给水排水工程专业英语文献翻译译文第五篇.doc

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1、CO2与零价铁有压系统处理硝酸盐废水研究Chi-WangLi*,Yi-MingChen,Wei-ShuenYen摘要：本文提出一种新的反应装置进行硝酸盐的去除，反应器中的Fe0（ZVI）成流化状态，并通过加压CO2来控制系统的PH值。所采用的CO2有压系统比传统CO2曝气系统的CO2用量少且能更快的使PH稳定下来。但由于碳酸盐是弱酸性，系统的PH会随着ZVI的氧化和硝酸盐的降解逐渐上升。随着反应过程中溶液PH的增加，硝酸盐的降解效率不断的下降。实验结果表明硝酸盐的去除效率随着ZVI的用量和硝酸盐的初始浓度的增加而不断上升，

2、但当ZVI用量超过8.25g/l，或硝酸盐的初始浓度达到100mg/l以后，硝酸盐的去除效率不会发生较大的变化。与我们曾经研究的通过强酸来控制溶液PH的流化系统不同的是，在本实验中，硝酸盐的去除率接近100%，这说明通过ZVI在不同的PH条件下去除硝酸盐有不同的反应途径。关键词：加压系统；CO2；硝酸盐降解；化学平衡方程式1.导言用ZVI来处理硝酸盐废水已有不少研究者做了这方面的研究，如：Choe（2000）、Alowitzandcherer（2002）、Westerhoff（2003）、WesterhoffandJame

3、s（2003）、Choe2004）、SuandPuls（2004）、Chen（2005）、Liou（2005）ZhangandHuang（2005）、Ruangchainikom（2006）等等。在他们发表的论文中，提到了在ZVI反应墙(Furukawaetal.,2002;Wilkinetal.,2003)和滤柱(Westerhoff,2003;WesterhoffandJames,2003)中硝酸盐降解比较慢的反应动力学以及金属表面的金属氧化膜的阻碍反应进行等问题。由于硝酸盐在酸性PH下具有较高的去除效率(Alowit

4、zandScherer,2002;Choeetal.,2004;ZhangandHuang,2005),我们在以前的研究中提出了一种地上渗透墙系统来处理水体中的硝酸盐，这种系统与PH控制装置合成一体，系统中的ZVI成流化状态(Chen2005).在这种流化状态的ZVI系统装置中，通过PH控制装置自动的投加强酸性物质（盐酸），系统的PH可以精确控制在适合硝酸盐降解的水平上。Ruangchainikom等提出了类似的流化态但通过CO2曝气控制溶液PH的装置系统来处理硝酸盐。这他们的研究中，当系统的CO2压力在280kPa和气体

5、流速在200ml/min时，系统的PH值在CO2曝气5分钟后低于3.5。在他们的的试验中，ZVI含量在1mg/l-4mg/l之间，硝酸盐离子浓度为6.88mg/l，系统的PH始终在5.5左右，同样条件下反应进行30分钟后，溶液中的硝酸盐在30分钟后全部转化成了氨氮。假设Ruangchainikom系统满足理想气体定律，30分钟的CO2总量可以计算出来。在CO2压力为280kPa，气体流速200ml/min，温度20摄氏度，CO2的用量为0.023mol/min，相应的30分钟内CO2总量为30.4g/l。在我们的研究中，提

6、出了ZVI成流化态且提供压力CO2的装置系统。由于系统是密闭的，CO2需求总量是系统CO2压力的函数。假设液体为理想液体、活性系数为1.0和溶液的活度以及液体上面有10%的空间体积等等，可以得出（1）-（4）的化学平衡方程式，这些方程式适合蒸馏水中加入压力CO2气体。通过这些方程式得出化学平衡方程式（5），这个方程式可以通过微软工具计算出在20摄氏度时不同的CO2压力下的PH，蒸馏水中的溶解CO2总量也可通过方程式（6）计算出。图（一）表明当CO2压力为1kPa时，溶液PH值能很快降低至4.9，随着CO2压力的增加，溶液的

7、pH逐渐下降。蒸馏水中的CO2总量随着系统压力的增大呈直线上升。当CO2压力为300kPa时，平衡时溶液PH为3.67，而CO2的总溶解量为4.38g/l，顶部空间将聚集0.54gCO2。这与Ruangchainikom的CO2曝气装置相比较，压力CO2系统具有CO2用量少，PH达到平衡时间少并且能得到较低的PH值等优势，因此也将取得更高的硝酸盐去除效率（(AlowitzandScherer,2002;Choeetal.,2004;Chenetal.,2005;ZhangandHuang,2005).根据上面的讨论，本文将

8、通过研究CO2压力、ZVI用量、硝酸盐浓度以及在CO2与ZVI流化态的有压系统装置中硝酸盐的反应时间，来研究ZVI处理硝酸盐的处理效率。图(一)溶液PH值和CO2总量与CO2压力之间的关系1.实验部分2.1实验材料所采用的所有化学药品为分析纯等级，在蒸馏水中加入硝酸钾来制备人工合成硝酸盐污染水体。ZVI