污水處理外文翻譯--用詹姆遜細(xì)胞技術(shù)去除營養(yǎng)化池塘中的藻類和磷

1、<p>　　畢業(yè)論文外文資料翻譯</p><p>　　專 業(yè)： 給水排水工程 </p><p>　　姓 名： 李松松 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 080403108 </p><p&g

2、t;　　外文出處： water research 24 </p><p>　　(2004) 23—28 </p><p>　　附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 </p><p>　　附件1：外文資料翻譯譯文</p><p>　　用詹姆遜細(xì)胞技術(shù)去除營養(yǎng)化池塘中的藻類和磷&

3、lt;/p><p><b>　　1 除藻技術(shù)概況</b></p><p>　　在澳大利亞池塘系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生活污水和工業(yè)廢水的處理，它可以作為多步驟處理系統(tǒng)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，例如生物濾池、滴濾池等，還可以作為唯一的處理工藝。成熟池塘為污水提供了被天然紫外線消毒的停留時(shí)間，同時(shí)池塘中同樣包含了多種微生物，可以對(duì)污水中的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行消化處理。此外，再多及處理工藝中，池塘工藝具

4、有重要的技術(shù)優(yōu)勢。因此，它既可以作為二次處理后的深度處理，又可以作為在上游處理系統(tǒng)失效情況下的應(yīng)急處理。</p><p>　　不幸的是，成熟池塘很容易使藻類增殖，導(dǎo)致出水中懸浮物濃度和酸堿度值普遍偏高。因此，處理水的排放會(huì)引起環(huán)境和健康問題。所以，要將池塘技術(shù)進(jìn)行改善，使之發(fā)展成為一個(gè)符合排放要求，具有良好去除效果的處理工藝。多年以來，科學(xué)家實(shí)驗(yàn)了很多除藻的方法，并且取得了不同程度的結(jié)果，然而，現(xiàn)有的處理工藝都有

5、各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在此主要介紹詹姆遜細(xì)胞技術(shù)與低速混合頭合并成的新技術(shù)。詹姆遜的細(xì)胞技術(shù)已經(jīng)被大量地應(yīng)用于選礦、溶劑萃取等行業(yè)，并且，該工藝在工業(yè)和城市污水處理方面也得到了迅猛的發(fā)展。在Jetflote有限公司（澳大利亞環(huán)境集團(tuán)有限公司分公司）的不斷開發(fā)研究之下，于成熟池塘中同時(shí)去除藻類和磷這一技術(shù)得到了較好的發(fā)展。該工藝涉及到藻類表面化學(xué)知識(shí)，并運(yùn)用較為高端的化學(xué)理論，使得更有效的發(fā)生誘導(dǎo)浮選，將成熟池塘中的藻類和磷能夠同時(shí)去除。<

6、/p><p>　　2 詹姆遜的細(xì)胞技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用</p><p>　　詹姆遜的細(xì)胞技術(shù)是一個(gè)專利。就如圖1所示,它是利用一水噴射下跌從而產(chǎn)生大量氣泡,進(jìn)而發(fā)生一個(gè)更有效的浮選過程(詹姆遜，1999)。相對(duì)于常規(guī)浮選技術(shù)，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為緊湊，運(yùn)營成本更為低廉，不需</p><p>　　要過多的技術(shù)維護(hù)，可以在較高溫度下進(jìn)行操作運(yùn)轉(zhuǎn)等。埃文斯（

7、1995）以及其</p><p>　　圖一 詹姆遜細(xì)胞技術(shù)示意圖</p><p>　　他技術(shù)人員對(duì)細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。將要被處理的水，由泵從下水管頂端的空口抽上來，由此形成的液體射流垂直進(jìn)入下水管。這個(gè)自由射流表面會(huì)攜帶少量空氣，它激射在下水管里面活躍的混合物上，使得空氣進(jìn)入下水道。下水道中，液體和氣泡混合物的下降速度必須使所有氣泡完全下降到水庫中下水道的底部。水庫作為一個(gè)分離區(qū)，允許曝

8、氣粒子漂浮至表面形成一個(gè)污泥層。當(dāng)處理過的污水進(jìn)入下一個(gè)處理工藝時(shí)，污泥溢出水庫，進(jìn)入溢流槽。</p><p>　　最近，隨著詹姆遜細(xì)胞技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用和發(fā)展，發(fā)現(xiàn)將廢水飼料和高分子絮凝劑直接放入下水道，會(huì)使得在混合空氣時(shí)，產(chǎn)生較低的剪切作用。飼料和絮凝劑輕輕進(jìn)入頂部的下水道中，一部分的清潔污水循環(huán)回到頂部的下水道，然后經(jīng)過一個(gè)孔，使得加速產(chǎn)生一個(gè)簡單的液體射流。在絮凝的時(shí)候氣泡的存在是非常有好處的，氣泡被

9、滯留在具有實(shí)際結(jié)構(gòu)的粒子聚集體中。因此該聚集體在誘捕浮選親水性材料時(shí)有很大的優(yōu)勢，例如藻類和磷顆粒。</p><p><b>　　3 實(shí)驗(yàn)室測試</b></p><p>　　將實(shí)驗(yàn)室人工培養(yǎng)的和天然生成的藻類進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)。通過將少量的種子加入到適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)溶液當(dāng)中，我們獲得了大量的藻類，然后將這些藻類轉(zhuǎn)移到自然條件下生長即為人工藻類。自然生長的藻類是從一個(gè)廢棄的淡水水庫

10、(Walka水瀉湖、新南威爾士、澳大利亞)收集而來。絮凝劑的性能測試是在一升的燒杯中進(jìn)行的。監(jiān)測絮凝沉淀的增長，并逐漸加入絮凝劑，然后加入MIBC來加強(qiáng)水體的曝氣。當(dāng)混合停止后，將一小份MIBC加入到一個(gè)注射器,然后快速注入燒杯里創(chuàng)造氣泡，使得產(chǎn)生接觸海藻細(xì)胞漂浮起來。每次處理前后藻類細(xì)胞需要進(jìn)行計(jì)數(shù)。用配備了光學(xué)顯微鏡鏡頭的流動(dòng)儀來觀測海藻細(xì)胞電泳的規(guī)則并計(jì)數(shù)。</p><p>　　測試材料為詹姆遜細(xì)胞(配備一

11、個(gè)低剪切混合頭的J400細(xì)胞)，泵和攪拌機(jī)，絮凝池和儲(chǔ)水池用于絮凝沉淀和廢水回收。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置適宜安放在集裝箱內(nèi)(長6.0寬2.4高3.0米)。污水飼料供給量為1.2千升/小時(shí)。</p><p><b>　　4 結(jié)果和討論 </b></p><p><b>　　4.1 實(shí)驗(yàn)室測試</b></p><p>　　藻類細(xì)胞就像s

12、p型細(xì)胞，在成熟池塘中在外形來說是非常小的(直徑通常為3到7微米,某些絲狀形式細(xì)胞除外)。這就意味著在浮選過程他們與氣泡的碰撞效率會(huì)比較低，為例提高他們的接觸率，我們不得不通過絮凝的方法將藻類細(xì)</p><p>　　圖二 絮凝劑投加量（毫克/升） </p><p>　　胞的尺寸提高到10微米左右。在廣口瓶中的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行，藻類細(xì)胞進(jìn)行了絮凝。為了確保絮凝劑的有效性

13、，我們還對(duì)絮凝劑性質(zhì)、投加量進(jìn)行了測試，由此我們發(fā)現(xiàn)一批陽離子聚合電解質(zhì)特別有效，而陰離子和非離子聚合物通常是無效的。我們也觀察到在兩種不同的藻類絮凝過程中沒有顯著地差異。此外，用綠藻做了同樣的實(shí)驗(yàn)，也有相同的絮凝效果。因此，根據(jù)化學(xué)絮凝效果，我們得出結(jié)論不同種類的藻類具有一些相同的表面特性。</p><p>　　圖三 混凝劑投加量（毫克/升） </p><p>　　隨著

14、藻類的增長，要達(dá)到藻類去除效率大于99%的效果，聚合物劑量要隨之增加，特別是在藻類的對(duì)數(shù)增長期。高分子架橋絮凝的最佳條件發(fā)生在顆粒表面50%被聚合物分子覆蓋時(shí)。因此，在藻類細(xì)胞增長的情況，要達(dá)到較好的去除效果，需要加大絮凝劑的投加量。同樣有跡象表明，當(dāng)藻類細(xì)胞在酵素增殖期時(shí)，聚合物絮凝劑的數(shù)量可以適當(dāng)?shù)臏p少。在藻類的生長時(shí)期，Tenney et al(1969)在他們研究的綠藻類中看到了類似的情況。他們認(rèn)為這種現(xiàn)象的產(chǎn)生歸因于高分子細(xì)胞

15、外代謝物累積。這些聚合物分子可能具有足夠的長度形成藻類細(xì)胞之間的橋梁，也因此增強(qiáng)了絮凝作用。在我們的實(shí)例中，在藻類的生長周期中，使用不同的絮凝劑，沒有顯著的不同。從圖2可以看出，在藻類細(xì)胞表面電荷幾乎完全中和的情況下，藻類去除率最高。這表明，藻類細(xì)胞表面的電荷量多少同樣也是藻類絮凝的重要因素。</p><p>　　表一 不同條件下廢水各指標(biāo)以及藻類去除率</p><p>　　4.2 中試

16、裝置試驗(yàn) </p><p>　　第二個(gè)階段進(jìn)行中期試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)詹姆遜細(xì)胞技術(shù)的穩(wěn)定新進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)估，并開發(fā)出最為適合的浮選裝置。測試地點(diǎn)是在澳大利亞新威爾士南部,維多利亞的一系列內(nèi)河污水處理廠，在所有的試驗(yàn)中，沃加沃加的污水處理廠的結(jié)果最理想，下面加以討論。</p><p>　　沃加沃加是典型的內(nèi)地污水處理廠，存在著處理出水中藻類和磷超標(biāo)的問題。該廠將曝氣池和低負(fù)荷生物濾池作為二期處理

17、系統(tǒng)。然后在污水排入馬蘭比吉河前，進(jìn)入成熟池塘進(jìn)行消毒。我們對(duì)該廠的污水樣品進(jìn)行了試驗(yàn)。通過添加適量的混凝劑比如亞鐵鹽或者氯化鐵等，使得污水在調(diào)節(jié)池進(jìn)行絮凝。這工藝主</p><p>　　1.15 2.4 2.24 3.15 4.4 日期</p><p>　　圖四 沃加沃加水廠出水中固體懸浮物含量隨時(shí)間變化圖</p

18、><p>　　要是為了使廢水中的可溶性磷進(jìn)行沉淀。我們向池塘中加入收集器，對(duì)污水進(jìn)行曝氣的同時(shí)提高磷酸鹽粒子的憎水性。經(jīng)過以上處理工藝后，用泵將出水送入含有詹姆遜細(xì)胞的下水管中。在曝氣的情況下，陽離子絮凝劑直接進(jìn)入到下水管，對(duì)藻類細(xì)胞和磷酸鹽進(jìn)行絮凝。該工藝在對(duì)藻類和磷的去除中取得了和好的效果。如圖三所示，該工藝可以去除水樣中的總磷，水樣取自采用活性污泥工藝的成熟池塘?？梢钥闯觯S著廢水的處理，廢水中總磷的含量呈直線

19、下降，當(dāng)混凝劑劑量被增加到最適量時(shí)，廢水中殘存的磷的含量是非常低的。一個(gè)更詳細(xì)的總 </p><p>　　1.15 2.4 2.24 3.15 4.4 日期</p><p>　　圖五 沃加沃加水廠出水中總磷含量隨時(shí)間變化圖 </p><p>　　結(jié)結(jié)果如上表所示，優(yōu)化了細(xì)胞的生長條件，

20、藻類細(xì)胞的去除率高達(dá)98%以上，磷粒子和總磷含量分別減少到0.1和0.3毫克/升以下。 </p><p><b>　　4.3 綜合實(shí)例</b></p><p>　　1999年，在沃加沃加(新南威爾士,澳大利亞)建成了18千方/天的污水處理廠，其性能與預(yù)期和模仿實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)完全吻合。一般情況下，排放的污水中會(huì)含有一定量的懸浮的固體顆粒(主要

21、由海藻細(xì)胞)，因此，固體顆粒的多少會(huì)被作為一種衡量廢水中藻類數(shù)量多少的標(biāo)準(zhǔn)。就如圖四所示的，在污水處理的過程中，固體懸浮物的量逐漸減少，并且最終少于10毫克/升.藻類細(xì)胞數(shù)量的計(jì)算方法在下表二中有明確的說明，藻類的去除率高達(dá)99%以上。處理后的水中總磷的殘余量低于0.1毫克/升，就如上圖五所示。</p><p>　　表二 沃加沃加水廠中的水在浮選前后藻類細(xì)胞個(gè)數(shù)以及去除率</p><p&g

22、t;<b>　　5 結(jié)束語</b></p><p>　　基于詹姆遜細(xì)胞技術(shù)的浮選工藝經(jīng)過不斷地完善改進(jìn)，在去除廢水中藻類和磷方面取得了良好的效果。通過化學(xué)方法，投加絮凝劑對(duì)廢水進(jìn)行處理，然后絮凝得到的離子聚合物進(jìn)入下水管，由詹姆遜細(xì)胞進(jìn)行去除。經(jīng)試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)營證明該工藝在降低總磷含量方面是非常有效的，可以將總磷降低到0.3毫克/升以下。藻類細(xì)胞的去除率超過98%。細(xì)胞浮選技術(shù)是一項(xiàng)創(chuàng)新，可以

23、改善大多數(shù)水處理廠不能滿足出水要求的問題。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　Bernhardt, H, Clasen, J, 1994. Investigations into the flocculation mechanisms of small algal cells. J. Water SRT-Aqua 43, 222.<

24、;/p><p>　　Evans, G.M., Atkinson, B.W., Jameson, G.J., 1995. The Jameson Cell. In: Matis, K.A. (Ed.), Flotation Science and Engineering.Marcel Dekker, New York, p. 331.</p><p>　　Hadfield, P., 1997.

25、Scum succumbs to fatal attraction. New Sci.155, 11.</p><p>　　Healy, T.W., La Mer, V.K., 1964. Energetics of flocculation and redispersion by polymers. J. Coll. Sci. 19, 323.</p><p>　　Jameson, G.

26、J., 1999. Hydrophobicity and floc density in inducedair flotation for water treatment. Colloids Surf. 151, 269.</p><p>　　Kolarik,L.,Priestley, A., 1995. Magnetic particles in water treatment–adsorption– sepa

27、ration processes, sirofloc processes. Proc.3rd Australian–German Workshop on Water and EnvironmentR & D. Karlsruhe, Germany, December 13– 16, 1994, p. 42.</p><p>　　Mitrovic, S., Bowling, L., 1995. Litera

28、ture Review: Algal Controland Removal From Tertiary Sewage Treatment Ponds. Management Options for Algal Control and Removal. Department of Land and Water Conservation, NSW, Australia.</p><p>　　Tenney, M.W.,

29、 Echelberger Jr., W.F., Schuessler, R.G., Pavoni, J.L.,1969. Algal flocculation with synthetic organic polyelectrolytes.Appl. Microbiol. 18, 965.</p><p>　　Tittlebaum, M.E., Holtman, S., 1982. Algae removal b