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1、毕业论文（设计）外文翻译题目：关于用旋转生物接触器系统处理灰水的效率的研究学 院：环境科学与工程学院专 业：给水排水工程班 级：给排水1001学 号：学生姓名： 指导教师： 二一三年十一月外文翻译之一关于使用旋转生物接触器系统处理灰水的效率的研究作者：Amr M.Abdel-Kader*国籍：埃及出处：Journal of King Saud University Engineering Sciences 摘要：对水的需求随着人口的增加和气候的不利影响而不断增长，特别是在地中海盆地地区，关闭循环水的创新概念和技术正处在被迫切需求的状态。在众多关于创新水资源研究选项中，灰水的分离回用作为一个可持
2、续发展方法被更多地区所高度关注。灰水占家庭用水量体积中的很大一部分，达到重用规则和条例的已处理灰水可以用于农业、园林绿化和冲厕等多种用途。这个数学模型被用于研究旋转生物接触器处理灰水的质量以及性能而这个GPSX（第五版）模拟程序在此研究中用来模拟提出的生物接触器植物，该生物接触器由三部分组成，第一是生物接触池单元，第二是沉淀池单元，第三是消毒池单元。在模型优化以后，三种不同浓度的灰水被用于运行该数学模型，分别是低、中、高三种浓度灰水，而生物接触器实验的试验工厂通过使用数据验证了所提出的模型。这项研究的结果表明，对于所有浓度的进水灰水来说，生物接触器系统在处理BOD的效率介于93%和96%，处理
3、TSS的效率介于84%和95%之间，同时，该模型的研究结果表明，灰水是可以被生物接触器系统妥善处理的，而且在消毒灭菌，砂滤以后可以重复使用于多种用途。 1.介绍 在全球水资源短缺和卫生设施不足的情况下，生活污水处理以及回用正在成为一个重要的研究领域。在发展中国家，水供应不足和不合格的卫生设施每天都会造成成千上万的死亡，而在发达国家，规则的无效和腐败往往造成水的浪费，废水处理系统造成了湖泊，河流和地下水的污染。同时，各个国家的水需求量增加，农业灌溉的水供应是许多国家的粮食生产的限制因素（芬利等人，2009）。生活污水来源分为灰水和黑色水流是一个对废水处理和再利用过程的简化和分散策略。灰水，不包括
4、厕所废物，通常代表6070%的液体废物流（弗里德勒，2004）。 传统的集中式供水管理办法越来越不合适，这是由于很长的污水处理线的投资成本升高，有时甚至高于处理措施，运行和维护的费用都很高，大量的优质水需要长距离的废物运输并且还会有很高的风险。另一方面，用onsit方法分离-收集-处理回用住宅区灰水也作为一个元素分散的方法受到越来越多的关注。灰水被定义为来自淋浴、浴盆和洗衣机的低污染家庭水流（诺尔德，1999）。 被妥善处理过的灰水有用于灌溉、冲厕以及各类清洗目的的潜力。灰水约占家庭用水的70%，跟生活污水相比具有有机物浓度低，细菌少的特点（亨策，1997），因此，在处理技术的应用和相关费用方
5、面，灰水的处理和再利用比复合污水容易的多。灰水实验的做法和执行开始于十年前几个系统的构造和操作，有些相当成功。然而，在德国，四分之一的系统被评定为不合格（Maeda等人，1995；Huelgas等人，2009；诺尔德，2005）。 一系列的技术，从非常简单到很复杂的系统，都可用于灰水处理和利用（杰弗逊等人，1999）。一些处理方案包括：自然系统、过滤、旋转生物接触器、序批式反应器和膜生物反应器已经被实际运用，紫外或氯化过程通常用于灰水处理回用系统的消毒目的（诺尔德，2005；Atasoy等人，2007）。 灰水的研究在某种程度上集中在几种处理技术，以满足各方面的循环利用准则以及优化处理效率。然
6、而，灰水在某些特征上和家用符合污水是不同的，因此，附着生长式生物系统的工艺设计和动力学参数操作预计是与复合生活污水脱离的。沿着这些路线，本研究的目的是测定RBC方法处理灰水的生物反应动力学工艺设计参数，生物膜特点，对污染物去除优化效率。RBC方法处理后的水主要用于厕所冲洗的目的。动力学变量通过使用莫诺和可变阶模型生物膜动力学来确定。RBC的灰水处理性能通过在其他可能的灰水处理选项上的优势以及劣势的评估来确定。 在这项研究中使用的模块化程序GPSX（版本5）是对城市污水和工业废水的处理厂的一个模块化的，多功能的模拟环境。GPSX采用先进的图形用户界面来便于动态建模与仿真，还采用了最新的研究进程过
7、程建模，仿真技术，图形和一个主机的生产力工具从而简化模型的构建、模拟和解释结果。 2.材料和方法2.1中型配置与运行条件2.1.1 旋转生物接触器（RBC）的试验工厂数学模型 该数学模型被用来研究RBC对灰水的处理性能和能力。GPSX（第五版）模拟程序在这项研究中被用来模拟提出的RBC试验厂。GPSX是一个对城市仿真和工业废水处理场的模块化的，多目的的模拟环境。图1显示了RBC的数学模型系统的总体布局。该旋转生物接触器（RBC）是由三部分组成，首先是红罐装置，第二是沉淀池单元，第三则是消毒池单元。该模型具有优化提出模型生物反应的动力学参数的能力。模型优化以后，三种不同浓度的灰水被用来运行该数学
8、模型,分别是低、中、高三种浓度。灰水的特点是基于土耳其Tubitak城市环境研究所的研究的（Baban等人，2009）。灰水是从宿舍楼收集来的，而管道系统又被分为黑水和灰水。在实验过程中运用检测了多种浓度的灰水，低、中、高浓度的灰水都被用于运行模型。同样，一个实验性的旋转生物接触器试验装置也被运行于被研究，试验装置的结果也被用于所提出的模型的校准和验证。RBC试验设施和RBC模型的操作条件如下：平均流量=400d-1RBC液体体积=0.2m3RBC盘片面积=16.2m2生物膜的液体馏分=40%生物膜的最大厚度=0.001m混合液悬浮固体浓度（MLSS）=2800mg/l澄清池的表面积=0.5m
9、2，澄清池水深=0.40m污泥废物（来自沉淀池）=21/m3/d，污泥龄=4.00.5天水力负荷率，HLR=0.03m3/m2d.消毒池容积=30L，氯的剂量=1.0mg/L RBC的动力学参数如下：（a）异养生物活性： 异养菌最大比增长率=3.2d-1 易于生物降解的底物半饱和系数=5.0gCOD/m3 有氧半饱和系数=0.2gO2/m3 厌氧半饱和系数=0.2gO2/m3 异养衰减率=0.62d-1（b）主动自养生物 自养菌最大比增长率=0.75d-1 氨（作为底物）的半饱和系数= 1.0 gN/m3 氧半饱和系数=0.2 gO2/m3 氧半饱和系数=0.04d-1（c）水解： 最大的特定
10、水解率= 2.81d-1 慢生物降解的培养基半饱和系数= 0.15gCOD/gCOD 缺氧水解因素=0.372.1.2选装生物接触器（RBC）实验性试验设备系统 这项研究中采用的灰水是从宿舍楼收集的，鉴于宿舍楼的管道系统提前分为黑水和灰水。厨房废水也属于灰水系统。图2显示为RBC实验系统示意图。在加到RBC单元之前，灰水要首先通过一个粗网（1厘米的孔）和一个配有3毫米颗粒大小的筛的均匀水坑。RBC储水池总共包括36个盘总共占16.2m2的面积。RBC单位实验每十个月进行一次，低、中、高浓度的灰水根据操作周期作为进水废水流入RBC试验设施。蠕动泵被利用去筛选进入RBC设施的灰水。RBC单位用水流
11、量为400l/d。经RBC设施处理过的污水进一步进行紫外线消毒过程（Baban等人，2009）。 在初始的运行阶段，通过MBR操作从灰水中提取活性污泥，并加入RBC反应器中，使得反应器适应和促进生物膜在盘上的生长。对生物膜生长相关的参数（生物膜的每单位面积的重量和BOD5，TSS，TKN，总大肠菌群和浊度）进行了监控以评价每周的流出物的可重用性。此外，NH4+，NO3也被监控用于过程控制的目的。监测参数的分析是按照一定的标准方法的（Apha，2005）。 据美国环保署建议的再利用准则，尤其是为城市重用的目的，对各种灌溉，马桶的冲水，BOD5浓度不应超过10mg/L，TSS浓度不得超过5mg/L
12、，粪大肠菌群不应在100ml的样品中被监测出，PH值应该在69范围内（EPA，2004）。其他的准则，例如WHO的准则对灰水的回用相关参数具有更高的限制（WHO，2006）。因此，EPA的建议指导方针被考虑为在整个实验研究中的标准。同样的，在整个研究中得到的结果也拿来和WHO回用水标准进行比较。对RBC系统的进水灰水浓度范围有低、中、高浓度。表1显示了灰水浓度对RBC系统的影响。 2.2灰水对RBC数学模型和RBC试验设施系统的影响力 三种浓度的灰水的浓度被用作对RBC模型和RBC实验的试验设施的影响因素。RBC模型和RBC实验的温度被假定为22摄氏度。灰水的浓度的是低、中、高浓度。表1显示了
13、灰水的特性对RBC模型和RBC试验模型的影响。对RBC模型和试验设施有影响的进水流量为400L/d。 3.结果与讨论 表2显示了RBC试验设置数学模型的摘要信息结果。低、中、高进水浓度的总悬浮固体去除率分别为83.6%，92.8%和94.8%。然而，三者的BOD去除率又分别为94.2%、95.5%和95.9%。同样的，对中、高两种浓度的总氮去除率TKN分别是58.6%和74.3%。 表3显示RBC试验设施的总结结果。低、中、高三种浓度的进水总悬浮固体去除效率分别为92.9%、86.1%和86.3%。然而，三者的BOD去除效率分别为93.1%、94.7%和95.6%，同样，三者的总氮去除率TKN
14、分别是85.0%，71.3%和57.0%。从这些结果中可以得出这样的结论，RBC系统的BOD和总悬浮固体TSS的去除率高到足以满足对灰水处理的要求。图3显示了灰水浓度与总悬浮固体浓度之间的关系。图4显示了灰水浓度和BOD浓度之间的关系。图5显示了灰水与总氮浓度之间的关系。从这些图解中可以得到结论，所提出的RBC数学模型可以足够准确的模拟RBC系统的生物处理。 图6显示了灰水浓度和总悬浮固体颗粒去除效率之间的关系。同样的，图7显示了灰水浓度与生化需氧量去除效率之间的关系。图8显示了BOD负荷率和TSS以及生化需氧量去除效率之间的关系。低、中、高浓度灰水的进水BOD负荷率分别约为1.78%、2.9
15、4%和4.55gm BOD/m2。从这些所有的结果中可以得出结论，RBC系统的去除效率随着BOD负荷率5g/m2d而增长。 灰水被提供了有限制的氮从而使生物大量生长，矿化和硝化作用有效进行。RBC系统在该过程中没遇到任何问题，这是由于生物膜工艺具有较低的生物量和很高的污泥龄。低、中、高进水灰水浓度的氨氮负荷率分别0.015,0.054和0.136gNH+/m2d。然而，三者的总氮负荷率TKN分别约为0.049,0.198和0.321gTKN/m2d。处理后的出水水质基本满足重用环保署建议的农业和城市用法指导方针的标准。然而，颗粒从生物膜分离虽然提供了沉积但会使总悬浮固体浓度TSS违反标准。为了
16、这个目的，杀毒前的简单砂过滤单位实际上符合连续不断重新回用的标准，并且同样可以确保消毒过程的效率。 应该强调的是，采用其他技术如膜生物反应器处理灰水污染物的效率实际上是高于RBC系统的，特别是在COD、BOD和悬浮固体浓度的处理上。然而，对于回用目的，RBC可能是一种很有前途的灰水处理方法，考虑到其操作方便，运行和维护成本低，没有技术人员要求和足够出水水质的规定。RBC单元操作的平均能源要求被计算出大概为1.2kWh/m3灰水处理。相应的MBR和SBR法处理灰水需要的能量计算分别为1.7kWh/m3,3.6kWh/m3。因此RBC系统处理灰水的能量需求也低于MBR和SBR系统。4.结论基于从本
17、研究中获得的观测结果，得出以下结论：对所有浓度的进水，RBC系统的BOD处理效率在9396%之间，TSS的去除量在8495%之间。RBC系统的处理效率随着BOD负荷率增长到5.0gBOD/m2d而增长。RBC系统在消毒前的砂率单位不断保证出水符合处理标准，也同样是消毒工序效率的保证。所提出的RBC模型的结果证明经过RBC系统妥善处理以后的灰水在砂率和消毒以后可以用于多种目的。RBC系统相较于其他灰水管理技术有很多优点，操作成本低，操作方便，技术人员要求低。 参考文献APHA, AWWA and WPCP, 2005. Standard Methods for the Examination o
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