環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯 (2)

1、<p>　　SAF生物反應(yīng)器對(duì)污水處理沖擊的載荷作用</p><p>　　本研究比較了有機(jī)和水力性能對(duì)沖擊負(fù)荷的影響，淹沒(méi)式濾池（SAFS）帶上羊毛，作為一種新型的媒介和媒介方面的Kaldnes環(huán)總有機(jī)碳（TOC），懸浮固體（SS）和氨的去除。SAFS實(shí)現(xiàn)超過(guò)95%的TOC去除率，平均為99.8%的SS去除效率，氨氮去除率100%，即使在受到?jīng)_擊載荷。氨氮的去除也比其他參數(shù)更敏感，這是歸因于硝化細(xì)菌的生

2、長(zhǎng)緩慢，這是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的空間差與基板。帶上羊毛有能力克服液壓沖擊比SAF與Kaldnes，歸因于更好的過(guò)濾性能，然而，無(wú)論怎樣表現(xiàn)出在短期和長(zhǎng)期的沖擊加載條件下正常運(yùn)行。倍頻的有機(jī)負(fù)荷，反應(yīng)器的反應(yīng)不同，迅速應(yīng)對(duì)沖擊，但不穩(wěn)定。長(zhǎng)期的有機(jī)負(fù)荷沖擊造成了更大的干擾，直到有足夠的量增長(zhǎng)到補(bǔ)償，這表明傳質(zhì)比生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)不重要。</p><p>　　關(guān)鍵詞：淹沒(méi)式濾池 新型羊毛媒體 流體力學(xué) 停留時(shí)間分布 生物量 廢水處理&

3、lt;/p><p><b>　　1、簡(jiǎn)介</b></p><p>　　對(duì)污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格的控制系統(tǒng)已導(dǎo)致比傳統(tǒng)的生物處理過(guò)程更復(fù)雜的解決方案。固定發(fā)展的生物反應(yīng)器保證了顯著的進(jìn)步的知識(shí)與這種類型的處理中的應(yīng)用。相比傳統(tǒng)的單位，固定膜生物反應(yīng)器進(jìn)行較高的有機(jī)負(fù)荷率由于更有效的生物量導(dǎo)致更高的細(xì)胞停留時(shí)間在反應(yīng)區(qū)，生物反應(yīng)器的穩(wěn)態(tài)性能與他們的生物量濃度。潛在的有害環(huán)境

4、的變化，由于污水廢物變性質(zhì)往往造成沖擊負(fù)荷。因此，沖擊器的穩(wěn)定性是生物處理系統(tǒng)的最重要的設(shè)計(jì)方面。進(jìn)水濃度的突然變化，或產(chǎn)生有機(jī)負(fù)荷沖擊，能夠最終不穩(wěn)定的處理性能系統(tǒng)。性能劣化的程度取決于微生物的持續(xù)時(shí)間和沖擊和適應(yīng)性的速率。在有機(jī)沖擊限制整體反應(yīng)的主要因素，效率似乎是生物動(dòng)力學(xué)。高濃度生物量的影響在好氧反應(yīng)器通常提高其穩(wěn)定而不是提高COD去除。相反，在液壓沖擊的底物傳質(zhì)的速率沖擊載荷發(fā)生在這兩種方式，無(wú)論是作為一個(gè)短期的，短暫的，只能

5、持續(xù)幾小時(shí)，或作為一個(gè)長(zhǎng)期的在反轉(zhuǎn)回原始的數(shù)天到數(shù)周的變化操作條件。在短期沖擊，惡化的程度變化將取決于你的持續(xù)時(shí)間和微生物的休克幅度和適應(yīng)性速率。研究已經(jīng)證明，生物反應(yīng)器可以處理短期和長(zhǎng)期的沖擊負(fù)荷，有時(shí)甚至容忍三有機(jī)負(fù)荷率（OLR）。長(zhǎng)期的沖擊會(huì)導(dǎo)致新的</p><p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)</b></p><p><b>　　2.1 媒介</b

6、></p><p>　　實(shí)驗(yàn)研究了兩種類型的媒體：羊毛和Kaldnes。羊毛纖維直徑20um，由工業(yè)堿精練的標(biāo)準(zhǔn)方法將羊毛除去羊毛脂。這是最常見(jiàn)的高檔羊毛用于紡織品和地毯。Kaldnes是一個(gè)工業(yè)聚乙烯基，直徑9mm，長(zhǎng)度7.5mm，比表面面積500m2／m3，密度0.95克/立方厘米，空隙率75%。</p><p>　　2.2 安全設(shè)計(jì)與施工</p><p>

7、;　　兩個(gè)相同規(guī)模的SAFS實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了這項(xiàng)工作，在部門(mén)車間。他們被設(shè)計(jì)操作來(lái)模擬一個(gè)縮小的試點(diǎn)單位的版本。制備出的濾波器（140毫米內(nèi)徑）聚丙烯柱。每個(gè)反應(yīng)器的總高度610mm和過(guò)濾器的空床液體的體積為6.93 L，一個(gè)擠滿了羊毛的SAF與Kaldnes。以上兩種反應(yīng)器的一個(gè)網(wǎng)格過(guò)濾面積高380mm，這意味著，該濾波器的70%卷裝與媒介。SAFS被通過(guò)蠕動(dòng)泵。入口位于下方的管道直徑為15mm，和網(wǎng)格130mm以上的底部支撐，媒介和分離

8、濾波器為兩個(gè)主要領(lǐng)域：過(guò)水區(qū)和污泥區(qū)。污泥區(qū)高度50mm，污泥是通過(guò)管排出（直徑15mm）固定在濾波器。曝氣和入口均高于污泥面積。泥區(qū)過(guò)濾器的上方也提供了空氣。這些環(huán)直徑為120mm，氣孔均勻位于圓形曝氣回路。出口（直徑10mm）位于反應(yīng)器的中心，濾波器下35mm。</p><p><b>　　2.3 綜合廢水</b></p><p>　　探討反應(yīng)器去除污染物，SA

9、FS規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室用人工合成廢水解決污水，即原出水。綜合污水具有均勻的特點(diǎn)沒(méi)有有毒或工業(yè)部件的危險(xiǎn)。污水合成是基于原污水組成用phanapavudhikul研究實(shí)驗(yàn)室和中試規(guī)模對(duì)活性污泥溫度的影響。化學(xué)成分的合成及其濃度污水在表1中給出。該過(guò)濾器的進(jìn)水需每?jī)商旄鼡Q避免明顯的老化。進(jìn)水是用熱水溶解濃縮配方制備的，其次是在進(jìn)料罐用自來(lái)水稀釋（500升）的所需濃度。然后廢水使用兩個(gè)蠕動(dòng)泵送入反應(yīng)器。在實(shí)驗(yàn)期間，SAF的溶解氧（DO）維持上述4m

10、g/L（溶解氧測(cè)定儀，YSI模型58）。這也是保證低溶解氧沒(méi)有限制。</p><p>　　在所有的實(shí)驗(yàn)中，任何沖擊荷載之前，合成廢水是在反應(yīng)器底部的入口（圖1）。整體體積在每個(gè)反應(yīng)器的合成體積為6.8 L和保持恒定并反應(yīng)器頂部借助溢流。壓縮空氣通過(guò)空氣回路供給（圖1）。短期沖擊加載條件下，水力停留時(shí)間從22小時(shí)減少到11小時(shí)增加一倍，從原來(lái)的流量0.00525分鐘?1。正常操作條件短期沖擊負(fù)荷后12小時(shí)恢復(fù)。沖擊

11、負(fù)荷后，兩個(gè)反應(yīng)器的操作在正常條件下，監(jiān)測(cè)到9天后HRT進(jìn)一步恢復(fù)到最初的22小時(shí)觀察的，復(fù)蘇和任何的長(zhǎng)期影響沖擊載荷。性能效率進(jìn)行TOC，SS、氨。在有機(jī)沖擊負(fù)荷的液壓流量保持不變和有機(jī)負(fù)荷的加入提高了合成廢水的雙組分濃度，該模型解決了污水進(jìn)行32天正常運(yùn)行后從液壓沖擊試驗(yàn)恢復(fù)。</p><p><b>　　2.4 分析</b></p><p>　　2.4.1

12、總有機(jī)碳</p><p>　　羅斯蒙特Dohrmann總有機(jī)碳分析儀dc-190用于測(cè)定總碳（TC）和無(wú)機(jī)碳（IC），TOC是由減法計(jì)算。樣本量為50 L，注射用注射器。平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差通過(guò)分析計(jì)算，只有那些標(biāo)準(zhǔn)值偏差小于1%被記錄和使用。分析按標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。這個(gè)分析報(bào)告精度是±5%。</p><p>　　2.4.2 總懸浮固體</p><p>　　與標(biāo)

13、準(zhǔn)的技術(shù)進(jìn)行了分析。樣品充分混合，然后通過(guò)過(guò)濾加權(quán)的Whatman GF／C（Ø70mm）與孔徑大小的過(guò)濾器1.2 M±0.3，渣留在濾紙上干燥，在105?C為1小時(shí)，放在干燥器和加權(quán)直到體重變化對(duì)加熱小于4%或0.5毫克。增加總懸浮固體在濾波器的權(quán)值時(shí)調(diào)整對(duì)樣品的體積。報(bào)道分析的精度是±5%。</p><p><b>　　2.4.3 氨氮</b></p

14、><p>　　用納氏試劑分析氨氮，方法納入百靈達(dá)系統(tǒng)。10ml稀釋樣品將氨氮濃度為0.10毫克/升的基礎(chǔ)上，污水和穩(wěn)態(tài)性能。檢測(cè)前準(zhǔn)備氨1號(hào)和2依次加入攪拌，離開(kāi)10分鐘。然后，樣品用光度計(jì)讀（百靈達(dá)5000）在波長(zhǎng)640 nm處。這種精度分析報(bào)告是±5%。</p><p><b>　　3 結(jié)果與討論</b></p><p>　　3.1

15、 短期負(fù)荷沖擊</p><p>　　從瞬態(tài)液壓沖擊停留時(shí)間（HRT）減少一半至11小時(shí)的水力停留時(shí)間為12小時(shí)，2–4介紹了2–4。瞬態(tài)加載后污水濃度的測(cè)量從24小時(shí)開(kāi)始。結(jié)果，SS，濁度為SAFS羊毛®氨氮去除與Kaldnes®媒介都顯示在圖。2–4。</p><p>　　3.1.1 TOC的去除</p><p>　　結(jié)果表明，減少水力停留

16、后時(shí)間（HRT）的一半在沖擊研究（圖2），SAFS在3天發(fā)現(xiàn)適應(yīng)新的進(jìn)料濃度。因此，兩種反應(yīng)器的TOC的流出物從羊毛與Kaldnes處從4到6毫克/升立即增加超過(guò)10毫克/升（圖2），在時(shí)間1天后，加載液壓沖擊。反應(yīng)堆穩(wěn)定這種狀態(tài)，并在72小時(shí)內(nèi)返回穩(wěn)定運(yùn)行后停止這是適用于半天。它花了22個(gè)小時(shí)對(duì)沖擊負(fù)荷進(jìn)行消散作用?；謴?fù)后，最大TOC的降解效率為95.63%和95.72%，分別用 SAF羊毛與Kaldnes。SAFS的快速恢復(fù)遵循液壓

17、沖擊載荷的部分原因可能是因?yàn)橐粋€(gè)適應(yīng)和活性生物量，有效地降低了額外的水力負(fù)荷的增加。的對(duì)液壓沖擊過(guò)程中的性能惡化原因，可能是由于將提高液壓壓力作為一個(gè)結(jié)果，導(dǎo)致生物量和襯底之間更少的接觸時(shí)間。nachaiyasit和斯塔基在以后的工作中注意減少20小時(shí)增加至10小時(shí)，在短的水力停留時(shí)間，將必須有在床上發(fā)生的，和床的性能使它承受液壓沖擊。這表明，該系統(tǒng)在高水力負(fù)荷為較低的去除性能，看到在這項(xiàng)工作的SAFS發(fā)生可能是由于發(fā)生死區(qū)和短路?；?/p>

18、只是通過(guò)水洗不被代謝，可能是因?yàn)閷⑸镔|(zhì)中的床上發(fā)生的，或很短的接觸微生物和襯底之間的時(shí)間。生物質(zhì)</p><p>　　相比其他進(jìn)程的沖擊引起的穩(wěn)定，李森科和惠頓性同時(shí)指出。在他們的實(shí)驗(yàn)沖擊是短期的沖擊（30分鐘）5.23升容量，生物過(guò)濾器充滿媒介對(duì)498.7m2/m3比表面積的影響研究氨氮去除。它被發(fā)現(xiàn)是更有效的利用除氨比滴濾器。他們認(rèn)為該不敏感的干擾由于滴過(guò)濾器有不同一些混合和傳入的廢水在SAFS稀釋。濾池中

19、常見(jiàn)的SAF生物膜的保護(hù)嵌入式細(xì)菌可能有害的環(huán)境條件。一旦有利的環(huán)境條件下恢復(fù)，細(xì)菌就恢復(fù)以前的水平，降解。TOC的出水濃度SAF與羊毛的恢復(fù)時(shí)間與Kaldnes®類似。</p><p>　　3.1.2 SS的去除</p><p>　　HRT的減小對(duì)出水SS濃度沒(méi)有明顯的影響（圖3）。在懸浮固體濃度為3mg／L第一天有輕微的增加，在反應(yīng)器中填充羊毛沖擊負(fù)荷。然而，SS數(shù)據(jù)對(duì)該系

20、統(tǒng)的波動(dòng)在42天的期限。SS去除率達(dá)到了100%和98.67%，分別為SAF羊毛®與Kaldnes而經(jīng)歷短期shockwithout代謝。這種現(xiàn)象與短的水力停留時(shí)間也被grobicki和斯塔基觀察到。這表明，較低的SS的去除性能系統(tǒng)在高水力負(fù)荷由于液壓沖洗出來(lái)的固體。</p><p>　　3.1.3 氨氮去除</p><p>　　氨氮的去除觀察到最大的效果是液壓沖擊從圖4可以看

21、出，這是對(duì)一個(gè)額外的0.14克氨進(jìn)行了介紹。短期沖擊負(fù)荷，出水氨氮濃度從兩個(gè)反應(yīng)器用羊毛與Kaldnes從1.0mg／L到17毫克/升和25毫克/升迅速增加，分別為。氨濃度第一天迅速?gòu)腟AF羊毛下降，恢復(fù)到預(yù)沖擊操作并通過(guò)第三天的性能。SAF的恢復(fù)期與Kaldnes比SAF再顯然的一天羊毛（圖4），這表明，羊毛在共同安全與其他數(shù)據(jù)增加到克服水力沖擊負(fù)荷的能力與Kaldnes的SAF相比。之前的沖擊使羊毛SAF與Kaldnes平均氨氮去除

22、為 99.1%和98.7%，這減少了60.61%和42.42%，而沖擊最大后氨的去除效率為99.8%和99.7%，它類似于平均氨效率。下面的液壓沖擊負(fù)荷引起的快速恢復(fù)可以歸因于活性和固定的硝化細(xì)菌，整個(gè)實(shí)驗(yàn)有效地回收和退化的襯底。它是不可能有足夠的時(shí)間來(lái)刺激額外的生物量增長(zhǎng)。在目前的研究中，氨氮降解明顯比其他參數(shù)更敏感，如TOC和SS，確認(rèn)硝化作用是更容易的改變實(shí)驗(yàn)條件。其原因可能是由于硝化細(xì)菌緩慢自養(yǎng)生長(zhǎng)。他們是空間和氧貧窮的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手

23、，因此他們只發(fā)現(xiàn)生物膜，他們很容易在低氧氣濃度長(zhǎng)滿了異養(yǎng)生物。一些研究表</p><p>　　3.2 長(zhǎng)期的沖擊載荷</p><p>　　長(zhǎng)期有機(jī)沖擊負(fù)荷時(shí)，飼料的有機(jī)負(fù)荷率（OLR）增加了一倍，并且持續(xù)了40天，在這期間TOC，SS為SAFS羊毛®去除氨和Kaldnes做出了貢獻(xiàn)。進(jìn)水的pH值和出水保持在7和8之間。進(jìn)水濃度增加，模擬可能發(fā)生的事故。</p>&

24、lt;p>　　3.2.1 TOC的去除</p><p>　　長(zhǎng)期有機(jī)沖擊負(fù)荷，出水TOC濃度增加到4天之后它開(kāi)始調(diào)整兩種反應(yīng)器（圖5）。即使雙重加載的兩個(gè)SAF反應(yīng)堆穩(wěn)定的快速反應(yīng)也休克。兩個(gè)SAFS達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)相當(dāng)迅速，所需的時(shí)間大約是四HRT。這時(shí)間允許增加微生物的生長(zhǎng)來(lái)應(yīng)對(duì)沖擊載荷是足夠的，之后，反應(yīng)堆回到他們的穩(wěn)定性能。新的OLR為0.22公斤/立方米，TOC D，兩次穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。平均TOC去除

25、率超過(guò)95.25%，在以前的較低，甚至更高的有機(jī)負(fù)荷（羊毛與Kaldnes反應(yīng)器分別在94.26%和93.30%）。這表明更大的去除過(guò)程沒(méi)有完全加載。結(jié)束實(shí)驗(yàn)運(yùn)行穩(wěn)定持續(xù)（39天），表明該organicshock負(fù)荷穩(wěn)定，他們保持著一個(gè)類似的TOC的去除，即使當(dāng)加載效率增加了一倍。兩個(gè)SAFS擠滿了羊毛與KaldnesTOC去除率之間的差異是微不足道的（圖5）。一倍的進(jìn)料濃度在厭氧折流板的影響反應(yīng)器的8 g / L的COD在20小時(shí)的水

26、力停留時(shí)間為20天，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器也能適應(yīng)雙有機(jī)沖擊載荷和保持相同的去除效率。在有機(jī)沖擊負(fù)荷的增加（OLR為2.60 tcodg /升/天增加到3.92 tcodg /升/天一個(gè)最大的6.25 tcodg /升/天）</p><p>　　3.2.2 SS的去除</p><p>　　羊毛纖維良好的過(guò)濾能力是體現(xiàn)在有機(jī)沖擊負(fù)荷的結(jié)果。SS排放濃度從羊毛安全帶上很低是相對(duì)穩(wěn)定的。相反，SS出水濃度

27、SAF與Kaldnes®介質(zhì)波動(dòng)明顯（圖6），SS值高達(dá)100毫克/升。這是特別，昨日（1日開(kāi)始–14）在調(diào)試過(guò)程中，但也很明顯，在實(shí)驗(yàn)期結(jié)束（32天和39天）的沖擊載荷作用下。SD出水SS值的有機(jī)沖擊負(fù)荷在較大（9.11和50.32，分別為羊毛和Kaldnes SAF）非穩(wěn)態(tài)期SAF羊毛和Kaldnes分別為3.66和14.11，如氨可以作為一個(gè)指標(biāo)的不穩(wěn)定性。看來(lái)最有可能的是，SS高負(fù)荷下，一些有影響的SS不被保留或生物降

28、解的SAF的停留時(shí)間內(nèi)與Kaldnes。早期的結(jié)果表明，流體湍流是一個(gè)因素。TOC是不受影響的（圖5）但固體損失SAF與Kaldnes®均增加，所以可溶性物質(zhì)生物量和過(guò)濾器的能力無(wú)法應(yīng)付額外的固體有機(jī)物即使液壓流量是不變的。因此，盡管穩(wěn)定的TOC結(jié)果，不同的SS出水濃度可能表明，固體停留成為關(guān)鍵，對(duì)績(jī)效表現(xiàn)較弱的SAF與Kaldnes的關(guān)鍵，。fullplants的調(diào)查（大型污水處理廠）在印度證實(shí)SS的去除性能也會(huì)受到影響，甚

29、至10%增加流量。SAF的羊</p><p>　　3.2.3 氨氮去除</p><p>　　SAFS為擠滿了羊毛與Kaldnes出水氨氮濃度媒介上升至最高，經(jīng)過(guò)4天（圖7）之后，有回收廢水氨濃度。SAF與Kaldnes反應(yīng)器氨的排放濃度的波動(dòng)超過(guò)大多數(shù)羊毛的有機(jī)負(fù)荷沖擊。這不是安全與穩(wěn)定的。因此，有機(jī)的沖擊荷載引起的干擾去除氨氮，即使生物量的不足已經(jīng)補(bǔ)償，持續(xù)了3–4次的增長(zhǎng)率。硝化細(xì)菌

30、增長(zhǎng)率被認(rèn)為是10天左右。硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)速率慢，使他們很容易競(jìng)爭(zhēng)。</p><p>　　3.2.4 溫度對(duì)TOC的影響，SS和氨氮去除</p><p>　　該報(bào)告為不易變異的環(huán)境溫度與活性污泥，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的溫度變化從15到21?C ，對(duì)液壓沖擊，從11到20.5?C的有機(jī)沖擊載荷作用下的。與溫度之間的關(guān)系有沒(méi)有確鑿的TOC，SS和氨氮去除。對(duì)SS的去除的一些趨勢(shì)被檢測(cè)到。因此，羊毛與K

31、aldnes 在14和17?C平均SS的去除效率分別為97%和92%，實(shí)現(xiàn)更好的SS的去除效率在17和20.5?C之間，用羊毛與Kaldnes SAFS導(dǎo)致的平均值分別為97.5% 95.5%。一個(gè)更大的固體從羊毛的產(chǎn)量是因?yàn)轭A(yù)期的故障羊毛被預(yù)期但這一定是生物降解。</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　（1）在這項(xiàng)工作中的測(cè)量參數(shù)，TO

32、C，SS和氨通過(guò)瞬態(tài)水力沖擊負(fù)荷對(duì)SAF 影響用羊毛或Kaldnes媒介。氨去除明顯比其他參數(shù)更敏感，這是歸因于硝化細(xì)菌作用的緩慢增長(zhǎng)，這是空間和基板的對(duì)手。</p><p>　?。?）擠滿了毛SAFS或Kaldnes環(huán)展出后短期快速返回到正常操作條件和較長(zhǎng)的沖擊載荷?？偟膩?lái)說(shuō)，羊毛的SAF的能力最好，克服液壓沖擊比SAF與Kaldnes。這表明，傳質(zhì)和生物量的增長(zhǎng)更重要的是通過(guò)生物量沖洗損失?？焖倩謴?fù)建議SAF

33、S是這些不敏感干擾比滴流過(guò)濾器。該顯示的生物膜穩(wěn)定性和混合的條件對(duì)抗有機(jī)沖擊負(fù)荷發(fā)揮了重要作用。</p><p>　?。?）在短期的液壓沖擊的研究，無(wú)論是羊毛Kaldnes SAF均恢復(fù)正常運(yùn)行的沖擊歷時(shí)半停止一天后的72小時(shí)內(nèi)。TOC的降解效率的最大速率95.63%和95.72%，氨氮去除率最高效率為99.8%和99.69%，分別為安全帶羊毛與Kaldnes媒介。</p><p>　?。?/p>

34、4）長(zhǎng)期有機(jī)沖擊負(fù)荷時(shí)，4天之后出水的TOC濃度的影響，這是能夠調(diào)整。在反應(yīng)堆回到穩(wěn)定狀態(tài)，平均去除率達(dá)95%以上，沒(méi)有區(qū)別，休克前和穩(wěn)定運(yùn)行繼續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)（39天）。在TOC去除SAFS擠滿羊毛和Kaldnes的差異是微不足道的。</p><p>　?。?）羊毛纖維良好的過(guò)濾能力是體現(xiàn)在出水SS濃度較低（主要是，少于20毫克/升），并與出水SS濃度變化不大，然而，SS的出水濃度SAF與Kaldnes顯著波動(dòng)。在

35、安全帶上羊毛提出了這水動(dòng)力動(dòng)蕩不成為限制條件。在我們的研究中液壓沖擊比有機(jī)負(fù)荷以及不利的建議在反應(yīng)器中的混合條件。</p><p>　　（6）有機(jī)負(fù)荷增加一倍，反應(yīng)器的反應(yīng)快速的沖擊而不穩(wěn)定的建議的波動(dòng)在氨氮，出水SS和。長(zhǎng)期的有機(jī)負(fù)荷沖擊造成了更大的干擾，直到有足夠的生物質(zhì)補(bǔ)償，這表明傳質(zhì)比生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)不重要。</p><p><b>　　致謝：</b></p&

36、gt;<p>　　作者感謝拉夫堡大學(xué)和德蒙特福特大學(xué)的設(shè)施</p><p>　　Catalytic strategies for industrial water re-use</p><p>　　F.E. Hancock</p><p>　　Synetix, Billingham, Cleveland, TS23 1LB, UK</p>

37、<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The use of catalytic processes in pollution abatement and resource recovery is widespread and of significant economic importance [R.J. Farrauto, C.H. Bartholo

38、mew, Fundamentals of Industrial Catalytic Processes, Blackie Academic and Professional,1997.]. For water recovery and re-use chemo-catalysis is only just starting to make an impact although bio-catalysis is well establis

39、hed [J.N. Horan, BiologicalWastewater Treatment Systems; Theory and Operation, Chichester, Wiley, 1990.]. This paper will </p><p>　　Keywords: COD removal; Catalytic oxidation; Industrial water treatment</

40、p><p>　　1.Introduction</p><p>　　Industrial water re-use in Europe has not yet started on the large scale. However, with potential long term changes in European weather and the need for more water a

41、bstraction from boreholes and rivers, the availability of water at low prices will become increasingly rare. As water prices rise there will come a point when technologies that exist now (or are being developed) will mak

42、e water recycle and re-use a viable commercial operation. As that future approaches, it is worth stating the most i</p><p>　　Hence the general rules for wastewater improvement are: </p><p>　　1.

43、Avoid if possible, consider all possible ways to minimise. </p><p>　　2. Keep contaminated streams separate. </p><p>　　3. Treat each stream at source for maximum concentration and minimum flow. &

44、lt;/p><p>　　4. Measure and identify contaminants over complete process cycle. Look for peaks, which will prove costly to manage and attempt to run the process as close to typical values as possible. This paper

45、will consider the industries that are affected by wastewater issues and the technologies that are available to dispose of the retentate which will contain the pollutants from the wastewater effluent. The paper will descr

46、ibe some of the problems to be overcome and how the technologies solve these probl</p><p>　　2. The industries </p><p>　　The process industries that have a significant wastewater effluent are sho

47、wn in Fig. 1. These process industries can be involved in wastewater treatment in many areas and some illustrations of this are outlined below. </p><p>　　Fig. 1. Process industries with wastewater issues. &l

48、t;/p><p>　　2.1. Refineries </p><p>　　The process of bringing oil to the refinery will often produce contaminated water. Oil pipelines from offshore rigs are cleaned with water; oil ships ballast wi

49、th water and the result can be significant water improvement issues. </p><p>　　2.2. Chemicals </p><p>　　The synthesis of intermediate and speciality chemicals often involve the use of a water wa

50、sh step to remove impurities or wash out residual flammable solvents before drying. </p><p>　　2.3. Petrochemicals </p><p>　　Ethylene plants need to remove acid gases (CO2, H2S) formed in the man

51、ufacture process. This situation can be exacerbated by the need to add sulphur compounds before the pyrolysis stage to improve the process selectivity. Caustic scrubbing is the usual method and this produces a significan

52、t water effluent disposal problem. </p><p>　　2.4. Pharmaceuticals and agrochemicals </p><p>　　These industries can have water wash steps in synthesis but in addition they are often formulated wi

53、th water-based surfactants or wetting agents. </p><p>　　2.5. Foods and beverages </p><p>　　Clearly use water in processing and COD and BOD issues will be the end result. </p><p>　　2

54、.6. Pulp and paper </p><p>　　This industry uses very large quantities of water for processing – aqueous peroxide and enzymes for bleaching in addition to the standard Kraft type processing of the pulp. It is

55、 important to realise how much human society contributes to contaminated water and an investigation of the flow rates through municipal treatment plants soon shows the significance of non-process industry derived wastewa

56、ter. </p><p>　　3. The technologies </p><p>　　The technologies for recalcitrant COD and toxic pollutants in aqueous effluent are shown in Fig. 2. These examples of technologies [2,6,8] available

57、or in development can be categorised according to the general principle underlying the mechanism of action. If in addition the adsorption (absorption) processes are ignored for this catalysis discussion then the categori

58、es are: </p><p>　　1. Biocatalysis </p><p>　　2. Air/oxygen based catalytic (or non-catalytic). </p><p>　　3. Chemical oxidation </p><p>　　1. Without catalysis using chemi

59、cal oxidants </p><p>　　2. With catalysis using either the generation of _OH or active oxygen transfer. Biocatalysis is an excellent technology for Municipal wastewater treatment providing a very cost-effecti

60、ve route for the removal of organics from water. It is capable of much development via the use of different types of bacteria to increase the overall flexibility of the technology. One issue remains – what to do with all

61、 the activated sludge even after mass reduction by de-watering. The quantities involved mean tha</p><p>　　3.1. Redox catalysis and active oxygen transfer</p><p>　　The mechanism of catalytically

62、promoted oxidation with hydrogen peroxide or sodium hypochlorite cannot be encompassed within one concept, however there are general similarities between the two oxidants that allows one to write a series of reactions fo

63、r both (Fig. 3) [5]. This type of mechanism could be used to describe a broad range of reactions for either oxidant from catalytic epoxidation to COD oxidation. The inherent usefulness of the reactions is that;</p>

64、<p>　　1. The reactions take place in a two-phase system.</p><p>　　2. High pressure and temperature are not required.</p><p>　　3. The catalytic surface can act as an adsorbent of the COD t

65、o be oxidised effectively increasing the concentration and hence the rate of oxidation.</p><p>　　The simple mechanism shows the selectivity issue with this type of processes. The oxidant can simply be decomp

66、osed by the catalyst to oxygen gas – this reaction must be avoided because dioxygen will play no role in COD removal. Its formation is an expensive waste of reagent with oxygen gas ($20/Te) compared to the oxidant ($400–

67、600/Te). To be cost competitive with alternative processes redox catalysis needs excellent selectivity.</p><p>　　3.2. Technology mapping</p><p>　　The technologies so far described can be mapped

68、[12] for their applicability with effluent COD concentration (measured as TOC) and effluent flow rate (m3 h-1). The map is shown in Fig. 4. The map outlines the areas where technologies are most effective. The boundaries

69、, although drawn, are in fact fuzzier and should be only used as a guide. Only well into each shape will a technology start to dominate. The underlying cost model behind the map is based on simple assertions – at high CO

70、D mass flows</p><p>　　4. Conclusions </p><p>　　Wastewater treatment processes are in the early stages of development. The key parameters at present are effectiveness and long term reliability. M

71、any processes operating are in this stage, including the redox Accent TM is a trademark of the ICI Group of Companies. catalysis systems. However,once proven, redox catalysis offers many advantages for COD removal from

72、wastewater: </p><p>　　1. The low capital cost of installation. </p><p>　　2. Simple operation that can be automated. </p><p>　　3. Flexible nature of the process – can be easily modif

73、ied to meet changing demands of legislation. </p><p>　　Hence it will be expected to develop into an important technology in wastewater improvement. </p><p>　　Acknowledgements </p><p&g

74、t;　　The author is grateful to Jane Butcher and Keith Kelly of Synetix for discussions on this paper. References </p><p>　　[1] R.J. Farrauto, C.H. Bartholomew, Fundamentals of Industrial Catalytic Processes,

75、Blackie Academic and Professional, 1997. F.E. Hancock / Catalysis Today 53 (1999) 3–9 9 </p><p>　　[2] J.N. Horan, Biological Wastewater Treatment Systems; Theory and Operation, Chichester, Wiley, 1990. </

76、p><p>　　[3] F.E. Hancock et al., Catalysis Today 40 (1998) 289. </p><p>　　[4] F. King, F.E. Hancock, Catal. Today 27 (1996) 203. </p><p>　　[5] J. Hollingworth et al., J. Electron Spect

77、rosc., in press. </p><p>　　[6] F. Luck, Environmental Catalysis, in: G. Centi et al. (Eds.), EFCE Publishers, Series 112, p. 125. </p><p>　　[7] D. Mantzavinos et al., in: Vogelpohl and Geissen (

78、Eds.), in: Proceedings of the Conference on Water Science and Technology, Clausthal-Zellerfeld, Germany, May 1996, J. Int. Assoc. Water Quality, Pergamon, 1997. </p><p>　　[8] R. Venkatadri, R.W. Peters, Haza

79、rdous Waste Hazardous Mater. 10 (1993) 107. </p><p>　　[9] A.M. Braun, E. Oliveros, Water Sci. Tech. 35 (1997) 17. </p><p>　　[10] D. Bahnemann et al., Aquatic and surface photochemistry, Am. Chem

80、. Soc. Symp. Ser. (1994) 261. </p><p>　　[11] J. Prousek, Chem. Lisy 89 (1995) 11. </p><p>　　工業(yè)廢水回用的接觸反應(yīng)策略</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　無(wú)論從控制污染還是資源恢復(fù)的角度，接觸反應(yīng)

81、都是被廣泛應(yīng)用并極具經(jīng)濟(jì)效益的。在生物接觸反應(yīng)理論以近于完善的今天，基于水資源恢復(fù)和回用的化學(xué)接觸反應(yīng)技術(shù)正在逐漸興起。本論文將要探討化學(xué)接觸反應(yīng)在水資源回用中的原理。文章中闡述了氧化接觸反應(yīng)化學(xué)在對(duì)新技術(shù)的鞏固和利用方面的用途是相當(dāng)多的。明確來(lái)講，氧化還原催化作用和活性氧轉(zhuǎn)移氧化劑具有很多優(yōu)點(diǎn)。本文將涉及上述技術(shù)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：COD去除率 接觸反應(yīng) 工業(yè)廢水回用</p>

82、<p><b>　　1．緒論</b></p><p>　　在歐洲，工業(yè)水回用尚未形成規(guī)模。然而，從歐洲氣候的長(zhǎng)遠(yuǎn)變化和越來(lái)越多的地上鑿洞及河流取水現(xiàn)象來(lái)預(yù)測(cè)，低價(jià)水將愈加稀少。由于水價(jià)的提高，研究水資源恢復(fù)及再利用的技術(shù)將成為可行的貿(mào)易運(yùn)作方式。因此，改善污水水質(zhì)的研究將是未來(lái)關(guān)注的熱點(diǎn)。水不在是自然界的廉價(jià)溶劑，而是易于污染難于凈化的材料,一旦擴(kuò)散到環(huán)境中將會(huì)侵入生物圈的各個(gè)部

83、分。</p><p>　　污染物僅僅是被置于錯(cuò)誤地方的一種物質(zhì),因而,科研的目的就是將它們保存在安全無(wú)害的。避免和最小化是是污染物去處的前期步驟。當(dāng)然,避免在這樣一個(gè)任何變化都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)果的星球上是不可能具有選擇性的。另外，所謂避免也指簡(jiǎn)單的液相與氣相之間的轉(zhuǎn)化。液相與氣相污染物的消除都分別存在其利害關(guān)系。但值得注意的是，氣體污染物的去除的發(fā)展遠(yuǎn)先進(jìn)于水中COD的去除。因此，液相中污染物的去除是值得關(guān)注的。&l

84、t;/p><p>　　由于研究不能面面俱到，第三步可以從前兩步驟中得到借鑒。徹底清潔是昂貴的，即使你有一個(gè)成本高效的途徑，它仍然會(huì)降低資產(chǎn)回報(bào)和降低經(jīng)濟(jì)合理性 </p><p>　　目前，水資源循環(huán)利用的最優(yōu)技術(shù)便是膜技術(shù)。它是唯一能夠利用化學(xué)工藝產(chǎn)生充分清潔滲透作用的技術(shù)。但是膜技術(shù)難以單獨(dú)運(yùn)行，大都依賴于上向流過(guò)濾和處理向下流中含污染物的滯留物的技術(shù)。由此，要在水質(zhì)提高工藝中做到面面俱到就

85、要求多種工藝綜合運(yùn)用。 </p><p>　　因此，廢水水質(zhì)提高的大體規(guī)則如下： </p><p>　　1. 盡可能避免污染，考慮所有使污染最小化的措施。</p><p>　　2. 隔離受污染水體。</p><p>　　3. 源頭處理河水，高濃度低流量。</p><p>　　4. 在完整的處理周期中測(cè)量和鑒定污染物。找

86、到運(yùn)行管理費(fèi)用的最高值，盡量使其與常規(guī)費(fèi)用相接近。</p><p>　　本篇論文將要考慮到受污水影響的工業(yè)以及處理滯留物的技術(shù)，滯留物包括由污水管道排出的污染物。本文將要闡述需要克服的問(wèn)題及解決問(wèn)題過(guò)程中應(yīng)用技術(shù)多樣化的程度。另外解釋了價(jià)格控制員如何影響未來(lái)技術(shù)的發(fā)展方向。 </p><p><b>　　2．工業(yè)</b></p><p>　　處

87、理工業(yè)龐大的污水出流量。這些處理工業(yè)涉及污水處理的諸多領(lǐng)域，列舉一些示例如下： </p><p><b>　　2.1 精練廠</b></p><p>　　將原油送往煉油廠的過(guò)程中會(huì)對(duì)水體造成污染。無(wú)論是由海面鉆探平臺(tái)引出的輸油管道被水沖刷干凈；還是儲(chǔ)油船的壓艙水都會(huì)帶來(lái)一系列水質(zhì)改良問(wèn)題。 </p><p><b>　　2.2 化學(xué)藥

88、品</b></p><p>　　合成媒介或特殊化學(xué)藥品在烘干前常需大量清水沖掉雜質(zhì)或殘余可燃性溶媒。 </p><p>　　2.3 石油化工產(chǎn)品</p><p>　　乙烯車間需要去除生產(chǎn)過(guò)程中形成的酸性氣體。在通過(guò)高溫分解來(lái)提高加工選擇性之前添加硫化物更加劇了這一情形。慣常采用腐蝕性擦洗的辦法引發(fā)了大量廢水處理的問(wèn)題。 </p><p

89、>　　2.4 藥物和農(nóng)用化學(xué)品</p><p>　　這些工業(yè)在合成時(shí)需要沖洗步驟，包括以水為基礎(chǔ)的表面活性劑和濕介質(zhì)。 </p><p><b>　　2.5 食品和飲料</b></p><p>　　清潔工藝需水，產(chǎn)生BOD,COD。 </p><p><b>　　2.6 紙漿和造紙</b>&l

90、t;/p><p>　　生產(chǎn)過(guò)程中大量用水---除了標(biāo)準(zhǔn)牛皮紙?zhí)幚砑垵{，漂白階段需要水合過(guò)氧化物和酶。</p><p>　　所以充分了解人類社會(huì)活動(dòng)怎樣對(duì)水質(zhì)造成的污染是至關(guān)重要的，一份市政處理廠流速的調(diào)查顯示了未經(jīng)處理工業(yè)廢水的重要影響。 </p><p><b>　　3.處理技術(shù)</b></p><p>　　去除出流水體C

91、OD和污染物的處理技術(shù)如圖2所示。這些可行的或處于發(fā)展中的工藝示例[2,6,8]依據(jù)大體的反映機(jī)理規(guī)則可被劃分為幾類。如果催化工藝中的吸附過(guò)程被忽略的話，則分類如下：</p><p><b>　　1. 生物催話作用</b></p><p>　　2. 以空氣/氧為基礎(chǔ)的接觸反應(yīng)</p><p><b>　　3. 化學(xué)氧化</b&g

92、t;</p><p>　　4. 無(wú)催化作用的化學(xué)藥劑氧化</p><p>　　5. 利用_OH或活性氧轉(zhuǎn)移的催化作用</p><p>　　生物催化作用在市政污水處理中發(fā)揮了極佳的作用，為去除水中有機(jī)物提供了經(jīng)濟(jì)高效的途徑。在使用不同種類的細(xì)菌來(lái)增加技術(shù)的靈活性方面取得了很大進(jìn)展。一個(gè)遺留問(wèn)題---怎樣處置脫水后的活性污泥。污泥量意味著這是一個(gè)棘手的問(wèn)題，作為肥料這一

93、應(yīng)用途徑是有限的。吸收了重金屬的污泥是有毒性的，反抗的有毒的 COD。這種情況下，焚燒和使用填埋來(lái)安全處理灰燼是必要的。</p><p>　　以空氣為基礎(chǔ)的氧化是十分吸引人的，因?yàn)槿绻恍柩趸瘎┚鸵馕吨恍杓兗?jí)的氧氣。不幸的是，它僅是微溶于水，低溫化學(xué)惰性強(qiáng)，需要一定溫度和壓力來(lái)加快反應(yīng)速度。壓力作用下，這類工廠資本緊張。因此，即使運(yùn)行費(fèi)用低廉，最初的建廠資本對(duì)后期工藝運(yùn)行費(fèi)用有著極大的影響。催化作用雖然加快了反

94、應(yīng)速度，降低了運(yùn)行溫度和壓力但卻步能完全避免或提供一套完整的解決辦法。使用的催化劑大多為第8族金屬元素，例如鈷和銅。濾去此類金屬進(jìn)入液相是困難的，因?yàn)樗柚沽水愵惖拇呋瘎?lt;/p><p>　　應(yīng)用廉價(jià)氧化劑的化學(xué)氧化已經(jīng)在綜合的化學(xué)制品廠良好運(yùn)行。通常的例子就是產(chǎn)生在堿性氯單元的次氯酸鈉廢物，這種堿性氯單元可以在和其它工廠的聯(lián)合體中被用于氧化COD徑流。過(guò)氧化氫、二氧化氯、高錳酸鉀在本工藝中都可作為氧化劑使用。

95、選擇的首要因素是廉價(jià)，其次是氧化的有效性。</p><p>　　在接觸反應(yīng)領(lǐng)域研究最深入的就是_OH作為一個(gè)活性氧化劑的產(chǎn)生和利用。方式隨多，但最有效的就是利用光子和光催化劑。光催化劑通常是TiO2，但具有適當(dāng)譜帶的其它材料也可使用。工藝可以非?；钴S，但工程上的困難是如何得到光，一種催化劑，其高效接觸的出流是不易得到的。實(shí)際上，催化劑對(duì)光的低效利用使這種工藝只適用于于日光光源?；剂袭a(chǎn)生的電力釋放出的光子是不能

96、接受的，因?yàn)槎趸嫉尼尫乓馕吨睾虲OD的消除。水力電氣能也是一種可用能源，但其低效性是不可忽視的。</p><p>　　過(guò)氧化氫和臭氧已經(jīng)應(yīng)用于光催化，但它們可以獨(dú)立的或與催化劑共同使用來(lái)實(shí)現(xiàn)COD的氧化。對(duì)于臭氧，問(wèn)題在于制造途徑，光環(huán)放出作為一個(gè)重大的強(qiáng)烈過(guò)程通常限制了其應(yīng)用和臭氧的有效性。值得注意的是，這點(diǎn)討論基于氧化劑再?zèng)]有激發(fā)的條件下不會(huì)因充分的內(nèi)在反應(yīng)而被使用。因此催化劑在有效利用簡(jiǎn)單有機(jī)物和復(fù)

97、雜反抗COD方面有著重要的作用。所以使用過(guò)氧化氫作為催化劑。</p><p>　　在催化作用方面，氧化劑和次氯酸鹽共同作用形成了一系列在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟驴勺鳛锳OT氧化劑的材料。如果AOT氧化劑是次氯酸鹽或過(guò)氧化氫那么就可以避免三階段反應(yīng)從而極大簡(jiǎn)化了流程。廉價(jià)而有效的促進(jìn)了不需復(fù)雜化學(xué)工藝并且能夠被環(huán)境所接受的氧化劑，這種氧化劑的產(chǎn)生將成為當(dāng)前困難的最佳解決方案。</p><p>　　

98、3.1 氧化還原催話作用和AOT</p><p>　　通過(guò)過(guò)氧化氫或次氯酸鈉的接觸反應(yīng)促進(jìn)機(jī)理不能被單一概念所含概。然而兩種氧化劑有許多大體類似反應(yīng)，這種機(jī)理可以被用來(lái)形容大范圍的接觸反應(yīng)，從環(huán)氧化劑到COD氧化。固有的反應(yīng)作用如下：</p><p>　　1. 反應(yīng)發(fā)生在兩相系統(tǒng)當(dāng)中。</p><p>　　2. 不需高溫高壓。</p><p>

99、;　　3. 接觸反應(yīng)表面可起到COD吸收劑作用，有效提高濃度和氧化速率。</p><p>　　在本工藝中，簡(jiǎn)單的機(jī)理表現(xiàn)為選擇性。氧化劑可以輕易的被降解為氧氣。此類反應(yīng)應(yīng)盡量避免，以為分子氧對(duì)COD去除不起作用。相對(duì)于氧化劑來(lái)講，它的形成將造成反應(yīng)劑及氧氣的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了在成本上具有競(jìng)爭(zhēng)力，氧化還原催化應(yīng)具有高度選擇性。</p><p><b>　　3.2 技術(shù)圖</b&g

100、t;</p><p>　　至此，所描述的技術(shù)勾畫(huà)出了其對(duì)出流COD濃度和出流流速的適應(yīng)性。技術(shù)圖如圖所示。概述了技術(shù)的有效應(yīng)用領(lǐng)域，其邊界是模糊的，只能作為指導(dǎo)。只有在理論系統(tǒng)成型之后，技術(shù)才能居于主導(dǎo)地位。圖示后面劃線的成本模型基于一種簡(jiǎn)單的主張，即只有空氣/氧氣才能控制COD的處理成本，因?yàn)檠趸瘎┑牟环€(wěn)定成本相對(duì)較低。在水源水質(zhì)恢復(fù)具有選擇性的條件下，對(duì)于COD濃度高流量大的污水，只有生物處理設(shè)備是可行的。低

101、流量低COD值時(shí)，氧化還原AOT催化是一種重要的技術(shù)。圖5所示的SA過(guò)程就屬于這一范疇。</p><p>　　催化劑在PH<9的嚴(yán)密系統(tǒng)控制下運(yùn)行，所以金屬濾去可被避免。列于表3的催化劑活動(dòng)性和選擇性的方面的進(jìn)一步研究可以參照可能的表面樣式。這種簡(jiǎn)單的觀點(diǎn)可以通過(guò)對(duì)[3,4,5]的大量研究加以延伸?，F(xiàn)在這種催化劑的機(jī)理以圖6表示。關(guān)鍵步驟就是避免NiO孔洞之間的再結(jié)合。而空間和電子的因素都回促使這種再結(jié)合。

102、</p><p>　　這種工藝的應(yīng)用范圍如下所列，一些化學(xué)藥品的主要類型已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明是適宜的，如硫化物、胺、酒精、酮、乙醛、苯酚、氨基酸、石蠟、和芳香烴。</p><p>　　通過(guò)工業(yè)校驗(yàn)，反抗COD和硫化物已經(jīng)被成功論證，一種氧化硫磺類物質(zhì)的設(shè)備已經(jīng)安裝并投入運(yùn)行。</p><p><b>　　4. 結(jié)論</b></p>

103、<p>　　污水處理工藝尚處于發(fā)展的初級(jí)階段。目前的重要參數(shù)是有效性和長(zhǎng)期可靠性。許多工藝運(yùn)作的發(fā)展到氧化還原催化體系階段。然而，一旦得到證明，氧化還原催化將為污水COD的去除帶來(lái)諸多好處：</p><p>　　1. 安裝價(jià)格低廉。</p><p>　　2. 運(yùn)行簡(jiǎn)單，自動(dòng)；化程度高。</p><p>　　3. 工藝性質(zhì)靈活，對(duì)不同需求易于改進(jìn)。</