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急求翻譯一篇英文文獻(xiàn)。字?jǐn)?shù)不是很多,還請各位幫幫忙。。。謝謝。。。在線等!!!1【專家解說】:銨豐富廢水
美國范棟勤, M.S.M. Jetten *和M.C.M.凡雷赫特**

【專家解說】:銨豐富廢水 美國范棟勤, M.S.M. Jetten *和M.C.M.凡雷赫特** 生物工程系,應(yīng)用科學(xué)學(xué)院,荷蘭代爾夫特大學(xué)。技術(shù), Julianalaan 67 ,荷蘭 2828年荷蘭代爾夫特(電子郵箱: MCMvanLoosdrecht@TNW.TUDelft.NL ) *當(dāng)前地址:微生物學(xué)系科學(xué)系,大學(xué)。奈梅亨,荷蘭6525 ED鏡頭奈梅亨的 荷蘭 **通訊作者 摘要銨的治療豐富的廢水,如污水污泥沼氣池,可顯著 當(dāng)新的改進(jìn)過程,介紹了生物技術(shù)。本文結(jié)合部分 硝化過程(硝化® )和缺氧氨氧化(厭氧氨氧化® )工藝處理 氨豐富進(jìn)水評價。在此合并過程中研究了污泥回收利用 酒從污水處理廠鹿特丹Dokhaven 。沙龍過程操作穩(wěn)定超過2 多年來在十升CSTR中連續(xù)曝氣,以HRT為1天。氨水在污泥白酒 轉(zhuǎn)換為53 % ,亞硝酸鹽只。在測試期間沒有形成硝酸鹽觀察。出水的 沙龍的過程是非常適合作為進(jìn)水的厭氧氨氧化反應(yīng)器。在厭氧氨氧化過程 經(jīng)營作為顆粒污泥SBR工藝過程。 80 %以上的氨轉(zhuǎn)化為二 天然氣負(fù)荷的1.2 kgN/m3每天。 Planctomycete樣細(xì)菌為主的混合社會 厭氧氨氧化反應(yīng)器,只有一小的人口比例由好氧氨氧化 細(xì)菌。這表明,氨氧化菌在污水沙龍進(jìn)程并未 積聚在SBR法。測試期間表明,合并沙龍厭氧氨氧化系統(tǒng)可以工作 穩(wěn)定和長期的進(jìn)程是準(zhǔn)備全面實施。 關(guān)鍵詞部分硝化;亞硝酸鹽;好氧和厭氧氨氧化;污泥酒;沙龍 厭氧氨氧化 導(dǎo)言 氨是一種最重要的組成部分廢水已被刪除 在廢水可以出院。這主要是實現(xiàn)了完整的氧化 硝酸鹽,和隨后的硝酸鹽還原為二氣缺氧條件下 犧牲的COD 。采用氧氣(空氣)進(jìn)入廢水的氧化 銨需要大量的能源。此外,大量的COD本是 廢水往往是有限的,使購買中COD的形式甲醇必要。 由于長期污泥硝化所需的年齡,大型反應(yīng)堆(面積要求) 是必要的。其中的一些限制,可能會繞過兩個應(yīng)用 最近開發(fā)的新生物技術(shù)的進(jìn)程:部分硝化的氨 亞硝酸鹽的快速增長的硝化和反硝化作用的亞硝酸鹽,以二天然氣使用氨水 作為電子供體。這樣氮去除以最小的COD和能源。 阿脫氮工藝極少使用能源和COD 圖1中的一個基本流程擬議沙龍厭氧氨氧化的概念,已部分 在污水處理廠實施Dokhaven ,荷蘭鹿特丹,是描繪。那個 污泥循環(huán)水通常含有15 %的工廠的總負(fù)荷只有1 %的 水力負(fù)荷。氨水( 1-1.5 gNH4氮/升)在污泥酒采用刪除 部分氧化銨為亞硝酸鹽,亞硝酸鹽是whereafter的denitrified銨 作為電子供體。這兩個系統(tǒng)必不可少的這些進(jìn)程最近已 水科學(xué)和技術(shù):第1期第44卷第153-160 ©紐倫堡出版社2001年 153 在我們的開發(fā)部:沙龍® ®和厭氧氨氧化過程(范雷赫特 和Jetten 1998年) 。這樣,氧氣要求脫氮減少 60 % ,沒有需要的化學(xué)需氧量,污泥產(chǎn)量邊緣化,凈二氧化碳排放量 大大減少。 氨氧化沒有生物質(zhì)能保留 沙龍進(jìn)程( Hellinga等。 , 1997年, 1999年)的運(yùn)作沒有任何生物保留。 這意味著,污泥齡(廣播電視)等于水力停留時間( HRT ) 。在 這樣一個系統(tǒng)出水濃度只有依靠增長率( 1/SRT )的 細(xì)菌參與,和獨(dú)立的進(jìn)水濃度。在操作過程中的 沙龍過程中溫度超過25 ℃ ,快速增長的銨oxidisers 選定。但是,這些生物體有低親和力的銨(親和常數(shù) 20-40 mgNH4氮/升) 。在實踐中,這將導(dǎo)致在應(yīng)用微生物,以廢水 相對較高的銨濃度( ñ 50-100毫克/升) 。因此,沙龍 過程是最適合處理廢水具有高濃度銨( “ 500毫克 ñ /升) ,而不是出水水質(zhì)的關(guān)鍵。 沙龍進(jìn)程的污泥消化廢水都是在30-40攝氏度的 微生物生物量沒有任何保留,因此,稀釋率可設(shè)置這樣一個利率 硝酸銨氧化劑的增長速度不夠快留在反應(yīng)堆,而亞硝酸鹽氧化菌 正在洗出。沙龍一直在經(jīng)營過程中的實驗室( 2升反應(yīng)堆)上 消化廢水超過2年。這是直接擴(kuò)大到全部規(guī)模( 1800立方米) 在那里,它正在按照預(yù)期(穆爾德等。 , 2001年) 。 混合微生物群落在沙龍生物量進(jìn)行了調(diào)查 分子生態(tài)技術(shù)( Logemann等。 , 1998年) ??侱NA提取 從生物樣品及用于PCR擴(kuò)增引物,具有普遍的細(xì)菌。 的PCR產(chǎn)物被用來建造一個基因庫。分析表明,克隆 占主導(dǎo)地位的克隆( 69 % )是非常相似的硝化產(chǎn)堿桿菌。這是質(zhì)量 和定量證實了兩個獨(dú)立的微觀方法。存在 約50-70 %的氨氧化細(xì)菌表明使用16縣rRNA基因 有針對性的熒光寡核苷酸探針( NEU653 )具體的硝化物種。 硝化產(chǎn)堿桿菌已被描述的文學(xué)作為一個快速成長的硝化細(xì)菌能夠 在高增長銨和硝酸鹽的濃度。美國范棟勤等人。 154 圖1執(zhí)行沙龍厭氧氨氧化工藝在污水處理廠鹿特丹Dokhaven 沙龍進(jìn)程產(chǎn)生氨,亞硝酸鹽混合物 當(dāng)沙龍反應(yīng)堆是用于提供飼料的厭氧氨氧化過程中只有50 % 對銨需要轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽: 硫酸銨 + + HCO3 - + 0.75氧氣→ 0.5硫酸銨 + + 0.5二氧化氮 - +二氧化碳+ 1.5水( 1 ) 這反應(yīng)化學(xué)計量意味著沒有額外增加的基地是必要的,因為污泥 酒造成厭氧消化一般將包含足夠的堿度(在 形式的碳酸氫鈉) ,以彌補(bǔ)生產(chǎn)的酸如果只有50 %的硝酸銨是 氧化。有可能產(chǎn)生50:50混合銨和亞硝酸鹽的 沙龍一直在評估過程中廣泛的實驗室系統(tǒng),污泥酒 從鹿特丹作為污水處理廠進(jìn)水。結(jié)果(圖1 ,表1 )表明,事實上 一個穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換是可能的。該氧化銨53 % ,亞硝酸鹽在1.2千克氮 負(fù)荷每立方米每天,沒有任何需要的pH值控制。氨氧化細(xì)菌的 耐受高濃度的亞硝酸鹽( “ 0.5克二氧化氮氮/ L時,在pH 7 ) 。 對銨/亞硝酸鹽比出水沙龍過程可以靈敏 受不斷變化的反應(yīng)pH值6.5和7.5之間。以這種方式準(zhǔn)確率 充分脫氮厭氧氨氧化過程中可以得到。在實驗 期間,數(shù)個成功的測試進(jìn)行(第一階段3和5 )的可能性進(jìn)行評估 使用pH值的控制方法設(shè)置所需的銨/亞硝酸鹽比率 美國范棟勤等人。 155 表1轉(zhuǎn)換沙龍反應(yīng)堆在測試期間。進(jìn)水是centrate的 消化污泥離心機(jī)在污水處理廠鹿特丹Dokhaven (水力停留時間=廣播電視= 1天) 參數(shù)機(jī)組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行共計期間( 240四) 進(jìn)水氨氮kg/m3 1.18 ± 0.14 1.17 ± 0.25 進(jìn)水氮氧化物kg/m3 0 0 廢水氨氮kg/m3 0.55 ± 0.10 0.60 ± 0.20 廢水二氧化氮氮kg/m3 0.60 ± 0.10 0.55 ± 0.20 廢水硝態(tài)氮kg/m3 0 0 pH值6.7 ± 0.3 6.8 ± 1.2 NH4 - N的轉(zhuǎn)化% 53 49 氮轉(zhuǎn)化kg/m3/d 0.63 ± 0.10 0.52 ± 0.20 圖2硫酸銨轉(zhuǎn)換沙龍反應(yīng)器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。水力停留時間和廣播電視人 雙方一天。期間1 :啟動期,期間2,4和6穩(wěn)態(tài)運(yùn)行withot pH值控制,周期3 5測試期間,評估影響反應(yīng)堆的pH值對轉(zhuǎn)換。 (十:氨氮的; ö : NH4 - N的輸出; ? :二氧化氮氮出) 出水。這一控制的原則下,恒化器系統(tǒng)的使用:在不斷稀釋 利率底物濃度的污水將不變。它已經(jīng)表明,氨,而 然后銨 +是積極基板( Hellinga等。 , 1999年) 。如果pH值的增加,不斷 氨含量的手段降低銨水平。即通過提高pH值的數(shù)量 廢水中的銨下降迅速。結(jié)果表明:在3日和5日期間的確實是一個 在pH值稍有變化已經(jīng)導(dǎo)致了大量的改變出水銨/亞硝酸鹽的比例。 沒有控制的轉(zhuǎn)換已經(jīng)是一個總的“ 90 %可以得到,因此值得懷疑 是否額外清除了pH值控制在經(jīng)濟(jì)上是值得的。 在厭氧氨氧化過程 在厭氧氨氧化過程是一個過程,其中缺氧條件下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽 二天然氣銨作為電子供體: 硫酸銨 + +二氧化氮 - →氮?dú)? 2水( 2 ) 這種細(xì)菌的厭氧氨氧化催化反應(yīng)是自養(yǎng),這意味著,亞硝酸鹽可 轉(zhuǎn)換為二氣,而無需使用化學(xué)需氧量或增加外部甲醇 ( Jetten等。 , 1998年) 。在厭氧氨氧化過程中被發(fā)現(xiàn)存在一個試驗性工廠安裝 的精神,錦(穆爾德等。 , 1992年, 1995年) 。生物性質(zhì)的過程可以 表明自厭氧氨氧化活性滅活由伽馬射線照射, 加熱試驗廠污泥或孵化各種抑制劑( Jetten等。 , 1998年) 。 細(xì)胞可逆性抑制氧氣濃度低至0.5 %空氣飽和度 ( Strous等。 , 1997年, Jetten等。 , 1998年) 。此外有人指出,亞硝酸鹽 首選的電子受體的進(jìn)程。 細(xì)菌負(fù)責(zé)進(jìn)程已豐富的序批式反應(yīng)器 在合成培養(yǎng)基中銨,亞硝酸鹽和碳酸氫鈉( Strous等。 , 1998年, 1999年) 。增長速度(倍增時間11天)和成長率( 0.11金視/ gNH4 - n )的生物體是非常低的。明顯的優(yōu)勢的厭氧氨氧化過程,因此 低污泥生產(chǎn)。然而,一個有效的系統(tǒng),如生物量保留 SBR系統(tǒng)的使用將有必要保持所有的厭氧氨氧化反應(yīng)器中生物量和 只要啟動時間將需要生產(chǎn)足夠的生物量。具體的高度最高 氮消耗率( 0.82腎炎/ gVSS.day ) ,非常高的親和力氨水和 亞硝酸鹽(報表“ 0.1毫克ñ / L )和顆粒增長使高效生物質(zhì)能保留, 使設(shè)計的非常緊湊的裝置成為可能。 先前的研究表明,一些硝化物種也能 氨氧化與亞硝酸鹽作為電子受體。缺氧或氧氣限制 條件下的反應(yīng)速率小于0.08腎炎/ gVSS.day (博克等。 , 1995年; Jetten 等。 , 1999年;鄶, Verstraete , 1998年;施密特,博克, 1997年;施密特,博克, 1998年; Zart , 博克, 1998年) 。在厭氧氨氧化活性的我們的文化遠(yuǎn)高于這一比例。 此外,我們的文化占主導(dǎo)地位70 %或以上的一個morphotypical微生物。 結(jié)果表明有三個屬性的成員在共同的訂單 Planctomycetales :細(xì)胞分裂的萌芽,內(nèi)部細(xì)胞條塊分割的 在場的crateriform結(jié)構(gòu)的細(xì)胞壁,以及存在的血脂異常 膜( Strous等。 , 1999年) ?;诘?6S RNA分析的暫定名稱 Brocadia Anammoxidans已經(jīng)提出了作為負(fù)責(zé)任的有機(jī)體的厭氧氨氧化 進(jìn)程。 最近大量的氮損失(表2 )報告了幾個污水處理 系統(tǒng)(海爾默和藝術(shù), 1998年; Hippen等。 , 1996年;西格里斯特等人。 , 1998年,施密德等 基地。 , 2000年) 。擁有非常高氮負(fù)荷和有限的空氣供應(yīng),大量的 氨損失氣體氮化合物。在這樣的系統(tǒng)條件可能預(yù)先美國范棟勤等人。 156 韋爾在這兩個硝化和厭氧氨氧化細(xì)菌可以共存 (施密德等人。 , 2000年) 。借助于具體雜交探針經(jīng)確定 厭氧氨氧化類細(xì)菌中存在大量的這些進(jìn)程。只有在 微反應(yīng)器被發(fā)現(xiàn)大量常規(guī)硝化。這些意見 表明,厭氧氨氧化可能是普遍的性質(zhì)和可 可從許多不同的來源。 可行性研究 在最近的可行性研究報告( Strous等。 , 1997年)取消銨從污泥 沼氣池廢水進(jìn)行了調(diào)查與厭氧氨氧化過程。這項研究的結(jié)果 表明,化合物中的沼氣池污水沒有產(chǎn)生不利影響厭氧氨氧化 污泥。 pH值( 7.0-8.5 )和溫度( 30-37 ℃ )優(yōu)化的進(jìn)程良好 的范圍之內(nèi)的價值預(yù)計為沼氣池廢水。實驗室實驗 規(guī)模( 2升)流化床反應(yīng)器表明,厭氧氨氧化污泥能力 氨和亞硝酸鹽去除高效沼氣池的污泥污水。氮 負(fù)荷厭氧氨氧化流化床反應(yīng)器,可提高由0.2千克Ntot/m3d 2.6 公斤Ntot/m3d 。由于亞硝酸鹽的限制,最大的能力沒有達(dá)到。在 實驗合成廢水,價值觀五點(diǎn)一公斤Ntot/m3d已獲得 ( Jetten等。 1998年) 。 相結(jié)合,厭氧氨氧化過程和部分硝化(沙龍) 進(jìn)程已成功試射利用污泥消化池出水。沙龍反應(yīng)堆 經(jīng)營未經(jīng)pH值控制的總氮負(fù)荷約1.2公斤N/m3每天。 對銨在沼氣池污水污泥轉(zhuǎn)化為53 % ,而pH值 控制(表1 ) 。這樣一銨,亞硝酸鹽混合物適合厭氧氨氧化 過程產(chǎn)生的。出水沙龍反應(yīng)堆作為進(jìn)水的 厭氧氨氧化序批式反應(yīng)器。亞硝酸鹽在有限的厭氧氨氧化反應(yīng)器所有亞硝酸鹽 刪除,剩余銨依然存在。在測試期間的氮負(fù)荷 0.75公斤ñ每天每立方米(表3 ) ?;顒舆_(dá)成價值高達(dá)0.8千克氮每公斤 干體重每天。 一個關(guān)鍵方面的可行性研究是可能的影響,生物量 (硝酸銨氧化劑和污泥中的細(xì)菌酒)在進(jìn)水的厭氧氨氧化 厭氧氨氧化過程的進(jìn)程。稍有積累的淤泥,進(jìn)水 在厭氧氨氧化反應(yīng)器可產(chǎn)生不利影響的厭氧氨氧化過程。凈生產(chǎn) 的厭氧氨氧化細(xì)胞低和積累量的影響將淡化 厭氧氨氧化生物量顯著。 FISH分析表明,大多數(shù)的細(xì)菌 在厭氧氨氧化反應(yīng)器的厭氧氨氧化型,只有少量的硝化原產(chǎn) 從沙龍的過程,可檢測。此外數(shù)額銨 氧化細(xì)菌在厭氧氨氧化出水和進(jìn)水了比較。這表明 該洗出量從沙龍系統(tǒng)(經(jīng)營無生物 美國范棟勤等人。 157 表2報告厭氧氨氧化活性和存在planctomycete像厭氧氨氧化細(xì)菌 系統(tǒng)進(jìn)水條件魚類神經(jīng)/ Amx參考 紅細(xì)胞廢水O2 -的有限+ / +西格里斯特等人。 1998年 紅細(xì)胞滲濾液O2 -的有限+ / + Hippen等。 1996年 赫爾默1998年 滴濾銨中O2 -的有限+ / +施密德等人。 2000年 填料床銨介質(zhì)缺氧- / + Ashbolt屬。商業(yè)。 流化床銨介質(zhì)缺氧- / + Jetten等。 1998年 SBR法硫酸銨介質(zhì)缺氧- / + Strous等。 1998年 SBR工藝污泥酒缺氧- / +本文 保留)并沒有負(fù)面影響的厭氧氨氧化過程完成時,它是在一個 顆粒污泥反應(yīng)器。 目前,全面實施合并沙龍厭氧氨氧化過程 評價。為此全過程設(shè)計和經(jīng)濟(jì)評價了 治療污泥污水處理廠酒在鹿特丹Dokhaven 。這一進(jìn)程 設(shè)計給出了表4 。三起案件進(jìn)行了評估,因為污泥管理 有相當(dāng)影響的流量和濃度的centrate水。直接消化 的剩余污泥導(dǎo)致銨含量500 mgN /湖集中 污泥增厚或離心消化之前給出了更高濃度銨 和較低的流動。過程而不污泥停留(沙龍) ,主要 尺度上的水力停留時間,沙龍反應(yīng)堆尺寸,因此強(qiáng)烈 影響更集中進(jìn)水。生物膜過程基本上是尺度 實際負(fù)荷,并不會影響進(jìn)水濃度。保留 時間在這里的變量參數(shù)。由于生物膜反應(yīng)器中生物膜領(lǐng)域主要是 確定轉(zhuǎn)換能力,顆粒污泥型過程(如顆粒污泥 SBR工藝,上流式厭氧污泥床或內(nèi)循環(huán)( IC )的反應(yīng)堆)導(dǎo)致反應(yīng)堆尺寸小得多。 基于進(jìn)程的成本估算了。在此假定安裝 都必須建立在一個新網(wǎng)站。這些費(fèi)用應(yīng)被視為絕對的指示,因為 值可以是非常具體的網(wǎng)站。這些費(fèi)用可以比較類似計算 其他進(jìn)程已測試的試驗工廠規(guī)模氮去除污泥消化 酒類( STOWA , 1995年) 。為與反硝化過程甲醇 這使得估算的F 2-3/kgN拆除。在這種比較結(jié)果表明,該費(fèi)用 對甲醇和曝氣脫氮平衡常規(guī)的額外投資 第二厭氧氨氧化反應(yīng)器。其他生物技術(shù)(如生物膜與膜 美國范棟勤等人。 158 表3轉(zhuǎn)換的顆粒污泥厭氧氨氧化反應(yīng)器SBR法與美聯(lián)儲 nitrified污水由一名沙龍反應(yīng)堆(表1 ) 參數(shù)機(jī)組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 測試期間,每天110 進(jìn)水氨氮kg/m3 0.55 ± 0.10 進(jìn)水二氧化氮氮kg/m3 0.60 ± 0.10 NH4 - N的轉(zhuǎn)化kg/m3/d 0.35 ± 0.08 NO2的氮轉(zhuǎn)化kg/m3/d 0.36 ± 0.01 廢水二氧化氮氮kg/m3 0 體積轉(zhuǎn)換。公斤Ntot/m3/d 0.75 ± 0.20 污泥轉(zhuǎn)化公斤Ntot /公斤黨衛(wèi)軍/天0.18 ± 0.03 表4維度全面沙龍-厭氧氨氧化過程的三種不同的情況下 反應(yīng)器的參數(shù)股案例1案例2案例3 一般氮負(fù)荷千克氮/天1,200 1,200 1,200 NH4 - N的濃度公斤N/m3 500 1,200 2,000 進(jìn)水流量m3/day 2400 1000 600 沙龍反應(yīng)器體積立方米3120 1300 780 需氧量公斤O2/day 2181 2181 2181 航空需求 * Nm3/day 56,000 56,000 56,000 移動床體積立方米450 450 450 厭氧氨氧化反應(yīng)器的水力停留時間4.5小時11月18日 顆粒污泥體積立方米75 75 75 厭氧氨氧化反應(yīng)器的水力停留時間為0.75小時1.8 3 *計算假設(shè)氧耗15 g/Nm3/mreactor 流程)有較高的投資成本和運(yùn)行成本較高,由于轉(zhuǎn)換 超過硝酸鹽引起的F 5-10/kg ñ刪除。為物理/化學(xué)技術(shù)的價值 的F 10-25/kg ñ刪除估計。這些值可以改變大大如果如能源是 免費(fèi)或低價提供。然而,預(yù)處理必須消除碳酸鹽 中的物理過程作出重大貢獻(xiàn)的價格。 結(jié)論 兩個新概念的脫氮廢水制定了 這大大減少了能源,化工利用的目的。使用的 合并沙龍厭氧氨氧化過程中,脫氮將不再需要 投入的化學(xué)需氧量。合并后的系統(tǒng),因此,可以獨(dú)立運(yùn)作。這使得 盡可能優(yōu)化COD和脫氮分開。擬議的概念 考驗,長時間顯示一個穩(wěn)定的污水,高氨氮去除 而不需要為過程控制。鑒于積極的成本計算的全面實施 可以預(yù)期在不久的將來。 鳴謝 研究氮轉(zhuǎn)化技術(shù)在財政支持 基金會的應(yīng)用水研究( STOWA ) ,該基金會為應(yīng)用科學(xué) (短期豁免書) ,皇家藝術(shù)和科學(xué)院( KNAW ) , DSM的主旨,帕克,和 Grontmij顧問。我們感謝我們的同事們進(jìn)行富有成效的討論和合作。 參考資料 博克,大腸桿菌,施密特,一, Stuven ,河和Zart , 4 ( 1995年) 。氮素流失所造成的反硝化 細(xì)胞銨或使用氫氣作為電子受體。拱橋。微生物。 163 , 16-20 。 Hellinga ,角, Schellen , A.A.J.C. ,穆德。 J.W. ,凡雷赫特。 M.C.M.和Heijnen , J.J. 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