学术英语文献翻译

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摘要.............................................................................................................2 1 引言..........................................................................................................3 2 材料和方法..............................................................................................4 2.1 盐水污水特征................................................................................4 2.2 中试试验概述................................................................................6 2.3 示踪试验及其分析........................................................................7 2.4 固体颗粒污泥产率........................................................................8 3 结果和讨论............................................................................................ 11 3.1SRUSB 中的流态分析 ................................................................. 11 3.2 中试试验表征..............................................................................12 3.2.1SRUSB ................................................................................12 3.2.2 自养反硝化和硝化............................................................14
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西南交通大学 地球科学与环境工程学院
一种集硫酸盐还原-自养反硝化-硝化过程为一体的新型生物脱 氮污水处理过程
摘要
1950 年代以来， 香港已成功将含盐废水用于厕所冲洗， 这一技术节约了 22% 的水资源。 为提高含盐废水供给对含盐污水管理的效益，最近发现了一种新型的 生物脱氮过程，即以硫酸盐还原、自养反硝化、硝化（SANI）为一体化的过程。 这种新型过程的主要特点是，包括了对有机物需氧量和最小污泥量的评价。500 天试验表明：在香港，一个试点规模对这种新型 6mm 筛选含盐污水处理 10m3/d 污水的影响。SANI 系统是由硫酸盐还原升流式污泥床（SRUSB）反应堆、自养 反硝化缺氧生物反应器以及硝化需要反应器组成。这种系统稳定操作 225 天，期 间化学需氧量（COD）和总悬浮颗粒物（TSS）平均去除率均达到 87%，并且没 有剩余污泥产生。 此外， 示踪剂测试试验表明： SRUSB 中存在 5%短路流和 34.6% 死区， 这将为进一步优化全面的应用程序的处理能力提供了一种可能性。相比于 传统的生物脱氮过程，SANI 过程减少 90%的污泥量，节约了 35%的能量且减少 了 36%的二氧化碳排放量。SANI 过程不仅评价了在二次盐水处理过程中主要气 味分别在预处理、连续性污泥量处理和处置中的产生量，还为含盐废水供给在沿 海缺水地区， 针对水资源短缺和污水处理提供了一项经济而又可持续性的解决方 案。
西南交通大学 《学术英语》报告
一种集硫酸盐还原-自养反硝化-硝化过程 为一体的新型生物脱氮污水处理过程
学 年 专 学 姓
院 级 业 号 名
地球科学与环境工程学院 2016 级环境 1 班 环境科学与工程 2016201343 王 林 钟 炎
指导教师
二零一六年十月
西南交通大学 地球科学与环境工程学院
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偏高的总凯氏氮是由于污水来源于大量使用难降解化学材料的香港国际机场 （Cancilla et al., 1998） 。 流入的总凯氏氮 （以 N 计） 包括 51%的自由盐水氨 （FSN） 、 3%可生物降解的溶解性有机氮、 27%难生物降解的溶解性有机氮 （USON） 、 10% 的可生物降解颗粒性有机氮以及 9%难生物降解的颗粒性有机氮 （见 Performance of the Pilot Plant Section; Lu et al., 2012）。相对而言，氨和难降解溶解性有机氮 在香港典型的盐水污水处理中所占比例分别为 75%和 3%。 表一：SANI 中试规模中平均支流水质量（经过过滤器后） 参数 总悬浮性颗粒物(mg/L) 挥发性颗粒物(mg/L) 总碱度(CaCO3mg/L)a 未滤过的 COD(mg COD/L)b 滤过的 COD(mg COD/L)c 挥发性脂肪酸(mg COD/L) 硫酸根 mg S/L) 亚硫酸根(mg S/L) 硫化氢(mg S/L) 氯化物 (mg/L) 氨氮(mg N/L) 总凯氏氮(mg N/L) 硝酸盐氮(mg N/L) 亚硝酸盐氮(mg N/L) 总氮(mg N/L)d N/A，未检测；
a b d
平均值±标准偏差 280±55.8 186±55.3 223.6±100.5 431±132.6 157.9±86.2 34.5±14.5 195.7±18.0 N/A 4.0±4.7 5000±550 44.8±6.6 87.5±8.5 N/Ad N/A 87.5±8.5
总碱度=H2CO3*碱度+H2S 碱度； 仅有有机物；c0.45um 的滤膜； 总氮=总凯氏氮+硝酸氮。
2 材料和方法
2.1 盐水污水特征
实际的盐水污水取自东涌污水站， 其从东涌区和香港国际机场顺流运输至污 水处理站， 流量是 10m3/d。 盐水污水的影响通过 24h 合成样和相关的水质量分析 来进行表征。相关的水质量分析如表一所示，包括 TSS、COD、硫酸盐、总凯氏 氮 （TKN） 和总氮 （TN） 的浓度分别是 280mg/L、 431mg/L、 588mg/L 或 196mg/L、 87mg/L 和 87mg/L。 污水中的有机物 （以 COD 计） 是以 8%挥发性脂肪酸 （VFA） 、 22%可生物降解有机物、7%的难生物降解有机物、50%的可部分生物降解颗粒有 机物及 13%难降解颗粒有机物组成，相关的测定方法已由 Lu et al (2012)给出。
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养反硝化菌、硝化菌。后两种菌生长速率缓慢，因此可使得产生的污泥量最小化 （Lu et al., 2009）。 这种新型过程可通过集合 BSR 中硫酸盐还原升流式污泥床（SRUSB）和自 养反硝化中的缺氧生物反应器（ BAR1 ）以及硝化作用中的缺氧生物反应器 （BAR2）来实现。500 天试验规模用水为综合性盐水污水，其结果表明整个过 程无额外的污泥量产生，且在硝化作用（BAR2）中残余的溶解性硫化物完全转 换为硫酸盐产物。 为进一步证明盐水污水未经预处理和污泥处理在 SANI 系统中 的实用性，开展 225 天中试规模试验，流量为 10m3/d 的盐水污水，其中复杂的 有机物碎片和不能生物降解的 COD 经 6mm 的筛子过筛用于试验。试验得出以 下结论：（1）预估了中试规模的 SANI 系统对于 COD、TSS、TN 的去除率的能 力；（2）分析了固体颗粒和污泥平衡对污泥产生量的影响；（3）设计水力学实 验，验证 SRUSB 中同 COD 去除率一样对污泥产生量起主导作用的水利条件和 混合性特征；（4）展望了 SANI 系统在盐水污水处理中节约光能、减少二氧化 碳排放的优点。基于试验结果，此过程将大规模用于实践，香港特别行政区的下 水道管理政府已将其用于排水系统服务提上日程。
关键词：海水冲厕、含盐污水处理、SANI 过程、中试示范、污泥量最小化
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1 引言
全世界大约有 90 亿人缺少干净而又安全的饮用水， 其中 26 亿人缺乏适合的 卫生设备（WHO/UN-Water,2010）。全球变暖、人口快速增长、快速城市化等无 疑加剧了这些地方的水资源安全问题（Vorosmarty et al., 2000）。香港作为最缺 水的沿海城市之一，每年人均可用水量仅有 143m3。作为一个经济且可持续的替 代水资源， 香港从 19 世纪 50 年代就已经开发了用于厕所冲洗的世界上最大的海 水供给系统，每天为 80%的居民提供水量 750000m3，节约了从中国广东引入的 22%干净水，并且每天连续性产生含盐废水 750000m3/d（Lee and Wu, 1997）。更 重要的是， 4000000m3/d 的海水一次性通过冷却系统用于建造集中式冷却系统 （WSD, 2010）。海水供给系统，包括提取、预处理、分流在内整个过程的能量 消耗仅为 0.32kWh/m3（Tang et al., 2007），远低于污水回用中膜过滤-反渗透系 统（0.8-1.2kWh/m3）和膜生物反应器-反渗透系统（1.2-1.5kWh/m3）能量的消耗 量（Pearce, 2007）。海水供给网络系统的连通使得千家万户能通过味道评价用于 厕所冲洗的二级质量水的健康危害。应用海水冲厕和污水回用并没有冲突，因为 城市再生水利用的总量并不是很多（Dudley et al., 2008; Faby et al., 1999）。中等 盐水质量回用和在盐水供给管道适当的防腐措施， 使得香港无任何差错且成功实 现盐水的长期供给（WSD, 2010）。 盐水供给导致香港产生大量盐水污水（平均含量为 5g/L 的氯和 167mg/L 的 硫酸盐）。虽然在含盐污水处理厂中，硫化物气体问题很难在初级的污泥处理措 施中解决， 但是铺设带有特殊粘合剂内衬的管道能有效阻止其腐蚀。为最大化地 利用盐水供给作为一种综合经济替代水资源和污水处理的选择， 现有的传统污水 处理过程必须在预处理和减小污泥产生量方面有所改变，这才是问题的根源。利 用这种思想， 我们最近开发了一种基于盐水污水处理过程的新型硫循环系统—— 即硫酸盐还原-自养反硝化-硝化一体化过程（SANI）（Lau et al., 2006； Tsang et al., 2009）。生物硫酸盐还原（BSR）产生足够的碱度去溶解硫化氢，这能有效降 低硫化氢气体的排放。 溶解的硫化物产生充足的电子供体用于缺氧环境中下一步 的自养反硝化。因为三种占主导作用的微生物群落：硫酸盐还原菌（SRB）、自
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2.2 中试试验概述
图一展示了中试试验的原理图，其由 SRUSB、BAR1、BAR2 三部分组成。 SRUSB 有效液体体积是 6.8m3，包括污泥支撑区、反应区、液固分离区，反应器 是完全密封的。缺氧反应器和好氧反应器的体积是完全相同的，都是 3.9m3，填 充 115m2/m3 特殊表面且具有 91%孔隙率的塑料媒介。 流入流量调节池 （T1， 700L） 和中间流量调节池（T2，700L）都装有以密封的混合反应器。6mm 宽的过滤器 装在设备之前，每日进行清理。 SRUSB、 BAR1 和 BAR2 反应器均从当地的中级盐水污水处理厂接种合适的 污泥量。在接种期间，系统持续性地通入过滤后的盐水污水，并逐步将流速从 2m3/d 提高到 10m3/d。大约一个月以后，此装置稳定运行，其流出物中 TSS 低于 15mg/L，未Leabharlann Baidu过滤的 COD 低于 55mg/L。装置在平均污水水温 25℃状态下稳定 运行 225 天。图一显示了在稳定运行期间操 SANI 系统的操作条件。