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济南大学毕业设计外文资料翻译毕业设计外文资料翻译题 目 用甘草生物脱氮饮用水和曲形竹作为碳学 院 资源与环境学院 专 业 环境工程 班 级 环工1103班 学 生 贺俊力 学 号 20112122052 指导教师 何芳 二一四年四月十四日- 14 -用甘草生物脱氮饮用水芦竹作为碳埃格大学，工程学院，化学工程系，35100 Bornova，伊兹密尔，土耳其收到的2005年10月22日;在修订后的表格2006年2月17日收到;接受2006年2月22日抽象: 在这项研究中，两个天然有机物质: 甘草和巨芦竹进行了调查作为碳源对饮用水的生物脱氮。这些材料作为固体基材和生物薄膜载体。该实验进行在间歇，半间歇和连续完整的反硝化与甘草实现的方法。答竹的去除率根据所用方法的类型87和100之间。人们发现，甘草的硝酸盐去除率6.96毫克/（L天）的N-NO 3和答竹硝酸盐去除率为4.23毫克/（L天）N-NO 3。结果表明，这些有机基材可作为一个替代碳源的反硝化与复杂的过程控制和持续监控。应当指出的是碳源应定期对过程的继续改变。关键词：生物脱氮;碳源饮用水;芦竹;甘草1. 介绍:生物反硝化是硝酸盐缩小反应成氮气，通过酶促反应的序列：NO 3 NO 2 -NO N2 O N 2各步骤通过一种酶体系催化这种呼吸方法，其中硝酸盐或亚硝酸盐作为最终的电子代替氧受体被称为反硝化或解散硝酸盐还原1.当电子从供体被转移到受体的生物获得能量它可以应用于一个新小区的质量的合成和维护现有细胞团。从生化的角度来看，生物脱氮是氧化方法，其中有机基片的氧化不同于呼吸氧分子仅在最后的工序中，在其中亚硝酸盐或硝酸盐氮用作电子受体。因为反硝化是呼吸的过程，一个可氧化基质或电子供体必须作为能量来源2许多细菌能够通过减少成长的离子的含氮氧化物气体产物和该处理要求的4-6，甲醇7,8，乙酸9，脂肪酸10，报纸11，麦草12，未处理的有机碳源. 饮用水具有较低碳含量，各种固体，液体和气体碳源已经评估3如乙醇纤维棉13，糖和甘蔗14，不溶于水可生物降解的聚合物15，合成的聚酯颗粒16,17和天然有机分阶层，如稻草，不同的树的树皮，水解birch-木材等15,18。这项研究的主要目的是考察可行性和使用甘草硝酸盐的去除效率茯苓和芦竹。甘草和芦竹，它也具有在宽范围的应用于各地区. 然而，它们的生物利用反硝化过程尚未知晓。考虑到他们相对低廉的价格，就可以成为一个不错的选择。2. 材料与方法:批次和半间歇实验中，实验室规模的固定床和混合玻璃反应器中，被彼此连接（图1）。循环流速是通过一个蠕动泵调节并引导到创建阿努普流过固定床列。 图.1从固定床的流出物被再循环到的顶端聚酯复合纸。在系统中的总水量是15升。间歇和半间歇使用相同的实验装置的系统进行观察，但是，批量进程被关闭的流出和流入阀创建。对于连续系统的实验中，一个定势床（45 厘米，4 厘米直径），利用玻璃柱垂直向上流动。使用冷却夹套周围的混合罐和列，水温保持在恒定20 8C。将流量通过蠕动泵（突出浦）监管。硝酸盐，亚硝酸盐，pH值，O 2，UV吸收，流动及排温度变化每天进行测定。该系统和CON组的半间歇特性连续的流动系统示于表1a和1b。以mg /（L H）整体体积脱氮性能的N- NO3脱氮反应的反应器中由下式给出：r DV Q D 0 c E =V D表1a半间歇系统特性： 有机物质 甘草 芦竹最初的固定床质量（g） 670 230颗粒形状 圆柱 圆柱基材的消耗百分比 11.86 10.13将有机物质（米2 /米3）的平均表面积 78.76 23.37平均表面积 0.15 0.15固定床高度（m） 2.0 2.0系统中的水的体积（L） 15 15平均进水（升/天） 8.22 10.0再循环流量（L / h）的 32.5 32.5温度（8C） 17.9-18.6 17.3-0PF 7.02-7.3 6.99-7.17表1b连续系统性能 有机物质甘草巨人芦苇 颗粒圆柱环的形状最初的固定床质量（kg） 76*10/3 144*10/3基材的百分比消耗 28 26将有机物质（米2 /米3）的平均表面积 961 1178固定床高度（米） 0.45 0.45固定床（L） 0.450 0.70平均进水（升/天） 0.5-1-2 1-2-1HRT（H） 21.36 / 10.68 / 5.34 18/9/18温度（8C） 20-4 21-24pH值 6.9-7.53 7.0-8.22其中c 0是初始硝酸盐浓度（mg / L）N-NO 3和c E是最低出水硝酸盐浓。V D是脱硝容量校长（L）和Q D是流率（升/小时）。、2.1。进水和分析方法在这项研究中，合成的标准中的水的反应容器介质是基于所述介质中通过DIN V 54900-2或ISO 14851 25，与另外的NaNO3（100毫克/升的N- NO3），0.5接种物和痕量元素溶液（每升：的ZnSO47H 2 O（0.2毫克），的MnCl24H 2 O（0.06毫克），H3BO4（0.6毫克），氯化钴6H 2 O（0.6毫克），氯化铜6H 2 O（0.02毫克），氯化镍6H。 为了分别观察碳源的性能使用高硝酸盐浓度（100毫克/升的N- NO3）。期间的持续时间在研究中，每一个新的实验，接种的微生物拍摄从最后的实验。建立缺氧条件下的反应器，该实验氮气被完全出去。该实验要在黑暗条件下进行;该系统覆盖着铝纸，以防止光渗透。分析级的化学品使用，无需另外纯化.所有样品通过一个0.45毫米膜滤器分析之前过滤并收集的1小时内进行的测试。测量该系统的效率水样，NO3和NO2的值是基于光度测量方法。硝酸盐和亚硝酸盐测定波长517和525nm的分别。2.2。天然有机物质甘草和巨筘从一个地方购买相同的材料被用于所有实验。这些天然材料被保存在室温下（20 8C），并保存在一个无水分容器中。甘草根提取物是一个黑暗的，几乎黑色，有轻微气味和挥之不去的甜味。这种提取物是常见的消费和出售在液体和浓缩的形式。在实验之前，将液体从答竹提取以防止致密颜色萃取。提取进行与水的40甘草根质量比：1，在50 8C。该混合物连续振荡100分钟，然后过滤并在室温下干燥.圆筒形甘草和环形状芦竹切成相等的长度（见表2）。之前放置到反应器中，根据高度每片和厚度（巨芦苇）进行测定，计算表面区域。初始和最终干群众的质进行测定，以确定实验期间可用的有机材料的百分比损失心理时期。表2天然有机物质测量的特性 甘草 巨人芦苇形状颜色 棕色 黄色O.D (m)*10/-2 1.05 1.43I.D *10/-2 0.96厚度（m ）*10/-2 0.24长度（m ）*10/-2 1.5 1.46表面面积（m 2 ）*10/-4 10.58 15.56量（立方米）*10/-6 1.10 1.32密度（千克/米3） 1.09 0.96C,H,N(%) 45, 6, 1.4 45, 6, 1.4 3.结果与讨论3.1 批次实验 固定床列充满了甘草（ 691克）和A 竹（ 456克）和15升的水介质的批处理模式下进行操作。从固定床的流出物被再循环到混合罐的顶部。在混合罐的初始硝酸盐浓度为100 ppm的硝酸（为毫克N- NO 3 / L）。 实验结果为硝酸盐变化（毫克N- NO 3 / L） 中甘草和答竹间歇式反应器中分别示出了图2a和的2d。据观察，当这些天然物质被用作碳源，硝酸盐达到快速除去。 两图中的各部分（图2a和b）表明， 完整脱氮仍可所述实现为100ppm的N- NO 3浓度在反应器中用于两个基板后得到。然而，时间范围之间对甘草和答竹的完整脱氮周期是不同的。结果表明，时间为100 硝酸清除实现总是短于甘草反应堆比答竹反应堆。基于体积率 毫克/（L天）N -NO 3脱氮速度的变化示于图。几乎相等率（48毫克/（L天） -N - NO 3）示于图. 3甘草和答竹批量反应堆分别为两个基板获得，表明细菌群体到反硝化适应发生在很短的时间内同时操作下一批模式。然而，由于在物质的可用脱氮速度下降为进程继续。这种减少是更明显碳源巨筘。一般甘草提供比碳源巨筘更长时间的脱氮速度。图2 。 （一）硝酸盐浓度的变化，根据时间（天）在利用碳源间歇式反应器（毫克/升） 甘草 。 （二）硝酸盐浓度（mg / L），根据时间（天）在间歇式反应器使用碳源巨筘的变化。图。 3.使用答竹和甘草在实验的继续反硝化速度值（ mg / L的天）的变化。3.2 。半间歇实验在半间歇实验中，在混合罐中填充有水介质以100 PPMN初始硝酸盐浓度 NO3固定床柱填充有甘草 （ 670克） 和答竹 （ 230克）。该水介质（15升） 通过混合槽，以固定床反应器之间的系统再循环。同时，从进料罐流（以100ppm N-二NO 3浓度）进入混合罐和那里是从油箱（图1）的流出物的排出。对于半间歇实验，硝酸浓度的变化（毫克N- NO 3 / L）和硝酸盐去除效率 （ ），根据进水流速（升/天）中给出。无花果：图4a和b 。在甘草反应器中，硝酸容易从水中取出并保持远低于允许的极限，为硝酸盐（10毫克/升的N- NO 3）很长一段时间。然而，为A.竹硝酸盐值降低到15毫克/升N的值 - NO 3，和结果不等围绕此值一段时间。要获得完整的脱硝所需的时间较短。茯苓反应堆比所需的周期为A.竹反应堆达到一定值。另一方面，因为碳用尽的存在于天然有机物质来源在该点实验停止，开始一定时间后为两个反应器中的硝酸盐浓度。 相比之下，甘草（98）的半间歇式单元在A中竹（87）的硝酸去除效率较低。在实验结束时，固定床反应器排空和天然有机物质，在室温下干燥。 该物质比测量以确定重量损失。 结果表明，有损失11.86和10.13 有机物质的无水重量为甘草和A.竹。衬底的低利用率百分比暗示的有机碳含量稀少的可用性在检查天然有机物质。图。 4. （a）使用甘草半分批生物脱氮系统结果( 茯苓）硝酸浓度（mg / L） ，去除硝酸盐的变化效率（ ），流速（升/天）根据时间（天）。（B ）半批次使用芦竹（竹答）生物脱氮系统的结果：硝酸浓度（mg / L），硝酸去除效率（）的变化，流速（L / 按时间天） 。3.3 。连续系统实验图5a和b示出了从甘草和A的流出物样品获得硝酸盐浓度的结果。 图。 5. （一） 使用甘草连续生物脱氮系统的结果:( 茯苓） ：根据硝酸盐浓度（mg / L），去除硝酸盐的变化效率（ ），流速（升/天）。时间（天）。（二）连续生物脱氮系统的结果使用芦竹（竹答） ：硝酸浓度（mg / L ），硝酸去除效率（）的变化 ，流速（升/天）根据时间（天）。 在固定床玻璃柱，连续用新鲜脱氮介质送入。虽然，我们观察到，根据批处理式和半间歇模式操作脱氮启动容易，但是在连续模式中的发病脱氮的前一个滞后时间中观察到A.竹实验这表明细菌生活必需品的收养时间脱硝。在这两个实验， 完全去除硝酸盐达到和完成硝酸盐去除后，流程率提高。如图5所示的a和b ，在水力停留时间的减少(表1b ）导致硝酸的突破，以及一个随后增加出水硝酸盐浓度的观察。切换到一个较高的流速可以具有引到席卷一些附加的细菌菌落的出柱的流出水。要适应这一新流量后，反硝化再次发起和硝酸盐浓度值开始减少。在甘草填充柱完全去除硝酸盐达到了。然而，在A.竹柱硝酸盐去除率， 24 36这一HRT之间不等。在该低HRTindicated获得相对低效率利用更高体积反应堆以提高脱氮效率的必要性。甘草和A.竹实验的脱硝效率依赖于连续系统的变化HRT 。值得一说，对一个脱硝装置的设计过程而言， HRT应该是反硝化过程 12,26,27 的效率。表3 脱氮在不同的反应器系统采用天然有机物质的速度系统 物质 物质 容积率 表面相关率 表面积 系统的成本 (kg/kg) (mg N-NO 3 /(L h) (mg N-NO 3 /(m 2 h) (m 2 /L) ( /kg N-NO 3 )一批 巨型芦苇 1.50 0.542 0.415 1.306 0.75 甘草 0.866 0.859 0.40 2.128 7.36 半间歇 巨人芦苇 1.24 3.58 2.74 1.306 0.622 甘草 0.745 5.13 2.41 2.128 6.33连续 巨人芦苇 0.939 4.23 3.23 1.306 0.469 甘草0.285 6.96 3.27 2.128 2.42当两个天然有机物质的反硝化速率进行比较（表3） ，我们发现甘草茯苓在所有类型的反应器得到更好的去除硝酸盐去除速率。尽管硝酸高效率甘草( 100）和A.竹（ 87-100 ） ，这些基材比一些给定文献的效率相对较低 12 , 28,29 。这可能是碳在基板相对稀少的可用性的后果.脱氮费用根据所需量的底物脱硝和单价物质（8 /千克巨芦 0.5 /千克答竹）来计算。根据我们的成本估算尽管获得更高的脱氮率中甘草、A竹似乎是更便宜的基板比-G、茯苓。答竹的脱氮成本（ 0.46-0.79 / kg的N-二NO 3）被发现是比其它底物便宜，例如甲醇（ 2.0-4.0 /千克N-二NO 3），乙醇（ 2.0 /千克氮-NO 3） ，乙酸（ 3.5 /千克氮 - NO 3） ， PHB （ 2.1-2.7 /千克氮-NO 3） ，和PCL（ 1.33-1.7 /千克 N-二NO 3） 28 。NO 3 / L - 在这三个研究反应器系统，在连续流动系统与半分批和分批以下脱氮率最高（6.96毫克N- NO 3 / L和H为甘草4.23毫克N-获得h表示A.竹）。为了获得更高的硝酸盐去除效率，可能需要根据长HRTS这将结束了较大的利用率要操作反应堆。因为在衬底上的可用有机化合物时间减少，反应器一些新鲜的碳源填充后时间变得至关重要。基板和较大的脱硝装置的要求的更新将限制因素。之前的任何实际的应用，应当考虑两个碳源需要复杂的过程控制和连续监测。雅阁 - 荷兰国际集团到操作模式以及水处理所需的需求，应计算所用的底物的量。4.结论甘草（甘草）和芦竹（ A.竹） 表明饮用水应用为反硝化微生物的唯一的化学和物理基板方面的积极影响。我们的研究结果表明，根据使用的工艺的类型玉米 - 完整硝酸盐去除可与甘草获得87和100之间A.竹的去除效率变化。利用率低基板的百分比意味着在研究天然有机物质有机碳含量的稀缺房源。最高脱氮率在连续流系统中获得（ 6.96毫克N- NO 3 / L H的甘草和4.23毫克N- NO 3 / L H为A.竹） 。然而，甘草似乎是更好的碳源，在那里为A.竹现身根据我们的成本估算是便宜。因为其低的价格和广泛的可用性，这些基片可能被用来作为一种替代碳源生物反硝化过程。致谢：这项工作已经由INCO -DC范围项目ERBIC18CT97016、TECHNOL发展在饮用水处理硝酸盐和农药中去除进行了 。由欧洲委员会和埃格大学研究基金会资助 。工具书类： 1 护士组反硝化与甲醇：微生物学和生物化学。废物1980；14（5）：5317。 2 Timmermans P面包车上的反硝化与甲醇基本的.生长及反硝化能力研究,水资源1983；17（10）：124955。 3 mateju V，cizinska，科列积西J，janoch T.水生物脱氮。酶的微生物技术，1992；14（3）17082。 4 绿色schnizer M，M，柏油，波格丹B，谢列夫G.地下水采用上流式污泥床反应器脱氮。水资源1994；28（3）：6317。 5 卡普尔，viraraghavan T.硝酸盐去除饮用水中的审查。环境工程，1997；123（4）：37180。 6 达哈卜MF，从水中去除硝酸盐的循环kalagiri J.固定膜生物反应器操作。水科学与技术1996；34（1-2）：3318。7 弗兰克WC nitratentfernung多特从饮用水使用生物脱氮。水；1985年28795 65：。 8 Hoek JP，Klapwijk A.硝酸盐从水排出地面。水资源1987年，21（8）：98997。 9 bandpi马，埃利奥特DJ。去除地下水硝酸盐的使用缺氧好氧生物转盘。水科学与技术： 1996；34（1-2）：32330。 10 亚通X.挥发性脂肪酸碳源生物反硝化。 J.环境科学1996；8（3）：25769。 11 volokita m，贝尔金，Abeliovich一，苏亚雷斯MIM。生物反硝化脱氮,使用饮用水和报纸。水资源的1996；30（4）：96571。 12 苏亚雷斯MIM，Abeliovich和小麦秸秆为底物：水的脱硝技术。水资源的1998；32（12）：37985。 13 volokita m，Abeliovich，苏亚雷斯MIM。地下水反硝化：用棉花作为能源资源。水科技1996；34（1-2）：37985。 14 nurizzo C，mezzanatte V.地下水生物脱氮对固砂：用糖为碳源的膜反应器。水科学与技术： 1992；26（4）：82734。 15 亩llerwr，heinemanna，schaferc，wurmthalerj，reuttert。方面： PHA（poly-b-hydroxy-butyric-acid）作为反硝化在h-donator：水处理工艺。水供应量的1992；10（3）：7990。 16 mergaert J，博利，该公司MC，亩ller水，秋千J.身份和异养细菌的潜在功能分离的连续上流式固定的饮用水脱氮菌床反应器特殊聚酯作为碳源和电子供体系统。应用：杂志2001；24（2）：30310。 17 等，mergaert穆勒J，C，lebrenz H，该公司MC，亩ller水等人。在饮用水处理中脱氮和农药的消除：用可生物降解聚合物聚（-己内酯）PCL。摘要:hydrochim水生生物学报2003；31（3）：195203。 18 亩ller WR A，Vanessa Sperandio博士，使biologish M.反硝化在污水处理germaterialien abboubaren TRA进一步发展。农民1328 1985；38。 19 ambawade SD，kasture VS，kasture某人