太网，快速以太网，千兆位以太网和交换式以太网 传统以太网：总线结构，CSMA/CD 线卡的两种构造方法：线卡的所有端口连接在一起，形成一个冲突域；线卡上每个端口有一个输入缓存，每个端口是一个独立的冲突域

无线局域网：隐藏节点，暴露节点 局域网互联：透明桥，远程桥 连接局域网中最常见的设备是网桥

透明桥：不需要做任何硬件和软件上的设置，对用户完全透明，不会中断网络运行 远程桥： 虚拟局域网：

网络层的主要任务是将分组从源节点传送到目的节点。网络层的主要功能：转发，路由，控制拥塞，异构网络互联 数据报方式 虚电路方式： 路由：

距离适量算法：

链路状态路由算法：找出所有可达的邻居借点及他们的网络地址，确定到所有状态节点的代价，构造链路状态分组，利用收到的链路状态信息计算到到个目的节点的最短路径 层次路由算法

广播路由：源节点向每个节点单独发送一个分组拷贝用N次传播实现广播，扩散法，多目的路由算法，源节点为根的生成树，不需要道源节点生成树 拥塞控制：开环策略，闭环策略 虚电路网络中的拥塞控制：

流量整形和流量控制：漏统算法，令牌桶算法

数据包网络中的拥塞控制：随即及早检测，警告比特，抑制分组，逐条抑制分组，排队规则 TCP：可靠字节流服务，最大特点是：可靠，复杂，端到端，字节流

UDP：不可靠连接，最大特点是简单

第五篇：酶技术原理与应用

酶法提取原理

摘要：简要介绍了酶法提取的基本原理、特点及提取速率的影响因素，结合酶法在提取有效成分中的应用实例和与其他技术的联用，对酶法在中药提取领域的前景进行展望。

关键词：酶法；中药提取；综述

中药是中华民族灿烂文明中一朵盛开的奇葩，有着几千年的悠久历史。中药成分复杂且很多贵重有效成分含量很低，因此中药开发中的关键工序即为如何有效地提取中药中的有效成分。传统提取方法如煎煮、回流、浸渍、渗漉法，存在着周期长、工序多、提取率不高等缺点。酶作为一种生物催化剂，在中药提取中，对中草药细胞壁的有效成分进行分解破坏，从而降低传质阻力，提高提取率；可改变中药目标产物的生理生化性能，优化产物效用，并且酶法提取操作简单，条件温和，环保无毒，现已将其用于中药提取过程。本文就酶法的提取技术及其应用进展方面进行综述。

1酶法提取的基本原理

大多数中药为植物性草药，中药材中的有效成分多存在于植物细胞的细胞质中。在中药提取过程中，溶剂需要克服来自细胞壁及细胞间质的传质阻力。细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶质等物质构成的致密结构，选用合适的酶(如纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶)对中药材进行预处理，能分解构成细胞壁的纤维素、半纤维素及果胶，从而破坏细胞壁的结构，产生局部的坍塌、溶解、疏松，减少溶剂提取时来自细胞壁和细胞间质的阻力，加快有效成分溶出细胞的速率，提高提取效率，缩短提取时间[1]。

而且，在中药提取中酶法可作用于目标产物，改善目标产物的理化性质，提高其在提取溶剂中的溶解度，减少溶剂的用量，降低成本；也可改善目标产物的生理生化功能，从而提高其效用。

2酶法提取的特点

2.1反应条件温和，产物不易变性

酶法提取主要采用酶破坏细胞壁结构，具有反应条件温和、选择性高的特点，而酶的专一性可避免对底物外物质的破坏。在提取热稳定性差或含量较少的化学成分时，优势更为明显。杨云龙等[2]用酶法提取洋葱中黄酮类化合物，采用酶解法来处理洋葱皮，避免了因高温对黄酮类化合物结构的破坏，提高了黄酮类化合物的提取率。

2.2提高提取率，缩短提取时间

酶法预处理减少了中药材中有效成分的溶出及溶剂提取时的传质阻力，缩短了提取时间，提高了提取率，具有很大的应用价值。张文森[3]使用复合酶法提取茉莉花中有效成分，相比较传统的水提取，提取温度由85～90℃降至50℃，提取时间由3h降至1h，提取率由55%～60%升至65%～70%。

2.3降低成本，环保节能

酶法是绿色高效的植物提取技术，可利用相关的酶制剂来提高提取物的极性，从而减少有机溶剂的使用，降低成本。

2.4优化有效组分

酶法不仅可以应用在中药材的提取过程，也可对中药提取物进行酶法处理，优化有效组分，提高目标产物的药用价值。肖连冬使用碱性蛋白酶对啤酒糟麦芽蛋白进行水解，在最佳酶解条件下，麦芽蛋白的起泡性、溶解性和乳化性分别达到167%、22.68%和13.8%，比未改性前的麦芽蛋白分别提高了735%、247%和27.8%。

[4]

2.5工艺简单可行

酶法提取在原工艺条件上仅增加了1个操作单元，反应条件温和易获得，不需要对原有工艺设备进行过多的改变，对反应设备的要求较低，操作简单。姚晓琳等

[5]在研究酶法提取柑橘黄酮时，与原有醇提工艺相比，仅在乙醇浸取提取步骤前增加了一个步骤——适量酶液酶解提取。总黄酮提取率可达2.67±0.06%，提取率大幅提高。

3酶法提取的影响因素

3.1药材颗粒度

为利于酶解，需对药材进行预处理。如用粉碎机作预处理，粉碎颗粒越细，越易悬浮在酶解液中，增加有效面积而易被酶水解，加快水解速度。但粉碎过细，吸附作用过强，反而会影响扩散作用。因此通常在提取前适当粉碎，可提高酶解效率。

3.2提取溶剂

酶法提取的关键，是选择适当的溶剂。溶剂选择适当，就可以比较顺利地将需要的成分提取出来，并且可溶解较多的有效成分。选择溶剂主要注意以下3点：(1)溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小；(2)溶剂不能与中药的成分起化学变化；(3)溶剂要经济、易得、使用安全等。现在工业生产及实验室主要采用水、乙醇等作为提取的溶剂。

3.3温度及pH

温度增高，分子运动加快，溶解、扩散速度也加快，有利于有效成分的提出，所以热提常比冷提效率高。但温度过高，有些有效成分被破坏，酶的活性降低，甚至失活，同时杂质的溶出也增多。故一般加热不超过60℃，最高不超过100℃。过高或过低的pH都会导致酶失活，pH不仅影响酶立体构象，也影响底物解离状态。在最适宜的pH下进行提取，效率最高。

3.4酶解时间

有效成分的提取率通常随提取时间的延长而增加，直到药材细胞内外有效成分的浓度达到平衡为止。所以不必无限制地延长提取时间，一般用水加热提取以每次0.5～1h为宜，用乙醇加热提取每次以1h为宜。

3.5酶的用量

随着酶的浓度的升高，与底物的接触面积增大，酶解反应速率增大。但当酶的浓度达到过饱和时，底物浓度相对较低，酶与底物竞争，会对酶产生抑制作用，酶得不到充分利用，造成浪费。

4酶法提取在中药领域的应用实例

4.1酶法作用于植物细胞壁

植物细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素、果胶等具有大分子结构的物质是中药提取中传质的主要阻力来源。所以采用酶法提取，分解破坏植物细胞的细胞壁，多采用纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶。

(1)纤维素酶。纤维素是由β-D-葡萄糖以1,4-β葡萄糖苷键连接，用纤维素酶酶解可以破坏β-D-葡萄糖苷键，使细胞壁破坏，有利于对有效成分的提取。项雷文等[6]通过正交实验法研究了纤维素酶法提取杭白菊中总黄酮的主要工艺参数(酶添加量、酶解时间、酶解温度和pH)对总黄酮提取率的影响。得到纤维素酶法提取的最佳条件为：酶添加量0.5%、酶解时间2.5h、酶解温度55℃、pH5.0，此条件下总黄酮提取率比对照组提高了19.2%。

(2)果胶酶。果胶酶是作用于果胶复合物的酶的总称。果胶酶有两种：果胶甲酯酶和多聚半乳糖醛酸酶。周向荣等[7]利用盐渍藠头提取其风味物质，考查了pH值、温度、加热时间、商品果胶酶添加量对盐渍藠头中蒜素提取效果的影响。在果胶酶同原料比为0.6%～1.2%，pH3.4、温度50℃、提取时间2～4h的条件下，蒜素的提取率可达到较高水平(0.21～0.27g/100ML)，且出汁效果较好(90%～92%)，固形物含量较高(19.2～19.8Brix)，能较好地保持藠头特有的香气。

(3)半纤维素酶。戴瑜等[8]研究了半纤维素酶法提取杜仲叶中主要有效成分，即苯丙素类的绿原酸(CHA)，通过单因素试验、正交试验和方差分析确定了半纤维素酶法提取杜仲叶中绿原酸的最佳操作条件。结果表明：加入996U／g半纤维素酶0.45%、pH4.0、温度40℃，得率最高可达38.01mg／g。

(4)复合酶。采用两种或两种以上的酶按一定比例进行组合，进行中药提取，可以较大地加快提取速率，提高提取率。吴国卿等[9]研究了复合酶法提取野木瓜汁的工艺。以野木瓜为原料，采用复合酶法提取野木瓜汁。确定了果胶酶与纤维素酶的最佳添加比例为1︰6。复合酶提取野木瓜汁的最佳酶解工艺条件为：复合酶添加量1.0%，酶解温度45℃，pH4.0，酶解时间2.5h，在此最佳条件下，野木瓜出汁率可达56.7%，比空白样的出汁率13.7%高出43.0%。

4.2酶法作用于目标产物

对于有效成分中立体结构大的物质，可使用葡萄糖苷酶、转苷酶、淀粉酶等进行分解糖苷键等，改变理化性质，增大极性，减少有机溶剂的用量，降低成本，且改变生理生化性质，提高效用。

(1)转苷酶。许明淑等[10]在提取银杏叶黄酮时，使用Suhong475转苷酶和糖基配体对银杏叶进行处理，提高黄酮苷元、黄酮苷的极性，进而在30%乙醇溶剂中提取。此时的提取率相当于60%乙醇提取条件下的提取率。郁军等[11]使用淀粉酶和环糊精转糖苷酶(cGTase)处理甜菊糖作用于甜菊糖苷，破坏了甜菊苷的结构，与未用酶法处理过的甜菊糖相比较，有效地改善了甜菊糖的后苦味。

(2)葡萄糖苷酶。殷涌光等[12]从松针中提取松针黄酮，即8-葡萄糖苷酶松针总黄酮(PNF)，使用葡萄糖苷酶酶解PNF，酶解温度40℃，酶添加量1／1000，底物质量浓度0.6g／L，酶解时间5h，经过修饰后的PNF对自由基清除率、羟基自由基清除率、超氧阴离子清除率及对铁离子的还原能力都有明显地提高。

(3)复合酶。两种以上的酶的应用，既可以对植物细胞壁进行作用，也可以对有效成分进行优化。董捷等[13]在研究油菜花粉萌发孔通透性时采用了复合酶法中温淀粉酶和复合纤维素酶的组合。结果表明：用中温淀粉酶和复合纤维素酶处理花粉后，每克花粉上清液中可溶性糖含量最高可达到(0.365±0.017g)，与空白相比提高了53%。

5酶法提取技术与其他技术的联用

某些中药采用酶法提取时收率明显提高，具有较大的应用潜力，但该技术同时也存在着一定的局限性。酶法的最佳反应条件需要严格控制，条件微小的波动，也有可能引起酶活性的大大下降。实验中的酶有可能会与实验中其他的化学物质发生反应，会影响反应速率和产物的纯度。故实验室或工业生产中，多采用酶法与其他技术的联合进行中药提取，可扬长补短，发挥协同作用，提高有效成分的提取效率。

5.1酶法协同超声波

赵玉等[14]采用复合酶法协同超声波提取南瓜水溶性多糖，试验将两种独立的提取方法进行协同作用，考察协同作用对提取效果的影响，并与单一超声波法、复合酶解法相比较。原料经复合酶酶解处理，超声10min后，多糖提取率为25.94%，提取率明显高于单一使用超声波、复合酶法的提取。

5.2酶法协同超高压提取

超声波在使用时，在破碎细胞的同时，会引起温度急剧上升，费用较高。而超高压提取可在低温条件下应用，不会引起温度的剧烈变化，不会引起酶的活性降低，在热敏物质的提取中应用将会更为广泛。奚海燕等[15]在超高压辅助酶法提取大米蛋白的研究中，首先在400MPa下对大米进行预处理，后加碱性蛋白酶量1.4%，温度58℃，pH8.3，时间4h及液固比9︰1进行处理，大米蛋白质的提取率为78.72%，而只用碱性蛋白酶进行处理的提取率为70%，提取率提高显著。

5.3酶法协同微波提取

与传统的溶剂提取法相比，微波法批处理量较大，萃取效率高、省时，而且选择性较好，可提高萃取效率和产品纯度。王文平等[16]首次采用微波辅助酶法提取薏苡仁粗多糖，并对提取工艺进行了探讨。在单因素试验的基础上，采用正交试验优化其工艺，得到的最佳提取工艺为：微波功率560W，料液比1︰30，提取时间4min，提取得率达22.61%。

6酶法提取技术的应用前景

酶法强化中药提取由于反应特异性强、条件温和易获得、提取时间短、提取率高、绿色节能等已引起广泛的关注，必将成为中药开发的重要手段，具有较大的应用潜力，且随着对酶法技术的不断研究，酶法与其他技术如超声波、超高压、微波等技术的联用也将成为中药提取的另一个热点研究方向