給排水畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯

1、<p>　　生物資源技術(shù) 100(2009)3820-3824</p><p>　　內(nèi)容列表提供在ScienceDirect生物資源技術(shù)</p><p>　　期刊主頁:www.elsevier.com/locate/biortech</p><p>　　在一個(gè)A2O-MBR反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)污泥的脫氮除磷技術(shù)</p><p>　　J. R

2、ajesh Banu, Do Khac Uan, Ick-Tae Yeom * 土木及環(huán)境工程部門,SungKyunKwan大學(xué),300,Chunchun-dong Jangan-gu,Suwon-Si,440-746、韓國，</p><p>　　文章相關(guān)信息 </p><p><b>　　文章來源</b><

3、/p><p>　　2008年7月20日收錄</p><p>　　修正于2008年12月11日</p><p>　　2008年12月15日通過</p><p>　　2009年2月25日發(fā)布在網(wǎng)上</p><p><b>　　關(guān)鍵詞 </b></p><p><b>　　

4、A2O反應(yīng)器</b></p><p><b>　　MBR</b></p><p><b>　　脫氮除磷技術(shù)</b></p><p><b>　　TMP</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　

5、　在目前的研究中,一種先進(jìn)的污水處理工藝研制出了在A2O-MBR過程合并減少剩余污泥和回收磷的技術(shù)。A2O-MBR反應(yīng)器在17LMH流量下連續(xù)運(yùn)行210天。然后在兩周內(nèi)逐步提高設(shè)計(jì)流量。這座反應(yīng)器運(yùn)行在兩種不同的MLSS范圍。熱化學(xué)消化污泥運(yùn)行在一個(gè)固定的pH值(11)和溫度(75℃)下，可溶解的COD含量為25%。釋放出的磷通過沉淀，轉(zhuǎn)化為有機(jī)物等過程被送回厭氧罐。污泥的厭氧消化對(duì)COD和總磷的去除沒有任何影響。反應(yīng)器在210天的運(yùn)行

6、中,MBR通過膜過濾壓差保持相對(duì)穩(wěn)定。研究結(jié)果表明,所提出的流程配置在不降低處理水水質(zhì)的情況下，有可能減少剩余污泥的產(chǎn)生。</p><p>　　2008年Elsevier Ltd。版權(quán)所有。</p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　剩余污泥的減少和脫氮除磷是污水處理廠兩個(gè)相關(guān)的重要課題。MBR過程由于具有更長的污泥齡，

7、所以處理程度更高,污泥的產(chǎn)量相對(duì)較低(Wen et al., 2004)。在MBR反應(yīng)器內(nèi)污泥的產(chǎn)量大概降低28-68%，這取決于所用的污泥齡(Xia et al.,2008)。然而，通過減少污泥齡來降低污泥產(chǎn)量是受到限制的，因?yàn)樯锬ど暇奂嗟腗LSS可能會(huì)有潛在的危害(Yoon et al., 2004)。在MBR反應(yīng)器內(nèi)這個(gè)問題可以通過引進(jìn)污泥分解技術(shù)來解決。據(jù)報(bào)道，污泥分解技術(shù)可以提高污泥的可生化性能 (Vlyssides a

8、nd Karlis, 2004)?？傮w來說，污泥的消化分解和生化處理是污泥減量化處理的基礎(chǔ)。最新的技術(shù)提供了一些很有前途的污泥分解技術(shù)，包括：超聲波分解(Guo et al., 2008)、脈沖動(dòng)力分解(Choi et al.,2006)、臭氧氧化(Weemaes et al., 2000)、熱分解(Kim et al., 2003)、堿催化分解(Li et al., 2008)、酸催化分解(Kim et al., 2003)、熱化學(xué)分

9、解(Vlyssides and </p><p>　　一般來說，在A2O工藝過程中既可以脫氮也可以除磷。同時(shí)，這對(duì)在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)，通過一系列的工藝，同步去除有機(jī)物也是很有利的(Tchobanoglous et al., 2003).。磷的去除主要是在有氧與缺氧交替的情況下通過聚磷微生物的過度攝取而達(dá)到的。在污泥的預(yù)處理中，一定量的可溶解磷將被投加，它可以增加磷在污水中的聚合度(Nishimura, 2001)。所

10、以，在這些可溶解磷進(jìn)入河流之前一定要去除掉。此外，工業(yè)化對(duì)磷資源的需求在不斷地增長，在許多發(fā)達(dá)國家，一些研究已經(jīng)開始著手從剩余污泥中提取磷資源，釋放的磷通過鈣鹽沉淀析出的方法提取?？紤]到這種情況，在最近的研究中，一些新式的處理工藝已經(jīng)將三個(gè)過程整合在一起：一：在MBR工藝中進(jìn)行熱化學(xué)分解以進(jìn)行污泥減量化處理；二：A2O工藝進(jìn)行生物脫氮除磷；三：通過鈣鹽沉淀析出提取磷。取得的數(shù)據(jù)然后用來評(píng)價(jià)這種混合系統(tǒng)的性能。</p>&l

11、t;p><b>　　2.方法</b></p><p><b>　　2.1 廢水</b></p><p>　　經(jīng)過預(yù)處理的廢水作為原水流入。這種進(jìn)水中含有混合碳源、大量的營養(yǎng)元素、一個(gè)堿度控制系統(tǒng)(NaHCO3)和一些微量元素，主要成分包括：(／L)210毫克葡萄糖、200毫克NH4C1、220毫克NaHCO3,22～ 34毫克KH2PO4。

12、微量元素包括： 0.19 mg MnCl2·4H2O, 0.0018 mg ZnCl2·2H2O, 0.022 mg CuCl2·2H2O, 5.6 mg MgSO4·7H2O, 0.88 mg FeCl3·6H2O, 1.3 mg CaCl2·2H2O。這種混合污水每周準(zhǔn)備三次，并且化學(xué)需氧量(COD)為210 ±1.5 mg/L, 總氮(TN)為40&#

13、177;1 mg/L和總磷(TP)為5.5 mg/L。</p><p>　　2.2 A2O-MBR處理器</p><p>　　A2O-MBR處理器，好氧部分的工作容積是83.4L，用一個(gè)擋板將它分為三部分，其中厭氧部分8.4L，缺氧部分25L，好氧部分50L，混合的污水通過泵吸的方式以一定的流速流入處理器中。一個(gè)流速傳感器被安置在好氧池的底部來控制進(jìn)水的流速。厭氧池、缺氧池、好氧池的水力

14、停留時(shí)間分別是1h、3h、6h.為了更好地脫氮除磷，該裝置設(shè)置了兩種內(nèi)循環(huán)，循環(huán)一是在厭氧段與缺氧段中進(jìn)行，循環(huán)二是在好氧段與缺氧段中進(jìn)行，厭氧段與缺氧段以較低的轉(zhuǎn)速混合，以保證混合物中的懸浮固體始終處于懸浮狀態(tài)。在好氧區(qū)域，曝氣頭被用來提供氧氣以使有機(jī)物得到氧化和氨化，好氧池中的氧氣濃度維持在3.5 mg/1，并通過溶解氧在線檢測(cè)儀來控制。在五塊大小為0.23pm的濾膜作用下，好氧池中發(fā)生固液分離。每塊濾膜的工作面積為0.1m2。它們

15、通過普通的管道被連在一起。一個(gè)真空泵連在管上以提供負(fù)壓。在通常的管道中安裝壓力測(cè)量儀表來測(cè)定管內(nèi)壓力。泵的工作時(shí)間自動(dòng)控制，每啟動(dòng)10分鐘后自動(dòng)關(guān)閉2分鐘，如此循環(huán)。</p><p>　　2.3 熱化學(xué)分解污泥</p><p>　　從MBR的好氧段流出的混合液體每日約有1.5%的流量被截留然后進(jìn)入熱化學(xué)消化系統(tǒng)，熱化學(xué)消解反應(yīng)運(yùn)行在一個(gè)固定的pH 11(氫氧化鈉)和溫度為75℃，運(yùn)行時(shí)間為

16、3小時(shí)。經(jīng)過熱化學(xué)消解反應(yīng)后懸浮物與污泥分離，經(jīng)過消解的污泥可用于后續(xù)的厭氧生物化學(xué)反應(yīng)(Vlyssides and Karlis, 2004)。所以這些污泥會(huì)被送入MBR反應(yīng)器的厭氧段。</p><p><b>　　2.4 磷的回收</b></p><p>　　生石灰被用來做沉淀劑以回收浮在表面的含磷化合物，經(jīng)過回收處理后的懸浮物被送回缺氧池用作碳源和氮源。<

17、/p><p><b>　　2.5 化學(xué)分解</b></p><p>　　對(duì)廢水中的COD, MLSS, TP, TN應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的分析(詳見APHA方法,2003)，進(jìn)水和出水中的氨氮含量通過離子選擇性電極來測(cè)定(Thereto Orion, Model: 95一12)。分析樣品中硝態(tài)氮減少量使用鎘分析的方法(APHA,2003。</p><p>&

18、lt;b>　　3 結(jié)果與討論</b></p><p>　　圖一數(shù)據(jù)記錄了運(yùn)行過程中反應(yīng)器內(nèi)MLSS的濃度，MBR反應(yīng)器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可以在高濃度的MLSS下正常運(yùn)行，反應(yīng)器所用的EBPR污泥來自韓國的Kiheung污水處理廠。反應(yīng)器開始運(yùn)行的MLSS濃度是5700 mg/L，并隨著時(shí)間的增加逐漸增加MLSS的濃度，到第38天時(shí)MLSS的濃度已經(jīng)達(dá)到8100 mg/L。從此時(shí)起，通過回收剩余污泥來

19、使MLSS的濃度維持在7500 mg/L，這個(gè)過程叫做步驟一。在表一中對(duì)缺少污泥消化（步驟一）與具備污泥消化所得數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，具備污泥消化的試驗(yàn)負(fù)荷為0.12 gMLSS/gCOD.，與傳統(tǒng)的活性污泥法0.4 gMLSS/gCOD相比相對(duì)低些(Tchoba-noglous et al., 2003)。在高濃度MLSS下處理量較低(Visva-nathan et al., 2000)，因此MBR工藝的處理能力應(yīng)該小些。Rosenberg

20、er et al.等人建議采用MLSS的濃度范圍(7.5一10.5 g/L)作為判斷的指標(biāo)。在他們的研究中，他們指出，通常情況下，在中等濃度(7一12 g/L).的MLSS濃度下，MLSS的增加對(duì)處理結(jié)果并沒有影響。</p><p>　　在每天回收1.5％污泥量的情況下，熱化學(xué)污泥厭氧消化在第70天就開始了。污泥消化一般可分為兩個(gè)階段，階段一（第70-139天)，階段二(第140-210天)。在階段二中，MBR反

21、應(yīng)器內(nèi)的MLSS濃度維持在7500 mg/L左右，在階段三中維持在10500 mg/L左右，這兩個(gè)過程都證明了污泥消化在污泥減量化處理中的重要作用。階段二與階段三的負(fù)荷率為0.03g MLSS/gCOD,，和階段一比較，這兩個(gè)階段分別減少58% 和 75%的污泥量。實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)說明階段三比階段一和二的處理能力要低些，這是因?yàn)樵陔A段三中有更多的生物固體進(jìn)入反應(yīng)池中。</p><p>　　從這些數(shù)據(jù)可以看出，即便是

22、引入污泥消化預(yù)處理，A2O的脫氮除磷效率也并沒得到改變。一個(gè)實(shí)驗(yàn)分析顯示，這些顯示經(jīng)過污泥消化和不經(jīng)過污泥消化處理的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并沒有達(dá)到統(tǒng)計(jì)上的顯著水平。</p><p>　　然而，在污水處理過程中，包括污泥消化過程，出水的水質(zhì)會(huì)越來越壞，這是因?yàn)橐恍┛扇艿豢山到獾奈⑸锂a(chǎn)物的釋放(Ya-sui and Shibata, 1994; Salcai et al., 1997; Yoon et al., 2004)。

23、在研究期間，溶解性化學(xué)需氧量在18-38 mg/L的水平上，對(duì)應(yīng)出水中有機(jī)物的含量為4-12mg/L.。這些數(shù)據(jù)證明，在保證良好的和穩(wěn)定的出水水質(zhì)方面，膜法隔離起著重要的作用。</p><p>　　磷元素是引起海洋赤潮的主要營養(yǎng)元素，因此減少出水中磷元素的含量十分必要。幸運(yùn)的是磷元素的總含量一直維持在1 mg/L(Mer-vat and Logan, 1996)。 </p><p>　　圖

24、二數(shù)據(jù)顯示在該研究中，A2O-MBR處理系統(tǒng)對(duì)磷的去除效率。即便是引入了污泥消化處理，A/O工藝對(duì)磷的去除效果也并不理想。在最新的研究中，通過生石灰吸收的方式使可溶性的磷元素變成磷酸鹽沉淀，并在處理水流入河流之前被回收，所以由于污泥減量化處理而使出水中磷元素含量升高的可能性被大大減小。進(jìn)水的磷元素濃度在5.5 mg/L左右，經(jīng)過四周的處理，出水中磷元素的含量已經(jīng)降到2.5 mg/L。開始磷的去除率比較低是因?yàn)榫哿孜⑸锏纳L率比較低，并

25、且一些像缺氧這樣的運(yùn)行環(huán)境也不具備。經(jīng)過最初一段時(shí)間，磷的去除效率逐漸提高。在A2O工藝中磷的去除主要靠聚磷微生物的過量攝取，這些微生物生長緩慢，并且易受外界環(huán)境的影響(Carlos et al., 2008)。在整個(gè)研究中，磷的去除率基本不受影響，一直處在74-82%。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看，熱化學(xué)預(yù)處理對(duì)聚磷微生物基本無影響，在研究中，出水中磷的濃度一直維持在1 mg/L以下。</p><p>　　圖表三揭示熱化學(xué)

26、分解中磷元素的狀況。在熱化學(xué)分解過程中，生物體中固定的磷被溶解并被釋放到溶液中。被溶解的磷大概占到45-50%。堿性物質(zhì)被投加以增加溶液的PH使其保持在9.2-9.8.，這樣的PH有利于形成磷酸鹽以除去磷元素。溶液表面的磷可以通過投加生石灰吸收來除去，投加的比例為摩爾比2.1:1。</p><p>　　圖表四揭示了A2O-MBR處理工藝中硝化和反硝化過程。硝化是脫氮處理中最初的也是比較重要的一個(gè)過程，不徹底的硝化

27、過程將使脫氮的處理效率大大降低(Morita et al., 2007 and Choi et al., 2008).。溶氧量是影響硝化效果的一個(gè)重要因素，當(dāng)溶氧濃度降低到2.5 mg/1以下時(shí)，硝化作用的效率將會(huì)受到抑制(Bane et al., 2008).。為了保證良好的硝化條件，好氧池中的溶氧濃度需要維持在3.5 mg/1左右。在硝化作用的第二步中，經(jīng)過硝化作用形成的硝酸鹽在缺氧的條件下經(jīng)過反硝化作用轉(zhuǎn)化為氨氣釋放出。當(dāng)反硝化作

28、用后，溶液中的氮元素含量在4.6 mg/L左右。</p><p>　　圖表五說明在A2O-MBR處理工藝中總氮的去除效率。從圖表可以明顯看出，在整個(gè)研究中，氮的去除基本不受影響，進(jìn)水中氮的含量為40 mg/L，經(jīng)過預(yù)處理可以除去大約50-55%的氮，污泥消化對(duì)氮的去除效率無影響，大約能去除60% 到 67%的氮。出水中的氮含量在14-18 mg/L.的水平。</p><p>　　在整個(gè)研究

29、中，橫隔膜的壓力會(huì)逐漸增加，到第210天，壓力已經(jīng)達(dá)到6cm汞柱。看來污泥解體對(duì)膜污染沒有起作用。類似的,在研究MBR污泥減量化過程中, Young et al. (2007)報(bào)道說,堿性處理污泥并未造成膜污染。</p><p><b>　　4.結(jié)論</b></p><p>　　在PH為11和溫度為75℃的條件下，當(dāng)一部分固體微生物用堿進(jìn)行消解時(shí)，MBR工藝仍能夠穩(wěn)定

30、的運(yùn)行。熱化學(xué)消解法中可以用鈣鹽來回收浮在表面的磷元素。這個(gè)系統(tǒng)可以在保證除磷效率的情況下長期運(yùn)行。關(guān)于污泥消化的進(jìn)一步研究正在進(jìn)行中。</p><p><b>　　鳴謝</b></p><p>　　這項(xiàng)研究獲得了GS集團(tuán)公司的支持，韓國教育部門的第21智庫集團(tuán)也給予了幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>&

31、lt;/p><p>　　1. Akin, B.S., Ugurlu, A., 2004. The effect of an anoxic zone on biological phosphorus removal by a sequential batch reactor. Bioresour. Technol. 94, 1-7</p><p>　　2. APHA, 2003. Standar

32、d Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21 st ed. American Public Health Association, American Water Works Association,Water Pollution and Control Federation, Washington, DC</p><p>　　3. Banu,

33、J.R., Uan, I<., Yeom, LT., 2008. Effect of ferrous sulphate on nitrification during simultaneous phosphorous removal from domestic wastewater using laboratory scale anoxic/oxic reactor. World J. Microbiol. Biotechnol.

34、 24, 2981-2986</p><p>　　4. Choi, H., Jeong, Sw，Chung, Y一2006. Enhanced anaerobic gas production of waste activated sludge pretreated by pulse power technique. Bioresour Technol. 97, 198-203</p>

35、<p>　　5. Choi, C., Lee, J., Lee, I<., I<im, M., 2008. The effects on operation conditions of sludge retention time and carbon/nitrogen ratio in an intermittently aerated membrane bio reactor (IAMBR). Bioreso

36、ur. Technol. 99, 5397-5401.</p><p>　　6. Guo, L., Li, X.-M., Bo, X., Yang, Q., Zeng, G.-M., Liao, D.-X., Liu, J一2008. Impacts of sterilization, microwave and ultrasonification pretreatment on hydrogen p

37、roducing using waste sludge. Bioresour. Technol. 99, 3651-3658</p><p>　　7. I<im, J., Park, C., I<im, T.H., Lee, M., I<im, S., I<im, S.W., Lee, J., 2003. Effects of various pretreatments for enhan

38、ced anaerobic digestion with waste activated sludge. J Biosci. Bioeng. 95 (3), 271-275</p><p>　　8. Li, H., Jin, Y., Mahar, R., Wang, Z., Nie, Y., 2008. Effects and model of alkaline waste activated sludge tr

39、eatment. Bioresour. Technol. 99, 5140-5144</p><p>　　9. Lopez, C.M., Hooijmansa, C.M., Brdjanovicb, D., Gijzena, H.J., Mark, C.M., van Loosdrecht, 2008. Factors affecting the microbial populations at

40、full-scale enhanced biological phosphorus removal (EBPR) wastewater treatment plants in The Netherlands.、八eater Res. 42, 2349-2360</p><p>　　10. Mervat, E., Logan, A.W., 199G. Removal of phosphorus from se

41、condary effluent by a matrix filter. Desalination 10G, 247-253</p><p>　　11. Tchobanoglous, G., Burton, F土，David Stensel, H., 2003. Wastewater Engineering Treatment and Reuse, fourth ed. Mc Graw Hill publicat

42、ion, New York, USA Morita, M., Uemoto, H., Watanable, A., 2007. Nitrogen removal bioreactor capable of simultaneous nitrification and denitrification applicable to industrial wastewater treatment. J. Biotechnol. 13

43、1 (2), 24G-252</p><p>　　12. Nishimura, F., 2001. Alternation and reduction characteristics of activated sludge by ozonation. Adv. Asian Environ. Eng. 1 (1), 18-23 </p><p>　　13. Peng, Y., Want, X

44、., Wu,w，Li, J., Fan, J., 2006. Optimisation of anaerobic/anoxic/oxic process to improve performance and reduce operating costs. J. Chem. Technol Biotechnol. 81, 1391一1397</p><p>　　14.Rocher, M., Goma, G., Be

45、gue, A.P., Louvel, L., Rols, J.L., 1999. Towards a reduction in excess sludge production in activated sludge processes:biomass physicochemical treatment and biodegradation. Appl. Microbiol. Biotechnol 51,883-890</p&

46、gt;<p>　　15. Rosenberger, S., I<ruger, U., Witzig, R., Manz, W., Szewzyk, U., I<raume, M., 2002 Performance of a bioreactor with submerged membranes for aerobic treatment of municipal wastewater. Water Res.

47、3G, 413-418</p><p>　　16. Sakai, Y., Fukase, T., Yasui, H., Shibata, M., 1997. An activated sludge process without excess sludge production. Water Sci. Technol. 3G (11), 1G3一170</p><p>　　17.Sedla

48、k, R.L, 1991. Phosphorous and Nitrogen Removal from Municipal Wastewater, Principles and Practice, Second edition. Lewis Publishers, New York, USA</p><p>　　18.Visvanathan, C., Ben, A.R., Parameshwaran,

49、I<., 2000. Membrane separation bioreactors for wastewater treatment. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 30 (1 ),1-48</p><p>　　19.Vlyssides, A.G., I<arlis, P.I<., 2004. Thermal-alkaline solubilisat

50、ion of waste activated sludge as a pretreatment stage for anaerobic digestion. Bioresource Technology 91 (2), 201-20G</p><p>　　20.Weemaes, M.P.J., Verstraete, W.H., 1998. Evaluation of current wet s

51、ludge disintegration techniques. J.Chem.Technol. Biotechnol. 73, 83-92</p><p>　　21.Weemaes, M., Grootaerd, H., Simoens, F., Verstraete, W., 2000. Anaerobic digestion of ozonized biosolids.、八eater Res. 34, 23

52、30-2336</p><p>　　22.Wen, X., Ding, H., Huang, X., Liu, R., 2004. Treatment of hospital wastewater using a submerged membrane bioreactor. Process Biochem. 39, 1427-1431.</p><p>　　23.Xia, S., Guo,

53、 J., Wang, R., 2008. Performance of a pilot scale submerged membrane bioreactor (MBR) in treating bathing wastewater. Bioresour. Technol. 99, G834-6843</p><p>　　24.Yasui, H., Shibata, M., 1994. An innovative

54、 approach to reduce excess sludge production in the activated sludge process. Water Sci.Technol. 30 (9), 11-20</p><p>　　25.Yoon, S.H., I<im, H.S., Lee, S.H., 2004. Incorporation of ultrasonic cell disinte

55、gration into a membrane bioreactor for zero sludge production. Process Biochem. 39(12),1923一1929</p><p>　　26.Young, I<.0., Lee, I<.R., I<wang, B.I<., Yeom, LT., 2007. Effects of chemical sludge d