環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)英語部分課文翻譯(3、8、10、15、16、19、23)

1、 Unit 3 What is Waste Reduction/Waste Minimization?什么是廢物減量化，廢物最少化 美國花費(fèi)了大量的時(shí)間在討論像資源減量化，廢物最小化，循環(huán)和阻止污染這些術(shù)語上，EPA已經(jīng)提供了以下的定義。 資源減量化：減少在于一個(gè)過程中的大量廢物的任何行為。它包括，例如，過程調(diào)整，原料調(diào)整，提高管理和回收內(nèi)在循環(huán)。廢物最少化：產(chǎn)生的廢物最大程度減少，然后處理，存儲，或者處置。它包括了被導(dǎo)致了只要減量化與現(xiàn)在或?qū)硗{到人類健康和環(huán)境的最小化的目標(biāo)一致的總?cè)萘炕驈U物數(shù)量的減少或者廢物毒性的減少，或者兩方面兼?zhèn)涞陌l(fā)生器承擔(dān)任何資源減量化或循環(huán)的活動。 回收：作為一

2、個(gè)商業(yè)產(chǎn)品的代替品，或作為一個(gè)工業(yè)過程的原料的利用或再利用。它包括了廢物的有用的小部分或來自允許再用的去除了污染物的廢物的在現(xiàn)場或離開現(xiàn)場的回收利用。 污染的防止：污染可能在生產(chǎn)過程之中產(chǎn)生，或者在當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品被用作商業(yè)用途或被消費(fèi)者使用的時(shí)候產(chǎn)生。這樣可能在三個(gè)方式上被阻止：改變投入/減少依賴有毒物或有害的原材料；改變過程/增加效率/提高類似設(shè)備修改的維修保養(yǎng)，更好的管理，在過程中閉環(huán)循環(huán)；或者改變產(chǎn)出/減小對有毒或者有害產(chǎn)品的依賴。隨著1984年危險(xiǎn)廢物和固體廢物修正案資源保護(hù)和恢復(fù)法的通過，美國國會建立一個(gè)國家政策來表明回收或消除危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生重要性。美國國會宣稱它是一項(xiàng)無論在美國哪里都可

3、行的國家政策，要盡可能迅速地回收或消除危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生。然而產(chǎn)生的廢物還是應(yīng)被處理、儲存或處置，從而盡量減少現(xiàn)在和將來對人類健康和環(huán)境的威脅。在1990年，美國國會通過污染防治法，建立了一個(gè)全國廢物管理政策。表明第一污染應(yīng)該被預(yù)防或回收；;第二，廢物應(yīng)該用一種環(huán)保安全的方式進(jìn)行循環(huán)利用； 第三，廢物應(yīng)該被處理; 最后，廢物應(yīng)該被除去或降解到環(huán)境。在美國，隨著這些和其他環(huán)境法規(guī)的通過，廢物最少化成為一種重要的工作理念.廢物回收/廢物最少化技術(shù)同時(shí)，對于一些特定的工廠，廢物最少化的當(dāng)然是在具體的工廠或在實(shí)地，能用的技術(shù)能被分為以下主要幾類：product changes產(chǎn)品改變process cha

4、nges過程改變equipment modifications設(shè)備改造operating practices操作訓(xùn)練recycling and reuse回收和再利用在實(shí)踐中，盡量減少廢物的機(jī)會是有限的，只有被工廠人員的聰明才智所利用. 這種技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用與大數(shù)量的工業(yè)和工業(yè)化生產(chǎn)過程，同時(shí)也被應(yīng)用于有危險(xiǎn)性和非危險(xiǎn)性的廢物。 產(chǎn)品改變有毒的材料經(jīng)常能被無毒的所代替。這樣的例子有很多。洛克希德公司成功地將堿性氰化物電鍍槽轉(zhuǎn)變成酸性非氰化物電鍍槽。由于簡化廢物處理需求，電鍍質(zhì)量相當(dāng)和總成本減少了，即使電鍍化學(xué)品的成本較高。國防部一直參與測試完全不同的“安全替代品” ，以取代有害溶劑，如氯乙烯，

5、三氯乙烷 和三氟三氯乙烷 ，用于金屬清潔.因此，一些維修店已開始用可生物降解的溶劑取代蒸汽除油劑和冷溶劑罐。美國物理協(xié)會材料公司在其等離子體噴霧沉淀工藝的冷溶劑脫脂操作過程中會產(chǎn)生出兩種危害性廢物，即1，1，1-三氯乙烷和甲醇。一種可用松油稀釋的清潔劑被用作代替兩種危險(xiǎn)物質(zhì)，并已經(jīng)證明在環(huán)境上和經(jīng)濟(jì)上的得到了成功。萊克實(shí)驗(yàn)室，一間3M的制藥工廠，在藥片上涂上溶劑。S溶劑的排放物有可能已經(jīng)超出現(xiàn)有的空氣污染的極限。 一種水溶性涂料被開發(fā)用作代替溶劑的涂料。不同的噴霧設(shè)備已經(jīng)被安裝了，并測試了產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。T這些測試都是成功的，每年阻止了24噸的空氣污染物的排放。美國最大的電話電信公司AT&

6、T有一個(gè)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，就是在1994年使含氯氟烴減少100%并在2000年消除各種的有毒的廢氣排放物。他們已經(jīng)用一種檸檬果制品和其他有機(jī)物所代替過去曾用于清潔電子設(shè)備的溶劑；通過使用AT&T的低固態(tài)助焊劑取消了含氯氟烴在電路板制造工藝的使用。用檸檬油精代替氯化溶劑可以允許Xerox（施樂）的溶劑排放到大氣中的量從200，000鎊減少至17，000磅。過程變化一種高壓水提取操作已經(jīng)能使Xerox（施樂）每年回收800，000磅的鎳和2，000，000磅的鋁管，還有退回160，000磅的硒給供應(yīng)商循環(huán)再用。造紙公司開發(fā)了一個(gè)被稱為“預(yù)循環(huán)” 的資源回收系統(tǒng)，它的紙產(chǎn)品被大量的包裝，因此省下了那些可

7、能要浪費(fèi)掉的材料。雪佛龍公司過去曾經(jīng)在填埋場處理罐底沉淀物。該公司現(xiàn)在是用一種離心機(jī)把油從水中分離出來；它對那些油進(jìn)行再利用并且對那些水進(jìn)行處理使得只殘留很少部分的固體被填埋（少于5%的原始污泥含量）。在3M的辦公系統(tǒng)分離部門，一臺溫度控制電腦已經(jīng)被應(yīng)用來控制開啟溫度，還有那開啟所排放的廢物，在銀，紙張，溶劑和勞動力等方面每年省下了533，200美元。它的成本是被排放的16，000美元處理掉137噸的固體廢物，防止了53噸的空氣污染物。設(shè)備改造 設(shè)備能夠被改造以能夠提高恢復(fù)或回收的操作率，產(chǎn)生更少廢物，或提高操作效率。.在新澤西的Bayway，一個(gè)Exxon部門，在16個(gè)容器中安裝了儲存了在工

8、廠中使用的最有揮發(fā)性的化學(xué)品的浮頂。浮頂根隨著液體水平的變化而升降，因此，使必須從工廠被排放出的化工蒸氣減到最小。污染物每年總的減少量是680，000磅，價(jià)值超過200，000元。操作實(shí)踐一般地，好的內(nèi)部管理是廢物最少化的關(guān)鍵。這樣維持一個(gè)嚴(yán)密的定期檢修的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驕p少很多廢料。散漫的內(nèi)部管理習(xí)慣如儲罐，閥門，或泵的泄漏，可能造成處理化學(xué)制品溢出而需要采取凈化和處理措施。不夠干凈或不充足的洗液時(shí)間將減少處理化學(xué)制品的有用性，增加廢物處理的費(fèi)用和化工替換的費(fèi)用。 在一些部門中提高材料的接收，儲存和操作實(shí)踐，材料在沒有使用之前就不是“廢物”了。對于教育工作者設(shè)備能正確的使用是很重要的，例如，操作者適

9、當(dāng)?shù)剡\(yùn)用噴霧技術(shù)可能會有意想不到的收獲。采購和倉庫里的管理可能需要改善。原材料因?yàn)榇娣旁诩茏由咸L時(shí)間失去了它們本身的使用價(jià)值，從而變成了廢物。和供銷商達(dá)成協(xié)議去回收容器，使用少用包裝等等，都可以減少固體廢物在工廠里的產(chǎn)生。對廢物的適當(dāng)分離將為回收和利用提供更多的機(jī)會。回收利用一個(gè)化學(xué)品比購買一個(gè)新的物質(zhì)和對舊物質(zhì)的處置費(fèi)用要低。有時(shí)候，一個(gè)材料也許不再符合原來的規(guī)格，但是也許可以適用于設(shè)施上的其他用途。譬如，被用于清洗油漆設(shè)備的溶劑也許對于下一批產(chǎn)品起稀釋劑作用。回收和再利用回收可以在現(xiàn)場和非現(xiàn)場執(zhí)行。 廢物交換可以為在一個(gè)工廠的廢物成為在另一個(gè)上有用的產(chǎn)品提供機(jī)會。廢物最小化/實(shí)現(xiàn)減少廢物

10、為了在行業(yè)中能夠?qū)崿F(xiàn)廢物最小/減少廢物，某些要素必須具備的.首先，是所有者或管理層的承諾.這應(yīng)當(dāng)有一個(gè)書面政策表明支持廢物的最小化.在員工熱心采用以前，管理者必須是被認(rèn)為是很支持廢物最小化的。承諾必須是真實(shí)的，影響生產(chǎn)的決定，并成為工作績效評價(jià)的其中一部分. 應(yīng)該成立一個(gè)廢物最小化的機(jī)構(gòu)。雖然每家公司會有所不同，具體數(shù)量和形式取決于公司的規(guī)模，復(fù)雜性和資源，這個(gè)機(jī)構(gòu)應(yīng)由各種各樣的能夠?yàn)閺U物最小化作貢獻(xiàn)的來組成。包括以下的代表應(yīng)該成為機(jī)構(gòu)的一分子:這些隊(duì)伍的成員們必須有定期會議，以集思廣益，并尋找機(jī)會。每個(gè)廢物流應(yīng)該被認(rèn)為是一個(gè)機(jī)會知道被證明不是為止。記住，廢物是放錯(cuò)地方的資源。盡量減少廢物的計(jì)

11、劃的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)明確地被定義，使每個(gè)人都知道時(shí)間表，以確定是否達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。機(jī)會優(yōu)先。并非所有的廢物都具有相同的價(jià)值。比如說尋找 “長的較低的果子”,這是最容易達(dá)成的一個(gè)。如明顯廢物的處理，如花費(fèi)/利潤的比率，如明顯有害的物質(zhì)。涉及到每個(gè)人，教育員工讓大家為盡量減少廢物提出建議，每個(gè)人 “浪費(fèi)”一點(diǎn)，可能就能得到一個(gè)解決辦法。確定這些建議在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可行性。必須執(zhí)行廢物評價(jià)，以確定消除廢物的可能性。確定費(fèi)用/節(jié)約廢物管理，處置，治療，并盡量減少廢物。需要落實(shí)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)可行性研究，以確定是否有應(yīng)該去嘗試一個(gè)方法的必要。表明此工程項(xiàng)目可能是必要的。學(xué)習(xí)他人經(jīng)驗(yàn)。在廢物最小化這一領(lǐng)域已有很多書面資

12、料。許多人愿意分享他們的知識。不會嘗試去重新發(fā)明人家已經(jīng)發(fā)明的東西。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的伙伴，以分享想法，參加相關(guān)會議，利用技術(shù)交流中心。記住，廢物最小化是一個(gè)正在繼續(xù)的過程，通過降低廢物處理成本而收益。 第八單元 空氣污染物的類型和來源什么是空氣污染物？空氣污染在一般情況下被定義為,含有一種或多種化學(xué)物質(zhì)，在高濃度下對人類,其它動物,植物或者材料有危害的氣體。主要有兩種類型的空氣污染物。一是原發(fā)性空氣污染物，指以有害濃度進(jìn)入空氣的化學(xué)物質(zhì)。例如超過正常濃度的CO2氣體，汽車燃燒含鉛汽油排放到空氣中不常見的鉛化合物。次生空氣污染物是指，在大氣中由氣體成分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的有害化學(xué)物質(zhì)。在空氣不流動

13、時(shí)期，一座城市或者某一區(qū)域,所噴設(shè)出的高含量污染物將會造成嚴(yán)重的空氣污染性物質(zhì)。例如一些人口非常稠密的城市的地理位置，像洛杉磯和墨西哥城的地理位置，使得它們經(jīng)常特別易受空氣流動停滯和污積物增加的影響。在僅從濃度來決定嚴(yán)重空氣污染物方面，我們必須十分小心。測量的濃度自身并未告訴我們有關(guān)污染物造成的危害的信息，因?yàn)榕R界濃度，協(xié)同作用和生物放大效應(yīng)都是決定因素。下面是11類主要的空氣污染物：1.碳氧化物：CO、CO2 2.硫氧化物：SO2、SO33.氮氧化物：N2O、NO、NO2 4.烴類（含有C和H的有機(jī)化合物）：CH4、C4H10、C6H65.光化學(xué)氧化劑：O3、PAN（一類過氧?；跛嶂⒑?/p>

14、各種醛類6.顆粒物(懸浮在空氣中的固體顆粒和液滴):煙、粉塵、煙炱、石棉、金屬顆粒(例如鉛、鈹、鎘)、石油、鹽霧、硫酸鹽 7.其他無機(jī)化合物：石棉、氟化氫（HF）、H2S、NH3、H2SO4、HNO38.其他含碳有機(jī)化合物：殺蟲劑、除草劑、各種醇、酸和其他化學(xué)物質(zhì)9.放射性物質(zhì)：氚、氡、來自化石燃料和核電站的具有放射性的物質(zhì)10.熱 11.噪音下面表格概況了這些主要污染物的來源： 第十單元 大氣污染控制的新技術(shù)生物過濾：對VOC排放的新的大氣污染控制技術(shù)。通過微生物生物來處理環(huán)境中的不必要組分的觀念已經(jīng)在污水降解領(lǐng)域得到了幾十年的應(yīng)用。然而直到最近，美國利用微生物技術(shù)來去除環(huán)境中的其他污染物才

15、得到了重視。而且雖然生物修復(fù)技術(shù)已在被合成有機(jī)物污染的土壤和地下水治理得到了成功的應(yīng)用，但現(xiàn)在美國的環(huán)保專家確很少利用生物系統(tǒng)來控制大氣污染物的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。實(shí)際上，這個(gè)國家?guī)缀鯖]有環(huán)境的專家似乎意識到好幾個(gè)歐洲國家（最顯著的是荷蘭和德國）”生物過濾”，即從固相反應(yīng)器氣流中空氣污染的生物去除法，是一種充分確立的空氣污染控制技術(shù)。在歐洲，生物過濾技術(shù)已經(jīng)成功的應(yīng)用于控制臭味和對人類有害作用的無機(jī)和有機(jī)的空氣污染。（空氣毒物，和從各種各樣的工業(yè)和社會部門排出的可揮發(fā)性有機(jī)物VOC）。西德在生物過濾技術(shù)的發(fā)展大部分是發(fā)生在19世紀(jì)70年代末和80年代，而且這種發(fā)展是由增加的要求調(diào)整的迫切性和聯(lián)邦政府的財(cái)

16、力支持共同發(fā)展起來的。歐洲的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明，生物過濾較已有的空氣污染技術(shù)有著經(jīng)濟(jì)的和其他方面的優(yōu)越性，特別是用于僅含有低濃度（典型的是甲烷濃度小于1000ppm）易被生物降解的空氣污染物。原則上微生物過濾技術(shù)為什么到現(xiàn)在沒有在美國得到認(rèn)可，只是在一部分領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用，看上去好像是由于缺少管理計(jì)劃，政府對科研和發(fā)展的很少支持還有缺少英文寫作的文獻(xiàn)，更確切的說，在美國大部分州關(guān)于管理計(jì)劃還沒有涉及到，沒有以全面的方式，對從小源頭排放的毒物、可揮發(fā)性有機(jī)物和臭味進(jìn)行控制。而且政府組織在研究生物降解在這些來源的實(shí)用性上給予了很少的財(cái)政支持。最后，盡管有一些重要的文獻(xiàn)已用英文出版，但大部分最近的技術(shù)報(bào)告

17、卻是用德語出版的。盡管有現(xiàn)在的障礙，生物過濾技術(shù)在不久的將來的美國仍有可能得到廣泛的應(yīng)用。除了，現(xiàn)有的裝置大規(guī)模的工程現(xiàn)在還處在計(jì)劃階段或者建設(shè)階段。例如第一個(gè)在加里福尼亞大規(guī)模用于控制VOC的系統(tǒng)，由南岸空氣質(zhì)量控制區(qū)共同資助的一個(gè)用生物過濾法處理在洛杉磯附近一個(gè)鑄造廠排放乙醇的系統(tǒng)正在計(jì)劃中。在其他地方也將會提供對這個(gè)系統(tǒng)性能更詳細(xì)的分析。現(xiàn)在的這篇文章的主要目的是提供一個(gè)對生物過濾技術(shù)一個(gè)全面的綜述來更廣泛的傳播這種APC新技術(shù)，并且鼓勵(lì)在美國合適的地方實(shí)施這種技術(shù)。很多涉及到發(fā)展和運(yùn)用的生物過濾更復(fù)雜技術(shù)和工程方面問題，就不能在這里討論了。然而，我們會明確和總結(jié)這種文獻(xiàn)還會給出更詳細(xì)的

18、文獻(xiàn)。我們還注意到，除了生物過濾技術(shù)，其他的生物APC系統(tǒng)現(xiàn)在在歐洲應(yīng)用到了有機(jī)廢氣，包括“生物洗滌器”和滴液池。文獻(xiàn)中與這種相關(guān)的技術(shù)我們沒有討論，在其他文獻(xiàn)中可以找到，帶有臭味尾氣的生物處理方法，可以從文獻(xiàn)中找到在1923年當(dāng)Bach討論的控制從污水處理廠排放的硫化氫基本概念。關(guān)于這種概念的報(bào)道始于19世紀(jì)50年代的美國和西德。Pomeroy在1989年因?yàn)橥寥来哺拍詈统晒Φ拿枋隽嗽诩永锔Ｄ醽喭寥来惭b置而得到了美國第2793096號專利。在1959年前后，土壤層也應(yīng)用在了西德城市污水處理廠來控制進(jìn)來污水總管里的臭味。在美國，關(guān)于生物過濾法處理硫化氫的第一個(gè)系統(tǒng)研究，是由19世紀(jì)60年代的C

19、arlson和Leiser主持的。他們的工作包括在西雅圖附近的污水處理廠成功的安裝了幾個(gè)土壤過濾器，證明了生物降解而不是用吸收來處理臭味。在隨后的幾十年里，美國的幾個(gè)研究人員進(jìn)一步的研究了土壤床的概念，證實(shí)了在很多大規(guī)模應(yīng)用中的有用性很多的這些技術(shù)歸功于Hinrich Bohn在對土壤床理論和可能應(yīng)用的15多年的研究。在美國成功的土壤床應(yīng)用包括控制從煉油廠發(fā)出的臭味和從噴霧罐釋放出來的丙烷和丁烷。雖然已經(jīng)證實(shí)土壤床可用相當(dāng)?shù)偷耐顿Y和操作費(fèi)用來控制某些類型的臭味和揮發(fā)性有機(jī)化合物，但是，土壤的低生物降解能力和相當(dāng)大的占地要求現(xiàn)質(zhì)量土壤床在美國的應(yīng)用。據(jù)估計(jì)，在美國和加拿大的生物過濾裝置和土壤層裝

20、置總數(shù)不會超過50個(gè)，而且大部分都是應(yīng)用在臭味的控制上。 Unit15 污水處理工藝現(xiàn)代科技最偉大的成就之一既是在很大程度上減少了水傳染性疾病如霍亂和傷寒的發(fā)生率。這些病已不再像過去那樣是公眾健康最大的危險(xiǎn)。其發(fā)展的關(guān)鍵在于認(rèn)識到公用水域是人為污染主要傳染源。但是這種污染可以通過更有效地水處理工藝和更好的廢水處置方法來消除。今天的水工藝設(shè)備是為連續(xù)供應(yīng)可持續(xù)飲用水而設(shè)計(jì)的。完成整個(gè)過程需要注意四個(gè)重要問題：水源的選擇、水質(zhì)的保護(hù)，工藝方法的使用以及再污染的防治。而阻止地下水和地表水污染常用的預(yù)防措施是，禁止排放生活排污和雨水的下水道接近水庫，安裝柵欄以防止保護(hù)娛樂用水被污染，還有就是在水庫注水

21、后限制使用肥料和殺蟲劑。格柵、混凝/絮凝、沉淀、過濾和消毒是地表水處理的主要單元。水工藝處理實(shí)現(xiàn)了一個(gè)或者多達(dá)三個(gè)主要任務(wù)：除去細(xì)小的顆粒物，如沙粒和泥土、有機(jī)物質(zhì)、細(xì)菌，還有藻類；除去溶解性物質(zhì)，如一些引起色度和硬度的物質(zhì)；還有就是除去或者破壞致病菌和病毒。實(shí)際的水處理過程要按照水源的種類和水質(zhì)的要求去選擇。有時(shí)，原水濁度很低，可以用普通沉降法（不含化學(xué)物質(zhì)）來去除一些大的顆粒物，再用過濾來去除那些難以沉降的少量顆粒物。然而，通常情況下，原水中顆粒過小難以通過沉淀和簡單過濾在短時(shí)間內(nèi)去除。為了彌補(bǔ)這一點(diǎn)，加入化學(xué)藥品以混凝/絮凝這些小的膠體顆粒，使其形成可以在沉淀池內(nèi)沉降或者可以被過濾器直接

22、去除的較大顆粒物。顆粒物的去除適用于污水顆粒物去除的單元操作包括格柵、沉淀、混凝/絮凝和過濾。格柵是指去除木塊、樹枝、碎屑和小魚等類似物的固體物。它是污水處理的第一階段。如果允許這些殘骸進(jìn)入處理設(shè)備會導(dǎo)致水泵的損壞或者阻塞水管和水渠。水的引入口的位置會低于湖泊或者江河水面的目的也是為了排除漂浮物和減少由于冰塊而造成的物理破壞。沉淀是最古老也是應(yīng)用最廣泛的水處理方法。它是利用自由沉淀去除水中顆粒物。這是相對簡單和便宜的，可以在圓的、方的、矩形的水池里實(shí)現(xiàn)。先前認(rèn)為，沉淀處于混凝和絮凝之后（對于高混濁的水）或者完全省略（對于中等混濁的水來說）。地表水懸浮物顆粒物-1-7直徑在1010毫米之間變化。

23、這個(gè)尺寸正好也是微小沙粒和細(xì)小粘土顆粒各自的大小。引-4-4起水濁度的顆粒物直徑在10毫米以上，而10毫米以下的顆粒影響水的色度和味道?；炷?絮凝是一個(gè)化學(xué)物理過程，那些太小的用普通沉降法不能去除的顆粒具有在這個(gè)過程中失去穩(wěn)定性能成團(tuán)的特點(diǎn)，從而能較快地沉淀。大部分懸浮顆粒太小以至于沉淀到池底需要幾天或者幾周。甚至這些膠體粒子不能夠通過普通沉淀法沉降。混凝是使膠體粒子脫穩(wěn)的化學(xué)過程。確切機(jī)理并未完全探究清楚，但是總概念是向含有負(fù)電荷的水中加入帶正電荷的化學(xué)物質(zhì)。其結(jié)果是中和水中反粒子從而降低膠體之間相互排斥的趨勢。分散混凝劑需要幾秒鐘的快速混合。懸浮物的慢速混合稱為絮凝，這種沉降可以促進(jìn)粒子直

24、接的接觸。并且可以在混凝/絮凝池內(nèi)通過旋轉(zhuǎn)槳的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，或利用水力壓力直接在池內(nèi)折流板周圍形成。深度在34米之間的混凝/絮凝池的滯留時(shí)間是2040分鐘。通過混凝/絮凝聯(lián)合的化學(xué)/物理過程，不能被簡單沉降池沉降的膠體顆?？梢跃奂纬梢环N大顆粒狀的絮狀物。在沉降過程中，將會出現(xiàn)可以捕獲微小非凝固態(tài)顆粒的不規(guī)則形狀的毛絨狀物質(zhì)。硫酸鋁是最通常的凝結(jié)劑，有機(jī)聚合物也可以單獨(dú)作為混凝劑，或者與明礬起來改善絮凝效果。在絮狀物被去除的過程中，它一般從混凝/絮凝池轉(zhuǎn)移到沉淀池中，或直接被過濾。消毒為了確保水中沒有有害細(xì)菌，消毒是必需的。氯化消毒是消毒公共用水的最常用的方法。來自氯氣或次氯酸鹽的足量的氯原子被

25、增加到處理過后的水中去殺死致病的細(xì)菌。氯氣是一種可靠的，相對便宜的和容易使用的消毒方法。其它的消毒劑包括氯胺，二氧化氯，其它的鹵素，臭氧，紫外線的光和高溫。在法國已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用的臭氧氧化方法，尤其是在天然有機(jī)物存在的場合作為預(yù)加氯的替代品。在北美現(xiàn)在正在被獲得認(rèn)可。雖然有效，但是臭氧不會因?yàn)殚L期的消毒面遺留永久的殘余物。臭氧氧化是指加入臭氧對水消毒，臭氧是無機(jī)和有機(jī)雜志具有強(qiáng)烈的氧化性。氣好是因?yàn)樗幌衤葰庖粯犹幚砗罅粝挛兜篮蜌馕?。溶解性物質(zhì)的去除曝氣是用來除去地下水中過量的鐵和錳。這些物質(zhì)引起味道和顏色總是干擾洗滌，玷污管道裝置，而且在輸水總管中促進(jìn)鐵細(xì)菌的生長。通過空氣氣泡進(jìn)入水中，或通

26、過噴灑引起2+2+3+3+空氣和水接觸，溶解性的鐵和錳（Fe,Mn）被氧化成一種溶解性水的形式（Fe,Mn），它們被析出然后能在一個(gè)沉淀池或過濾器中被去除。曝氣也可以去除由硫化氫氣體所引起的氣味。水的軟化是將水除去硬度的一個(gè)過程，硬度的產(chǎn)生由于二價(jià)金屬離子的存在（尤其是鈣離子和鎂離子），水的硬化正是由于水與土壤或巖石接觸反應(yīng)的結(jié)果，對于在有二氧化碳存在下的石灰石，水的硬化更為明顯?；钚蕴渴且环N很好的吸附劑被廣泛用于水處理中來除去有機(jī)污染物?；钚蕴康闹苽湟?jīng)過兩個(gè)過程。第一，適合的基本材料例如木頭，泥炭塊，植物材料，或者在缺少空氣中被加熱炭化的骨頭。然后在存在空氣，二氧化碳的情況下，加熱這種炭化

27、的物質(zhì)使其有活性，或者蒸發(fā)燒掉其含有的任何焦油來增大它的氣孔。用活性炭吸附氣體、液體、以及固體的去除效果會受水的溫度、pH值和有機(jī)物的復(fù)雜性的影響。反滲透（RO）是指以自然滲透逆方向通過半透膜的過程。因?yàn)闈B透膜可以去除了溶解鹽，所以反滲透的最主要應(yīng)用是用于脫鹽。然而，這過程中的有機(jī)原材料，細(xì)菌和病毒也被去除了，所以反滲透在污水處理中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步發(fā)展改進(jìn)。 Unit16廢水的生物處理法 微生物降解的應(yīng)用和去除工業(yè)廢水以及城市廢水中的不希望存在的成分并不是一個(gè)新的概念。它是一般廢水處理活動的常用的過程，而且已經(jīng)使用了許多年。隨著我們認(rèn)識到化學(xué)品對于環(huán)境的污染，更多關(guān)于有毒化學(xué)物的生物降解方面

28、的研究便出現(xiàn)了。在這些處理技術(shù)之中，生物降解是最有效的。通過廢水的生物處理法跟其他化學(xué)的和熱的處理過程聯(lián)合使用，使得其在管理方面的應(yīng)用得以提高。 活化的生物過濾池 生物過濾池為第一階段，活性污泥池為第二階段，之后是沉淀池。污泥會循環(huán)到生物膜階段和活性污泥池。這種方式結(jié)合了生物膜和懸浮生長的特性。 活性污泥 活性污泥過程是一種典型的懸浮生長的生物處理系統(tǒng)，是用于處理有機(jī)和工業(yè)廢水的最廣泛的生物處理過程。然而，它只能處理含有小于1%懸浮固體的有機(jī)廢水流，但不能承受濃縮的有機(jī)物的沖擊式負(fù)荷。因此，廢水流的進(jìn)入通常是必須經(jīng)過包含澄清池（初級澄清池）和平衡池的預(yù)處理過程。預(yù)凈化池用來處理沙礫、油和脂肪以

29、及總固體物，而均質(zhì)池則對廢水流率的變化進(jìn)行緩沖同時(shí)使活性污泥系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷更加均勻。 活性污泥過程用來處理工業(yè)和城市廢水，因?yàn)樗鼈兪秦S富多樣的，靈活的和通過調(diào)整過程參數(shù)來達(dá)到一個(gè)我們所希望的水質(zhì)出水。這樣來命名這個(gè)過程是因?yàn)橛醒醯姆€(wěn)定化處理的廢水中能產(chǎn)生一個(gè)能起作用的大量的微生物?；具^程有很多版本，但它們基本上是相同的。 活性污泥在處理單元被應(yīng)用于過程和生物固體。混合液懸浮固體或活性污泥包含各種各樣異養(yǎng)的微生物例如細(xì)菌、原生動物、真菌和更大的微生物。占多數(shù)的特殊微生物種類的優(yōu)勢取決于被處理的廢物及其過程中的操作方法。 活性污泥過程是當(dāng)前被廣泛使用的生物處理過程。這部分是基于生物質(zhì)循環(huán)這一結(jié)果

30、，生物質(zhì)循環(huán)是整個(gè)工藝的一部分，它可以使微生物在相對較短的馴化時(shí)間內(nèi)適應(yīng)廢水組分的變化，并能在較大程度上控制馴化菌的數(shù)量。 活性污泥系統(tǒng)包括平衡池，沉淀池，曝氣池，澄清池，和污泥回收過程。污水在平衡池成為均勻分布的微粒以減少供水的變化，也許導(dǎo)致微生物過程的混亂和減少處理的效率?？沙恋淼墓腆w在沉淀池中被除去。 接著，污水進(jìn)入曝氣池，使有氧細(xì)菌維持在懸浮狀態(tài)以及提供氧氣，和營養(yǎng)物。水池內(nèi)的被稱為混合液。氧氣由機(jī)械或擴(kuò)散曝氣提供，維持懸浮微生物的數(shù)量。以增加保持在懸浮狀態(tài)的微生物數(shù)量?；旌弦簭钠貧獬剡B續(xù)被排入到澄清池，生物量從被處理的污水中被分離。生物質(zhì)的一部分循環(huán)到曝氣池以保持曝氣池中馴化微生物的

31、最佳濃度。分離剩下的生物質(zhì)被排放掉。生物質(zhì)也許進(jìn)一步在污泥干燥層被脫水或污泥濾清上被過濾。澄清后的廢水被排放掉。 可循環(huán)的生物質(zhì)被稱為活性污泥。使用“活性”這個(gè)術(shù)語是因?yàn)樯镔|(zhì)含有活著的和馴化的微生物，當(dāng)返回到曝氣池的時(shí)候這些微生物以更高的速度代謝轉(zhuǎn)化和吸收有機(jī)物。發(fā)生的原因的是因?yàn)樵诔吻宄氐奈勰嘀?，食物與微生物的比率較低。 對于工業(yè)廢水的處理，經(jīng)常需要提供足夠的氮和磷是補(bǔ)充的營養(yǎng)來源。在大多數(shù)情況下，氮作為氨加入而磷作為磷酸加入。一個(gè)適當(dāng)?shù)膒H范圍（6至8）和一個(gè)足夠的溶解氧濃度（最小值為1至2mg/L）必須要保持在曝氣池中來維持一個(gè)健康的和活性的系統(tǒng)。 曝氣池中廢水停留時(shí)間和污泥的停留時(shí)間

32、是重要的操作參數(shù)。HRT被定義為曝氣池的體積除以進(jìn)去水的流率的比，而SRT是系統(tǒng)中總的污泥的數(shù)量除以污泥離開系統(tǒng)作為廢物排出來的速率。必須提供足夠的時(shí)間使得廢水中的細(xì)菌吸收水中的有機(jī)物。對于活化污泥過程來說，廢水停留時(shí)間一般是6-24小時(shí)，而污泥停留時(shí)間是4-10天。最佳操作溫度是在25-32的范圍。 盡管在活性污泥系統(tǒng)中的有機(jī)物范圍包括病毒到多細(xì)胞微生物,占主要地位和活性最高的是異養(yǎng)細(xì)菌,而程度小一點(diǎn)的是同時(shí)聚集在污泥絮里和分散在液體中的自養(yǎng)細(xì)菌。異養(yǎng)細(xì)菌用有機(jī)物作為碳和能量的來源，然而自養(yǎng)細(xì)菌一般依靠礦物質(zhì)的氧化來獲取能量和利用二氧化碳作為碳的來源。這些細(xì)菌能夠進(jìn)行水解和氧化反應(yīng)。 復(fù)雜的

33、碳?xì)浠锿ㄟ^氧酶氧化成低分子量，即結(jié)合氧進(jìn)入到長鏈或環(huán)狀的碳?xì)浠衔锓肿?。多糖、脂肪和蛋白質(zhì)，從聚合物態(tài)通過水解形式被降解為單體。通過這些反應(yīng)的最終產(chǎn)品即醇類和酸進(jìn)入微生物體內(nèi)并經(jīng)胞內(nèi)酶催化氧化被代謝。氧化遵循化學(xué)順序，即醇類氧化為醛類，再氧化成酸類。部分酸氧化成CO2和水，來獲得所需的能量以利用剩下的酸類來提供細(xì)胞生長。通常，活化污泥是很容易地分解醇、醛、脂肪酸、烷烴、烯烴、環(huán)烯烴和芳香烴。其它化合物，如異烷烴和鹵代烴，更難于微生物的分解。因此，處理的程度和分解的速度，取決于活性污泥系統(tǒng)中的馴化的生物質(zhì)。但是，一般只有稀的廢水才能作普通處理，而大部分危險(xiǎn)性的有機(jī)廢水，除了在很低濃度的時(shí)候，通

34、常是有毒的或難以適用這過程。所以，在危險(xiǎn)性廢水與更容易生物降解的廢水流混合時(shí)，通過這個(gè)處理過程的廢水處理系統(tǒng)通常十分實(shí)用。 溶解的金屬離子和細(xì)小的金屬顆粒通過結(jié)合于酶的活性位而對微生物的新陳代謝產(chǎn)生不利的影響，或在活性污泥處理過程中導(dǎo)致酶的構(gòu)象變化。通常情況下，微生物只能承受少量毫克每升（mg/L）或更少的重金屬。重金屬，通過增加硫酸鹽來生成硫化物而不被溶解。而輕的金屬陽離子，通過生成碳酸鹽和重碳酸鹽被去除。除了生物降解之外，有機(jī)物能通過空氣的提取，或吸附到污泥中而被去除。 Unit19 Operations of Pretreatment（預(yù)處理操作）為了保護(hù)污水處理廠的設(shè)備，會在廢水一級處

35、理的上游放置裝置和構(gòu)筑物。由于這些裝置和構(gòu)筑物對減少 BOD5收效甚微，因此他們被歸為預(yù)處理。Bar Racks（格柵池） 通常，污水進(jìn)入污水處理廠遇到的第一個(gè)裝置是格柵池。齒條的主要目的是移除垃圾和大的物體，他們會損壞或淤塞水泵、閥門和其他機(jī)械設(shè)備。在格柵上，通過各種途徑進(jìn)入下水道的破布、木頭和其他物體會被從污水中移除。在現(xiàn)代的污水處理廠，格柵通過機(jī)械的方式清洗。固體物質(zhì)儲存在一個(gè)漏斗中，定期被運(yùn)送到衛(wèi)生填埋場。在沉砂池和泵上游放置的格柵池，柵條間的空隙寬度為 50-150mm。沉砂池下游的格柵間的空隙寬度為 20-50mm，一般常用值為 25mm。渠道過柵流速保持在 0.4-0.9m/s

36、之間。通常設(shè)置兩個(gè)通道，可以允許一個(gè)通道被取出清洗和修理。Grit Chambers（沉砂池） 惰性密致物質(zhì)比如沙子、碎玻璃、泥沙和小鵝卵石被稱為粗砂。如果不將這些物質(zhì)從污水中去除，他們會磨損泵和其他裝置，導(dǎo)致過分磨損。另外，他們也容易在角落和彎曲處沉淀，減少過水能力，最終堵塞管道和渠道。 除砂器有三種基本類型，速度控制式、曝氣式和 長液面短時(shí)沉淀池。我們僅討論前兩種，因?yàn)樗麄冏畛Ｒ?。速度控制?這種類型的沉砂池，也被稱作平流沉砂池，可以通過傳統(tǒng)的離散的、非絮凝化的顆粒沉淀理論進(jìn)行分析。 如果液體的水平流速保持在 0.3 m/s，就可以用斯托克斯公式來進(jìn)行平流沉砂池的分析和設(shè)計(jì)。液體速度控制是

37、通過在渠道的末尾設(shè)置一個(gè)特別設(shè)計(jì)的堰。必須設(shè)置至少兩個(gè)渠道，這樣就可以停止其中一個(gè)的運(yùn)行而不關(guān)閉污水處理廠。可以采用機(jī)械設(shè)備或者人工進(jìn)行清理。平均流量在 0.04m3/s 以上的污水處理廠推薦采用機(jī)械清理。平均流的理論停留時(shí)間大概設(shè)為 1 分鐘。清洗設(shè)施通常用于去除有機(jī)物質(zhì)和砂礫。 曝氣沉砂池 曝氣沉砂池的螺旋式液體驅(qū)動砂礫進(jìn)入一個(gè)放置于空氣擴(kuò)散器集合下方的漏斗?？諝鈿馀莸募羟凶饔脮撊ゴ蟛糠终掣接诙栊陨暗[表面的有機(jī)物質(zhì)。曝氣沉砂池的性能是轉(zhuǎn)速和停留時(shí)間的函數(shù)。通過調(diào)整供氣速度可以控制轉(zhuǎn)速。名義上的空氣流量值范圍為每米池長的空氣為 0.15 到 0.45 立方米/分鐘之間m3/(min米)。最

38、大流量下，液體停留時(shí)間通常設(shè)置為 3 分鐘。長寬比范圍在 2:5到 5:1 之間，深度大約為 2 至 5 米。 池內(nèi)的砂礫積累量變化很大，這取決于排水系統(tǒng)是合流制還是分流制，以及池子的處理效率。對于合流制系統(tǒng)，每百萬 m3污水含 90 m3砂礫(m3/105m3)并不少見。在分流制系統(tǒng)中會少于 30m3/10tm3。通常，砂礫被掩埋在衛(wèi)生填埋場。Comminutors（粉碎機(jī)） 用于浸漬廢水中固體(破布、紙、塑料和其他材料) ，并通過旋轉(zhuǎn)切削條的方式的裝置被稱為粉碎機(jī)。這些裝置放置在沉砂池的下游來保護(hù)切削條不受磨損。他們可以作為下游格柵的代替品，但是必須同人工清理格柵并聯(lián)安裝以防他們出現(xiàn)故障。

39、Equalization（均衡） 流量均衡并不是一個(gè)處理過程，但卻是一個(gè)可以用來提高廢水二級處理和三級處理過程效率的方法。廢水流進(jìn)城市污水處理廠的速度不是恒定的，流量每個(gè)小時(shí)都在變化，反映了其服務(wù)地區(qū)的生活方式。在大多數(shù)城鎮(zhèn)，日?；顒臃绞?jīng)Q定了污水的流量和強(qiáng)度。在平均污水流量和強(qiáng)度以上的時(shí)間出現(xiàn)在上午中間。需要處理的污水?dāng)?shù)量和強(qiáng)度的不斷變化給高效率處理操作帶來了困難。并且，許多處理單元必須按照可能遇到的最大流量來進(jìn)行設(shè)計(jì)，這也導(dǎo)致了他們比正常條件下偏大。流量均衡的目的是抑制這些變化，這樣污水就可以以一個(gè)幾乎恒定的流速進(jìn)行處理。流量均衡可以顯著的提高現(xiàn)有污水處理廠的性能和增加它的有效容量。對新建

40、的污水處理廠，流量均衡可以減少處理單元的尺寸和花費(fèi)。 通常通過構(gòu)建大的池子收集和儲存污水來獲得流量均衡，然后污水以一個(gè)恒定的速度被泵送至污水處理廠。這些池子通常位于處理廠的首端附近，適合在預(yù)處理設(shè)施比如格柵、粉碎機(jī)和沉砂池的下游。必須有適當(dāng)?shù)钠貧夂突旌?，以防止臭氣和固體沉淀。調(diào)節(jié)池需要的體積可以根據(jù)流進(jìn)污水處理廠的流量和污水廠的設(shè)計(jì)處理平均流量物料平衡進(jìn)行估算。理論基礎(chǔ)和水庫尺寸使用的一樣。 隨著篩選的完成和砂礫的移除，污水中仍然含有輕的懸浮有機(jī)固體，其中的一些可以在沉淀池中通過重力作用從污水中去除。這些水池可以是圓形或者矩形，通常大約 3.5m 深，污水的停留周期是 2 到 3 小時(shí)。大量沉

41、淀下來固體稱為生污泥。可以通過機(jī)械的刮刀和泵將這些污泥從沉淀池中去除。漂浮物質(zhì)，比如油脂和油，上升至沉淀池的表面，可以被表面撇浮渣系統(tǒng)收集和從池中去除然后進(jìn)行更進(jìn)一步處理。初級沉淀池（初沉池）以 II 型絮凝沉淀為特征。絮凝態(tài)微粒的尺寸、形狀和絮凝物截流水分時(shí)比重的不斷變化著，因此不能使用斯托克斯公式。沒有合適的數(shù)學(xué)關(guān)系公式可以用來 II 型沉淀?？梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)室沉降柱試驗(yàn)來獲得設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。除了一些重要的例外，初沉池的特性和用于水處理的澄清器特性相似。初沉池中的固體濃度比水處理廠澄清器中的小得多。因此，溢流速率和堰負(fù)荷率明顯不同。溢流速率通常在 2560m/d 范圍內(nèi)。偉大的湖上國家市政工程密西西

42、比河董事會(GLUMRB)推薦堰負(fù)荷（出水堰上水流量）是速度不超過 0.04 m3/ a。對于大流量推薦速度是 190m3/ (d.m)。正如以前所提到的，初沉池可以去除原污水中大約 50%60%的懸浮固體和30%35%的 BOD5。 Unit23 Disposal of Solid Wastes土地掩埋 很多發(fā)達(dá)國家不允許在海里填埋城市固體廢物，除了在海里填埋之外， 發(fā)達(dá)國家的固體垃圾以及它在某種形式上的殘余品必須要在陸地上被 處理。土地掩埋是最經(jīng)濟(jì)的方法，因此它成為了固體廢物處置的常用 方法，在英國，北美甚至是像西德和瑞士這樣的歐洲國家里 90%的城市 垃圾用土地掩埋，他們在焚燒和植物堆肥

43、方面做了大量的投資，超過 60% 的國內(nèi)垃圾和商業(yè)廢物都被土地掩埋。當(dāng)然，焚燒不能消除掩埋。事實(shí)上， 焚燒制產(chǎn)生了更多的集中的殘?jiān)?，這種殘?jiān)奈：Ρ任慈紵墓腆w垃圾 危害更大。固體垃圾掩埋所需的土地面積大約是每年每 25,000 人/1ha。下 面的例子將解釋說明這一數(shù)據(jù)是如何產(chǎn)生的。 示例 對于 25,000 的人口，估計(jì)每年對面積要求是（不包括緩沖區(qū)）通常要有一 個(gè)垃圾填埋場，不包括覆蓋材料的話它的深度是 4 米。 解決方案 假設(shè)一代人產(chǎn)生的人均垃圾是 2.0kg/d,并且一個(gè)壓實(shí)得很好的 垃圾填埋場的密度是 450kg/m3，那么一年所需的面積就是： 250002.0kg/d365d/y

44、r / 450kg/m34m10000m2/ha=1.0ha 土地掩埋對于面積的要求有很大的不同，這跟不同類型的垃圾以及實(shí)壓程 度有關(guān)。具體設(shè)計(jì)和衛(wèi)生填埋的運(yùn)營正在被討論。 這一部分的平衡的流程可以用于土地處置之前減少廢物的體積和/或者利 用廢物組件，從而減少對于垃圾填埋池的需求.焚燒 減容。大量分批投料的用于垃圾減容的焚燒爐建于 1930 到 1940 年間，它們 是空氣污染的最大元兇，并且表現(xiàn)很差，并且維護(hù)起來非常昂貴。其中一 些焚燒爐被升級改造，但是大多數(shù)都被關(guān)閉并且被土地處置法盡可能得所 取代。然而，隨著土地掩埋能力的下降，縮小體積變得更加重要。同時(shí)， 廢物的燃料價(jià)值正穩(wěn)步上升。結(jié)果，

45、通過焚燒的方法來減容（減少了大約 90%）和減體積（少了 75%）從而盡可能制造更多的能源恢復(fù)的這一方法， 在上世紀(jì)七十年代成為了垃圾處理過程中非常通用的選擇。 較新的城市焚燒爐通常屬于持續(xù)燃燒型，很多都帶有“水墻”式結(jié)構(gòu)，取 代了陳舊的通常難以處理的襯里。水墻由帶有水的垂直管插入鍋爐所組成， 水管吸收熱量從而為蒸汽提供了熱水，并且水管同樣控制了爐子的溫度。水 墻單元的使用讓昂貴的耐火維護(hù)被消除，污染控制的要求被減少（因?yàn)轶E冷 水和天然氣量的治理需求的減少） ，熱量恢復(fù)更簡單，不幸的是，根據(jù)歐洲人經(jīng)驗(yàn)的判斷，水墻單元的腐蝕會是一個(gè)嚴(yán)峻的問題。 傳統(tǒng)焚燒爐由水引發(fā)的燃燒溫度大約是 760 攝氏度

46、（1400 華氏）在合適的爐 子里（不足以融化玻璃） ，溫度超過 870 攝氏度（1600 華氏）的二次燃燒室。 這些溫度需要避免來自不完全燃燒的氣味，達(dá)到 1650 攝氏度（3000 華氏）的 溫度和補(bǔ)充燃料能減少物體 97%的體積，并且能讓金屬和玻璃轉(zhuǎn)化成灰。雖然 第一個(gè)高溫實(shí)驗(yàn)裝置建于 1966 年，但全面的單元應(yīng)用并沒有跟進(jìn)。大概是因 為開銷過高。 能量回收。燃燒固體垃圾來產(chǎn)生蒸汽用來加熱或發(fā)電這一方法在西歐和日本 已經(jīng)變得非常普遍而且用了很多年。然而，隨著燃料價(jià)格在上世紀(jì) 70 年代末和 80 年代持續(xù)上升，使能量回收經(jīng)濟(jì)更加具有了關(guān)注度，實(shí)踐在北美是非常少的。 減容的廢污燃燒不需要任何的輔助燃料，起始階段除外。另一方面，當(dāng)目的 是為了生產(chǎn)蒸汽，供給的燃料（通常是天然氣）必須用粉狀垃圾，因?yàn)樗?含有的多變的能量成分或垃圾中的可用質(zhì)量是不足的。亞鐵金屬通常能在灰燼 中恢復(fù)出來。 售出的蒸汽必須離垃圾焚燒爐很近，從而讓這些燃燒系統(tǒng)相對其他加熱能源 更有優(yōu)勢。威爾遜（1977）曾經(jīng)建議過最大的距離為 1 英里（1.6 公里） ，但 盡管這一距離