本研究旨在调查γ射线辐照对废污泥增溶的影响外文翻译资料

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Review

Gamma ray irradiation for sludge solubilization and biological nitrogen removal

Tak-Hyun Kim a,n, Myunjoo Lee a, Chulhwan Park b

a Radiation Research Division for Industry and Environment, Korea Atomic Energy Research Institute, Jeongeup 580-185, Republic of Korea

b Department of Chemical Engineering, Kwangwoon University, Seoul 139-701, Republic of Korea

摘要 本研究旨在调查gamma;射线辐照对废污泥增溶的影响。 还研究了通过gamma;射线照射从污水污泥中回收有机碳源。 gamma;射线照射显示有效的污泥溶解效率。 伽马射线辐射增加了可溶性化学需氧量（SCOD）和生化需氧量（BOD₅）。 还研究了可溶性污泥碳源用于生物脱氮的可行性。 通过使用合成废水将用于脱硝的连续生物反应器（MLE工艺）运行20天。 可以得出这样的结论：gamma;射线辐照对于污泥的增溶和从污水污泥中回收生物脱氮的碳源是有用的。

关键词：gamma;射线 污水污泥碳源氘化

内容

1.介绍hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;1

2.试验hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;2

2.1用于污泥溶解的射线照射hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;..2

2.2使用可溶性污泥碳源的生物脱氮hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.2

2.3分析hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.2

3.结果与讨论hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;...3

3.1废污泥的化学特性hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;...3

3.2伽马射线照射使污泥溶解和碳源恢复hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;...3

3.3EPS生产hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.4

3.4含氮化合物的释放hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;..hellip;5

3.5使用增溶污泥碳源进行生物脱氮hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.hellip;...6

1. 结论hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.hellip;8

承认hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;.hellip;.8

1.介绍

废水的通常做法是纳入生物过程。 这些过程产生需要处理的残渣（污泥）。 因此，为了减少污水处理厂的污泥产生，有必要找到更有效的处理方法。 污水污泥含有大量的有机物质和含氮成分。为了通过生物过程去除氮气，将氨有氧氧化成硝酸盐（硝化），然后将硝酸盐还原成氮气（去除臭氧）。 由于电解槽需要电子供体，所以通常在加热反应器中加入外部有机化合物。 最近，国内污水处理厂正在使用外部碳源，这会产生额外的成本。 许多可商购的有机化合物作为生物反硝化的碳源应用。 其中，由于其成本效益，甲醇是最常用的Quan等人，2005）。 但是，使用这些外部碳源会导致运营成本的增加。 因此，污泥减少和碳源回收。通过化学，热和热化学方法（Shanableh， 2000; Aravinthan等人，2001年），目标是溶解废污泥并生产易生物降解的碳源。 经常研究碱性或酸性水解和臭氧氧化，以从废水污泥中回收碳源（林 等人，1998; Neyens等人，2003; Song等人，2003; 崔和Jahng， 2004; Dytczak等人，2007).

诸如伽马射线和电子束的辐射处理已被认为是用于处理废水或污泥的有前途的技术。 电子束处理已被用于提高含有各种生物难治性有机化合物的废水的可生物降解性，所述有机化合物例如纺织废水，兰德尔渗滤液，造纸厂废水以及来自石油生产的废物Kim等，2007; Auslender等人，2002; 裴 等人，1999; Duarte等人，2004）。 已经研究了作为预处理过程的gamma;射线辐射从活性污泥中释放可溶性碳水化合物（穆斯塔法和福斯特，1985年），并且电子束照射已经应用于废水污泥体积减少（郑等人，2001）。 但是，gamma;射线照射的可溶性污泥碳源对生物脱氮的可行性很少被研究。

本研究旨在研究伽马射线照射污泥溶解和使用污泥作为生物脱氮的碳源。

1. 试验

2.1用于污泥溶解的gamma;射线照射

污水污泥从位于韩国Jeongeup的城市污水处理厂收集。 污泥样品从二沉池中收集。 对于gamma;辐解，将污泥样品放入1L玻璃螺旋盖瓶中并在大气压和室温（25plusmn;71℃）条件下照射。 使用高级⁶⁰CO源（Nordion，Inc.，Canada）在韩国原子能研究所（Jeongeup，韩国）对伽马射线进行照射。 吸收剂量使用丙氨酸-EPR剂量测定系统（ISO / ASTM 51607：2003）（ASTM，2004）。

2.2使用可溶性污泥碳源的生物脱氮

将改进的Ludzack-Ettinger（MLE）方法用于生物脱细胞测试。 两个MLE系统在室温（25 71 1C）下运行。 将溶解的污泥作为外部碳源用于脱硝。 为了比较生物营养物去除系统与可溶性污泥碳源，使用甲醇（CH₃OH）进行平行系统。 总工作容积约为30L（缺氧池6L，好氧池14L和沉降池10L），水力停留时间（HRT）为2天。 废水被连续泵入缺氧反应器，速度约为10L / d。 合成废水被制备成类似于常见的污水废水Quan等人，2005）。 将甲醇和可溶性污泥碳源以初始COD值300mg / L添加到单独的反应器中。 SCOD：TN比例调整为300:50。 pH值为7.0-7.5，因此在不调节pH值的情况下使用。 使用城市污水处理厂的活性污泥，初始MLSS设定为约3000 mg / L。

2.3分析

伽玛射线照射后污水污泥样本以4000rpm离心20分钟并过滤，玻璃微过滤器（孔径1.2mm，Whatman GF / C）。 （SCOD），总化学需氧量（TCOD），生化需氧量（BOD₅），全氮（TN），氨氮（NH₃-N），有机氮（Org-N），亚硝酸盐氮（NO₂-N）和硝酸盐氮（NO₃-N）。 SCOD和TCOD浓度采用闭式比色法（比色计：Hach DR / 4000）测量。 通过配备AS-18 4mm柱（ICS-2000; Dionex Corp.）的离子色谱分析NH₃-N，NO₂-N和NO₃-N。 使用pH计（Orion Ross超pH，Thermo Electron Corporation）测量pH。 总固体（TS），挥发性固体（VS）和BOD₅通过标准方法APHA，1995年）。 溶解污泥的碳水化合物含量用蒽酮法测定（高迪，1962年）使用葡萄糖作为标准。 用改进的Lowy法测定蛋白质和腐殖质含量（Fr.o slashed.lund 等人，1996）。

3结果与讨论

3.1废污泥的化学特性

表格1 显示了废弃污水污泥的化学特性。 废污泥含有总固体（TS）16,200 mg / L，TCOD 7.77 mg / L和SCOD 700 mg / L。 原始污泥的SCOD仅为TCOD的4.7％。 这些结果表明，污泥具有将微粒COD转化为SCOD的潜力。 污泥中TN的浓度为92mg / L。 NH₃-N和Org-N在氮组分中占优势。 污水污泥的SCOD / TN比率为7.5。

3.2伽马射线照射使污泥溶解和碳源恢复

通过gamma;射线辐射的水辐解形成一些离子化的和非常活泼的分子，例如OH，e^-和H（下车， 1996）。 还原物质H原子和溶剂化电子（e^-）在氧和水的存在下转化成氧化物种（HO，O^-）。 这些具有OH-自由基的氧化自由基可以增加废污泥中SCOD的产生。 通过gamma;射线照射从污水污泥中产生SCOD有可能为脱硝提供良好的碳源，从而为废水处理节省大量成本。SCOD / TCOD比率和BOD₅/ SCOD比率已被用作评估增溶和生物降解性的指标（Bougrier等，2006). 图。1 显示了通过gamma;射线照射的污泥溶解的趋势。 从 图。1（a）中，SCOD浓度和增溶比（SCOD / TCOD）与gamma;射线剂量成比例地增加。 随着伽马射线剂量从0kGy（未照射）50 kGy，污泥的SCOD也从700增加到2850 mg / L。 然而，在不同的gamma;射线剂量下，TCOD浓度几乎保持恒定。 因此，SCOD / TCOD比率在SCOD浓度中表现出类似的变化模式。 随着gamma;射线剂量从0增加到50kGy，SCOD / TCOD比率从4.8％增加到19.0％。

水性

bull; bull;

水性 2 2

bull;

图。1（b）显示了0至50kGy的不同伽马射线剂量后BOD₅和BOD₅/ SCOD比率的变化。 由于gamma;射线辐射将不可生物降解的有机物转化为可生物降解的化合物，BOD₅浓度从160增加到787 mg / LKim等，2007）。 BOD₅/ SCOD比率表示废

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