附件c：譯文
粉末活性炭對電控反沖洗淹沒式生物膜反應器處理中國傳統製藥廢水的影響
1、中國哈爾濱工業大學市政與環境工程學院郵編：150090
電子郵箱：
2、中國長春工程學院學院水利與環境工程學報郵編：130012
收稿時間：2023年11月17日
修訂時間：2023年1月16日
完稿時間：2023年1月25日
摘要：傳統中藥廢水含有豐富的大分子物質，在配備了相同的電子控制反沖洗裝置的兩個淹沒式好氧生物膜反應器相同條件同時運作情況下，容易在好氧生物作用下像醣類物質一樣降解。乙個是淹沒式生物膜反應器，而另乙個則是粉末活性碳淹沒式生物膜反應器。
反沖洗間隔為5分鐘。通過調整預先設定的反沖洗幫浦真空和頻率，乙個吸力期約90分鐘。乙個穩定的週期態的第24天（576小時）粉末活性碳淹沒式生物膜反應器平均流量是5.
87l/h，平均水力停留時間5.97小時。乙個穩定的週期態的30天（720小時）淹沒生物膜反應器平均流量是5.
85l/h，平均水力停留時間是5.99h。淹沒式生物膜反應器平均cod去除率是89.
29%，有機負荷率為4.16kgcod/m3*d，而粉末活性碳淹沒式生物膜反應器平均cod去除率是89.79%，有機負荷率是5.
50kgcod/m3*d。通過以上處理，cod的排放濃度均實現了原料藥材業廢水排放標準《gb8978-1996》的二級標準300毫克/公升。因此，對於處理中藥廢水電子控制與反衝淹沒式洗生物膜反應器是乙個中等強度的可行工藝。
此外，兩個裝置就預先設定的反沖洗真空和幫浦的頻率越來越高，流量和真空和造成的損失比較，粉末活性碳淹沒式生物膜反應器要低於淹沒式生物膜反應器。因此，除去膜清洗時間，粉末活性碳淹沒式生物膜反應器系統的有效執行時間是淹沒式生物膜反應器系統的1.25倍。
並且粉末活性碳淹沒式生物膜反應器有更好的cod去除效率和更高的有機負荷率。
關鍵詞：電控反沖洗；粉末活性碳；膜生物反應器；好氧工藝；廢水處理
引言：生物膜反應器是活性汙泥法的改良工藝，優點是固液分離不需要設定二沉池。目前被廣泛用於市政和工業廢水處理。
雖然生物膜反應器優越於傳統工藝，如尺寸小和出水水質好等，但是膜汙染仍然是乙個主要的缺點。膜汙染主要是汙染物在濾餅層膜表面上沉積，從而限制了滲透通量。而膜汙染必然導致頻繁清洗膜，這反過來又增加經營成本。
鑑於在經營過程中的膜生物反應器迴圈汙染，已經採取了各種方法來控制。由於通過曝氣產生的氣泡是必不可少的，可用於阻止形成塊狀物，大多數生物膜反應器採用乙個好的構造使膜表面到膜最深層接觸空氣氣泡以減少膜所承受的壓力。定期清洗提高細胞膜的通透性，減少汙染，以創造最優的，穩定的液壓條件。
在間歇性的加入粉末活性碳的情況下，有效減少產生汙垢，增加生物膜反應器的有效工作時間，比沒有加入活性碳的生物膜反應器經營時間延長約1.8倍。
這項對傳統中藥廢水處理研究的重點是對執行的電控反沖洗生物膜反應器的理解，因為廢水富含容易起泡的物質和大分子物質高重量的原因導致固體流失，這是傳統中藥廢水難以好氧生化處理的原因。對粉末活性炭生物膜反應器的探索仍然來自相同條件下與不加粉末活性碳的膜生物反應器的引數比較。
1、材料與方法
1.1、生物膜與反應器
實驗用兩個配備了相同的電控反沖洗裝置的淹沒式膜生物反應器同時併聯執行。兩組反應器配備了相同的有效容積，相同的給水和相同的水位線。其中加入粉末活性炭與不加粉末活性炭作為參照對比。
每個膜生物反應器由成套的500mm*200mm*500mm，有效容積為35l規模的矩形槽組成，並且配置垂直淹沒式中空纖維膜。該膜由0.1um孔徑的聚丙烯材料組成，其分子量截止約為80kd。
每個膜單元有1m2的過濾面積。每個膜元件在開始這項研究之前都已經使用了數個月，他們被1.5%(w/v)的naclo徹底清洗和反沖洗，直到在試驗結果表明兩個膜生物反應器系統有幾乎相同的初始過濾阻力。
1.2、汙水
直接從哈爾濱第二中藥廠中藥工業廢水中收集穩定的廢水。廢水中富含大量的大分子物質難以處理，但是容易在好氧生物作用下降解，比如苷類，鑑於好氧膜生物反應器容易產生泡沫狀物質和需避免高營養，所以廢水在進入反應器之前需要用自來水稀釋。cod在廢水中的濃度範圍是143682.
2-586479.8mg/l，用水稀釋到574.8-3201.
3mg/l為最佳。廢水ph值介於6.75至7.
54，表示相對穩定的中性ph不必考慮其稀釋率。當cod:tn:
tp保持在258:3:1的值時，原汙水和稀釋汙水bod/cod值保持在0.
32到0.37之間。
1.3、原汙泥
該反應器中汙泥是從哈爾濱第二中藥廠活性汙泥法處理回流汙泥中收取的。汙泥被均分到淹沒式生物膜反應器和粉末活性炭淹沒式生物膜反應器中。每35l容積生物膜反應器包括12.
5l汙泥，剩下的就是自來水。開啟反應器內的電加熱器，使生物反應器的溫度維持在25±1℃。在膜分子層下面設定空氣擴散器，以達到混合空氣和液體，形成向上氣液兩相流動，去除膜汙垢層的目的。
為減少由氣泡導致的固體流失，所以採用氣流流量計使空氣混合速率保持大約12-15l/min。粉末活性炭首先用過濾篩篩選幾次以去除雜質。在反應器播種後應立即在粉末活性炭淹沒式生物膜反應器加入87.
5g粉末活性炭，因此最初粉末活性炭濃度是2500毫克/公升。開始實驗前，反應器需要在不改動的情況下連續穩定6小時。
1.4、吸流和反沖洗
電動開關盒是由兩個數字顯示的時間繼電器，兩個微型電子計時器，和8個開關組成。
圖1實心箭頭顯示了吸流流程。在滲透流量計中使用了一種電磁計量幫浦。當膜上的汙垢增加時真空流量計的讀數會上公升。
當連線訊號發出時，指標觸及預先設定的反沖洗真空上限，然後常開電磁閥關閉，而常閉電磁閥開啟，將該管道由吸流切換到反沖洗狀態。電子計時器在同一時間停止，讀數顯示了乙個吸流週期。
圖1空心箭頭顯示了反沖洗流程。反沖洗是靠儲存在反衝洗池中的水來完成的。反沖洗時間間隔由時間繼電器控制，他能靠反沖洗末端發出傳遞訊號。
然後常開的電磁閥開啟，而常關閉電磁閥關閉。因此，反沖洗管道轉換為吸流，時間繼電器又重新計數一次。
冒泡還是有一定的好處，因為泡沫具有限制粒子沉降和防止兩極分化現象的能力，而不是系統內部的汙垢。在給定的條件下, 通過定期反沖洗降低內部結垢，以增加效率。在反沖洗時，幫浦的頻率和通氣量不增加，經濟和管理方面也會保持不變。
曝氣和反沖洗可以降低膜汙染，因此用這兩種方式聯合來降低膜汙染最合適不過了。設定反沖洗時間間隔為5分鐘。
1、高位給水箱 2、閘閥
3、浮控閥 4、水位平衡箱
5、倒帶閥 6、生物反應器
7、中空纖維膜元件
8、觸發真空計 9、常開電磁閥
10、幫浦 11、反衝洗池
12、常閉電磁閥 13、壓力計
14、鼓風機 15、空氣流量計
16、擴散器 17、電加熱器
圖1：實驗裝置示意圖
1.5、取樣
每天採集三份樣品，即：進水，上清液，出水。將混合液通過1.
6um的過濾紙得到上清液樣本。上清液用於區分是由沒有活性炭的微生物自己去除還是僅僅歸因於含有汙垢的膜。因此，在進水和上清液間不同的微生物濃度代表了活性汙泥的去除效果，而上清液和出水間的不同則代表了生物膜的去除效果。
資料組包括幫浦的頻率，流量，預先設定的反沖洗真空和吸流開始一段時間後電子計時器的10分鐘的讀數，直到吸流期快結束，再記錄在下乙個吸流期開始後的10分鐘資料。如此每天在不同時間記錄兩次。在淹沒式生物膜反應器與粉末活性炭淹沒式生物膜反應器之間的記錄時間間隔要低於30分鐘。
除去取樣的時候，沒有生物的流失，從而使序列反應時達到無限。兩個生物膜反應器中的do濃度主要在2.54-3.
90mg/l範圍。通過微觀觀察，在兩個生物膜反應器中存在絲狀菌，所以不會引起汙泥膨脹。
1.6、分析及方法
所有進水、上清液、出水的質量都是依據標準方法測出的混合液懸浮固體濃度和混合液揮發性懸浮固體濃度來確定。在反應器內的細菌只能靠高倍顯微鏡觀察。生物反應器內的do和溫度是靠do測量儀測量的。
在準備了以下標準程式後，用電子顯微鏡對粗糙的纖維膜成相。
2、結果與討論
2.1、通量、幫浦激頻率和預先設定的反沖洗真空
生物反應器中由內部和外部構造組成的膜，散亂分布在混合液中。通過優化控制反沖洗間隔，預先設定的反沖洗幫浦真空，幫浦頻率，流量和水力停留時間在波動範圍內，利用反沖洗和曝氣作用，去除膜汙染。隨著時間的推移，會出現更大的膜汙染，更大的觸發真空計和較小的流量讀數。
因為預先設定的反沖洗幫浦及真空頻率保持穩定，因此，吸氣期變短，反沖洗更加頻繁。由此，總的出水量迅速下降，這肯定是不經濟的。所以有必要根據流量和真空及時對預先設定的反沖洗真空幫浦及頻率進行調整。
由於廢水的特點，需要乙個長的水力停留時間以保持低有機負荷率。通過調整預先設定的反沖洗真空幫浦及頻率使乙個吸力期時間約為90分鐘。乙個24天（576小時）的穩定週期內，生物膜反應器的平均流量是5.
87l/h，而粉末活性炭生物膜反應器的平均流量是5.85l/h（圖所以在生物膜反應器的平均水力停留時間是5.97小時，而粉末活性炭生物膜反應器的平均水力停留時間是5.
99小時。
圖2 a：幫浦頻率b：預先設定的反沖洗真空 c：csmbr和psmbr
由於長期接觸，除了取樣外幾乎不消耗，結合沉積劑和膜材料變得更加鞏固，從而導致了進一步阻塞毛孔，從而減少了有效過濾面積。而且由於區域性區域有效過濾面積的丟失達到了臨界條件，減少了區域性的膜通量。快速沉積的顆粒和膠體聚集，導致了乙個餅狀層的形成和預先設定的反沖洗膜真空急劇增加。
最後，長期執行使餅層更厚更緊湊，導致了液壓過濾阻力急劇增加。在這種情況下，餅狀物才是真正的流體過濾阻力，這個阻力超過了膜的阻力。25日後生物膜反應器通量急劇下降，幫浦頻率甚至是上公升100%。
這意味著膜內部需要再生，預先設定的反沖洗真空幫浦壓力在-48kpa，必須停止執行。如果繼續執行6天，當31日時由於相同的原因，預先設定的反沖洗真空幫浦壓力將會是-50kpa。在長期運**況下，粉末活性炭淹沒式生物膜反應器系統除去膜清洗時間的實際執行時間是淹沒式生物膜反應器的1.
25倍。如圖2b和圖2c顯示，在反應器前25天，粉末活性炭淹沒式生物膜反應器系統的預先設定的反沖洗真空和幫浦頻率都比淹沒式生物膜反應器高。這表明，膜生物反應器中加入粉末活性炭可以減少膜表面汙染物質的積累和防止滲透通量減少。
《環境工程專業畢業實習》實踐大綱
六 考核方式與評分辦法 1 要求 1 實習日記。學生必須每日寫日記，記載實習內容。2 實習報告。實訓結束後，學生必須寫出實習報告。其內容有 實習的內容 收穫 體會 見解 建議及尚存的問題等，並寫出自我鑑定與評語。3 實習鑑定。企業的實習指導教師根據學生在實習期間的表現做出書面鑑定與評語。2 成績考核...
環境工程考研
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