环境与化学工程专业英语翻译

Unit5 A篇 Distribution systems（44）

Unit5 B篇 Distribution reservoirs and service storage （47）

分布水库和服务存储

配水池是为用户提供贮水，从而满足配水系统经常发生需水变化幅度大的要求，提供消防和应急用水，以及平衡操作压力。它们有的是被提升，或者有的仅仅是在地面以下。

配水池的主要类型有地面水池，管体式水塔和高架水箱。普遍的实践是在线地表水库混凝土，喷浆，沥青，或沥青，或高架罐通常采用的一个地面水库的建设伤口不提供足够的头。管体式水塔实质上就是高大的圆筒形水池，它的存储空间包括从进水口至出水管以上的上部空间（有效存储量）和仅起到承托有效储水量且提供所需水头作用的下部空间（支承储水空间）。出于这个原因，竖管超过50英尺高通常不经济。当它变得更经济地构建的支持结构中的高架水箱时，而不是提供用于支持存储在一个竖管，高架罐被使用。

为了谋取最大利益，分配水库应该位于战略性的位子，水库提供服务存储必须足够高用来产生相当的压力在系统中。关于地域可以减小源头的距离来降低重心位子的摩擦损失，布置水库以至压力可能接近平衡是一个额外的重要的考虑因素。

提供存储的数量伴随着分配网的容量；服务存储的位子；还有用来运到哪里而变化，水处理设备也有要求，最理想的状态就是在规定数额下运作像日最大流量。泵单元最好也是在固定的数额下运作。系统中若过量可以存储，前面的被定义为操作存储，用于消防目的的水在大地区应该足够10-12小时，小地区应该有2小时或更久。紧急存储的水被用来维持社区的需求当进水被关掉的时候，例如，经过不好的工艺，泵设备或需要取出服务线用于维修。给水系统的时长要有紧急存储的水量可以服务的时间。紧急存储的量一般要有至少维持几天的时间。

一旦事故用水和消防用水的历时确定下来，容易计算出他们所需的持水量。3天的事故持水量要有8000，平均150，是3*150*8000=3.6.假设消防的2750必须提供用于维持10小时，这意味着总消防存储要达到1.65.为了满足这些水量，有一个额外的操作存储要求要被添加。为了计算它，质量图或水力图指出要求的时耗水量，这过程被用于确定需要的存储量；（1）获得最大的日的时需求量，例如，最大日进过一天的需求量，这可以通过记录来获得，在旱季当需求量很高的时候，可以抵押现有的系统或者运用设计规范如第4章中说的去预测将来发展的水力图。（2）列出最大日的时需求量数据（3）通过质量图的水量经过时长还有水力图可以找到要求的操作存储量。

人们常常希望操作的均衡水库，使泵送会发生以均匀的速度，但一段时间少于24 小时。在小社区，例如，它往往是有利的，就是泵仅仅在正常的工作范围内。它可能也可以更经济的运作抽水站时，在非高峰时段电力价格低。

Unit 6 A 篇 （54）

研磨泵排污系统

（private property 不是很会翻，不对的话见谅，有的地方翻译不好的话也请见谅）

普吉特海湾地区位于华盛顿的西部，它拥有数百英尺的私人海域和其边界沿湖的所有权，当Bermerton-Kitsap县的卫生区开始在沿着6英里的海滩在1993年被称为海滨路地区进行卫生调查检测，结果透露271户家庭中21%有损坏了的化粪池系统，有的家庭甚至没有化粪池或者排污区，因此这些家庭的污水直接排放到海湾中。与具有化粪池系统地区的一半损坏率为5%相比较，海滨路地区的化粪池系统损坏率构成了公共卫生事故。

如此高的损坏率归功于许多因素。海滨路的化粪池系统平均年龄为50年。当一些系统得到改建和更新的房子通常有更完善的泵系统，大多数的化粪池系统就从没有改善过。海滨路地区的地理和地形情况也不利于传统的化粪池系统做适当的处理。虽然土壤条件范围从粘土到固体岩石，但是主要的土壤类型对私有产业是粘土。位于面向一陡峭山坡的海滩上的用户的损坏的化粪池系统为径流做出很大的贡献。这个地

区的平均每年降水有57英寸每年，导致许多月期间土壤含水达到饱和状况。许多的户主都不维护他们的化粪池和排污区。

卫生行政区宣布了公共健康标准和命令化粪池损坏了的住户务必修理好他们现有的化粪池系统或者连接到公共污水管道系统。按照当地有关规定拥有损坏了的化粪池系统的户主面临着15000美元到18000美元的修理化粪池系统和排污区的费用或安装新的高科技的过滤单元。许多户主意识到连接到公共污水管道系统是一个可以承担的起的选择。幸运的是，二级处理设备是属于kitsap县下水道区5号，二级处理设备位于卫生行政区检测区域的最后阶段。

当地改善区域形成的实用程序

少数的户主聚集成立海滨路地区污水管道组委会。组委会的目的是集中社区建立公共污水管道系统服务海滨沿岸地区。随着处理厂和许多家庭坐落在海滨路旁，组委会打算先用一快速，不昂贵的下水道工程。然而， 当这个下水道工程在关于连接公共污水管道中的Kitsap县的污水管道行政区5号的时候组委会遇到了障碍。

华盛顿州发展管理法案禁止扩展城市服务到指定的农村地区如海滨路。这条法令禁止不同的国家和地方机构批准的设计和施工下水道沿着海滨路。由于拟建污水管设施的整个区域位于目前排行第五排水区边界以外，该区域也就必须有一段长距离的连接。实质资本费用需要计划、设计、和建立系统。如果这些问题能够解决的话，污水管行政区会更愿意为海滨区提供下水道服务。行政区建议组委会和区工程师Kennedy/Jenks Conultsnts一起工作，来解决项目面临的问题。工程师帮组委会获得GMA宣布的健康标准法定的解除 。工程师也帮助市民的组委会通过合并的申请和创立个ULID来供给下水道项目所需要的资本花费的费用。华盛顿州的法律提供的ULID允许重要的设施被建立。ULID被划入一个特定的领域，在ULID中的土地主权人对规划、设计和建设的改进进行评估。创建海滨路ULID的请愿书签署了71%的土地所有者的名字。

下水道系统的选择

委员会告诉Kennedy/Jenks Consultants 在创建ULID 之前要不同的下水道系统替代的价值进行测定。因为项目的资本花费都直接涉及到户主他们自己，他们希望能够找到一种建设花费最少的系统。行政区的工程师有责任为该区找到一种最低生活成本的系统。行政区负责维护社区的公共卫生，在委员会其资源下水道项目的早期过程中。户主也被健康卫生行政去授权修好他们的损坏了的系统 ，要不然就面对法院罚款和谴责。

工程师为海滨路区域评选出了4种系统：需要3个泵站的重力流污水管道系统，化粪池和出水泵系统，真空泵系统，低压/研磨泵系统。每一种系统依据行政区和户主的需求都可以被设计和建设在合理的花费下 。 降低投资对排水区也是重要的，因为投资大于污水管连接所评估的资产效益时就不能评估公共事业局部完善区（ULID）范围内的资产。如果特定资产的资本成本评估为15000美元,但其估定价值仅增长了10000美元,该地区将有法律要求承担5000美元的差额。工程师推荐用研磨泵系统，因为它使户主支付最低的资产费用，最大限度减少了运行和维护的费用和减少了排水区的评估风险。

研磨泵有许多的特点：（1）拥有完整的湿井/干井的独立单元，（2）区域的可调通道以适应不同的排水管内底部和不同的坡度高程，（3）简单的核心设计可现场更换或者维修 ，（4）腔进式污泥泵在不同的水头条件下产生近似恒定流量，（5）标准的1马力电动机在任意一种E-1型研磨泵上都可互换的；（6）与浮子开关相反的压力开关；（7）不锈钢排水管。

运行与维修费用

在四湖围绕的塔科马南部，华盛顿安装了1986年Kennedy/Jenks Consultants 设计的超过900E-1型研磨泵。依据收集的数据得到E-1型研磨泵系统在1990年和1994年期间每年维修费用平均在$51每台泵每年。在不同的系统中用的46台离心研磨泵，其平均每年的维修费用为$241每台泵。效用认为离心研磨泵和腔进式污泥泵的不同在于维修费用的原因是离心研磨泵单元中的浮子开关需要定期的预定维修。根据11年叫修的平均时间间隔，E-1型维修费用很低。

最低预防性维修

这种研磨泵的最大的一个好处之一就是利用压力开关代替浮点开关。应为浮点开关是随着油脂浮动。在泵的合理运行中他们需要预防维修。安装传感信号铃和气压筒来操纵水位控制装置，可使预防性维护的需要降到最少。

研磨泵选择用腔进式污泥泵而不是离心研磨泵。泵的特性曲线显示腔进式污泥泵在不同的水头条件下产生近似恒定流量，包括低水头情况。当沉淀被收集，压力点逐渐被堵塞，来自管道网络的冲洗速率和冲洗沉淀会增加。海滨路系统地运行压力范围是20磅平方英寸到70磅平方英寸。因为液体的速度增加的区域的管道在减少，周期性压力干管的维护和冲洗被消除。

系统设计

这个工程项目需要直径为3—8英寸的压力干管31800ft，在私人所有权中要1.25—2英寸的压力排污管道28600ft和260研磨泵安装在私人所有权中。

压力干管的设计

整个系统是在计算机中的水压模拟建立来确保适当的速度被保持和泵没有必要在系统超过建议的最大压力80 psi。模型计算的每台泵总动力学水头依据的是泵的尺寸大小，泵的数量和干管的高程和研磨泵。

研磨泵的设计

在家庭拥有者所拥有的财产的前提下，为满足每一个家庭拥有者，设计研磨泵系统是必需的。参观对于处理家庭拥有者的问题和关心的事至关重要的，参观也是为了展示研磨泵和排水管道的位置。污水管安装后，家庭拥有者经常计划改造他们的家。通过讨论研磨泵是如何工作和解释一些磨床蹦安装位置有关的限制条件，家庭拥有者和工程师能够选择一个位置以免在建设当中，由于重新安置磨床蹦引起的许多昂贵的订单。工程师设计和选择地点计划在他们工作地的膝上型轻便电脑上进行，地点计划在重现在一张11*17的图纸上，为了给承包人在建设中使用。

磨床泵坐落于（或几乎在里面）现有的化粪池附近，这样就增加了现有房子的排水管和磨床泵的效率。如果没有经常参观来决定房子里现有污水管线路图的位置，这个设计本不可能成功完成。尽管经常参观是消耗时间，但是参观的好处远远超过他们所消耗的。因为改变订单组成了整个计划消耗少于19%。

Unit6 Ｂ篇 （５９）

明渠流

明渠流是把叫做有显露于大气中的自由水面的水流，这个沟渠可能是完全开放的气氛,如自然河床或人工运河和渠道,或者它可能被关闭,就像排水和排水管道这些没有完整运行的。

明渠流是显得重要的,一方面,从管流的流体是完全通过一个坚实的边界包围的;另一方面,从自由喷射流,他是完全被大气层包围的流体。管流中可靠边界的存在能维持一个随着管道的表面变化的压力,而在明渠流自由表面的存在确保了沿边界暴露于大气中恒定的压力。

就通过等截面管道的摩擦流动来说，必须有压差来维持流动。就如一个等截面的开放通道的摩擦流动,重力的作用——也就是说,改变高度通道——通过渠道维持流动。与管流不同的是，明渠流的过水断面能够随着不同的流动状况而改变，且易受渠道边界影响。例如,对于流经一个矩形截面,在一个不同的矩形截面改变液体深度的结果。就管流而言,在特点上流动可能是层流或紊流,当液体是水时是紊流构成最常见类型。分析明渠流在有关决定并控制河流量建立灌溉沟渠设计要求的情形下是重要的。

在这一章中,我们应当处理稳定明渠流的各方面;利用在前几章里获得的技术和基本方程的流体。

在继续之前,与明渠流将得到相关的一些定义。当截面的流动沿流不改变的方向,叫做有规律的流动。否则它是常数和液体的表面平行于通道流,液体液体的深度,我们有非均匀变化明渠流(也称为多样的流)。这种类型的流发生在形状的通道截面变化或当形状的通道底部的变化。如果深度增加下游方向的速度减缓,我们有流动减速流;而对于深度在下游的方向减少,我们获得速度增加和加速流动。

均匀流在任何足够长的渠道中获得,有一个恒定的通道坡度和截面。例如,如何建立了均匀流现在将被给予。一个灌溉运河已经改变坡。由于边坡的变化的通道流,流获得一个加速度,因为组件的重力沿流量大

于剪切力沿着通道壁减速流。水流加速时，切力亦相应增大，当切力与重力分量相等时就会达到某一（恒定的）速度值。在这个平衡条件,速度和液体深度保持不变和流成为统一的明渠流。

由渠道坡度改变引起的非均匀流，当一个障碍,如泄洪道,放置在均匀流的路径沿着倾斜的通道,我们获得的另一个例子渐变流。生成的配置文件的水面背后的屏障被称为回水曲线。

Unit7 reading A (65)

排水，排污和污水处理

渠是一个统称，适用于所有管道沿线或打开渠道，采取废水或雨水流体流动。土地流失是通常发生在农地埋管道，但也可能是在一个开放的通道。在干燥炎热的气候下，很少需要水渠，灌溉渠道或管道将水等领域，而不是把它远离开

污水却是不相同的。它是液体，通常社会上的生活垃圾都必须仔细和污水区别开来。污水收集系统是指输送污水的排水管，也包括所有污水收集，处理和清除主要的管道。

在天气干燥的污水量是任何社会普遍等于它使用水量（旱季流量）加上任何水从地面到下水道及污水泄漏，减去从下水道泄漏出来。考虑到社会上使用的水量，因此土木工程师设计时，他用了最低比率污水处理系统中使用的数字。污水收集系统不是'独立'或'联合'的。在独立的系统中，雨水是通过一个从'卫生'包含污水下水道排水系统中流走的，因此他们更利于排水，但污水处理却很昂贵。在一个独立的系统，当然，污水流量是旱季流量，虽然每小时通过率从50二零零四年至百分之150笔，平均每天通过的百分之小时不等。

几个房子水渠，通常是由内径10厘米，其中下水道直径15-23厘米耐火粘土的制成的。几种将这些分支机构的下水道，首先是流入主下水道，然后把它给交给处理厂。从植物的净化水的污水流出来，这可能是纯净水，然后被聚集在在一个大的管道，称为口至河流或海洋或农场。一轴称为沙井喂所有急弯或下水道路口提供给在堵塞情况下的访问。暴雨下水道是那些携带任何大暴雨的下水道。污水下水道系统是为其设计流量，以立方米/秒，这可以从城市供水部门的使用量作为水的一部分，从下面的部分信息（将来）：降雨，人口增长，城市规划和区划，以及未来可能的建设。会发现之间的数量和流量是人口密集地区，富裕的住宅区，商业或工业区类型有很大的差异。

在一个国家地区，特别是沙质土壤，有一个很简单而且价格便宜的方法就是污水经处理后可以使它遍布农田。虽然固体物质的污水量小于0.1个百分点，分开的液体固体是污水处理本身的首要任务。除去固体由粗衣架，粗过滤器或碎屑坦克是由撇去浮物的精细过滤，沉淀池，曝气机或咨询，或其他治疗坦克和罚款固体删除。处理后的固体，然后由伊姆霍夫坦克或脱水消化，并通过抽水或焚烧或倾倒作为填补低洼地删除。流体污泥可以出售给农民在他们的领域蔓延。

进一步净化后的水，其中可能包括氯化，氧化或通过各种手段，流过的河流或海洋或（更好）的土地，作为工业用水重复利用。先进的污水净化污水处理厂可以明显减少市民的用水需求和水资源的部门的承担压力。加强污水处理的实力的一个重要措施，是污水的生化需氧量，由在在这么多天规定的温度下的氧毫克显示出来。总固体包括暂停，溶解，沉淀，并可能会波动或固定。挥发性固体的内容是另一个排污实力的重要举措，并展示如何快速解决因为它很可能会腐烂。

UNIT 7 reading B (67)

处理厂设计

一旦所需的出水水质已经确定，涉及的内容处理厂设计通常可以总结如下。[ 1]

（1）合成的替代治疗过程流动负债表流动负债表可以被定义为组织在一起的单元操作和过程的具体实现 治疗的目标。选择流量表的基础上发展了字符的水和废水处理，治疗的目标，如果available.the板凳和pilot.scale测试结果。（2）最好的替代流表的选定后，他们都被评价在其性能，物理实现，能源需求，和成本。

（2）台试验和试点植物研究的目的是进行台架试验

和中试研究是：（一）建立适宜的其他单位业务

和治疗过程中给定的水或废水；（二）获得必要的数据和资料的设计选择的业务和流程。台架试验，顾名思

义，是小规模的测试，可以进行在实验室。他们通常是用来建立近似化学剂量和获得动力学系数。连续的中试研究进行验证的结果，台架试验。

（3）选择设计标准后，一个或多个替代流动负债表已经制定，下一步设计包括选择设计标准。设计标准— 角的选择理论的基础上，出版的文献中的数据，结果

台架试验和中试研究，和过去的经验的设计师。

（4）上浆单元操作和过程一旦设计标准已选定，下一步是大小所需的单元操作和过程使体育设施要求的执行才能确定。

（5）固体平衡后，设计标准已选定的单元操作和过程，固体余额应准备为每个选定的工艺流程。理想情况下，固体余额应准备的，平均和峰值流量。制备固体平衡涉及确定的固体物进入和离开每个单元操作或过程。这些数据是特别重要的设计（大小）的污泥处理设施。

（6）工厂布局使用信息的大小确定的设施

根据选定的标准，各种植物的布局都是建立在con.straints的身体部位。布置各种设施，应特别注意对减少管的长度，以组合在一起的相关设施，并需要在未来的扩展。

（7）液压型材一旦处理设施和互连管道

已初步规模，液压型材应制定最高和平均流量。制备液压剖面详细考虑状况用下列部分。

（8）施工图纸和规格的最后一步，在设计过程中涉及编制施工图纸，规格，和成本估算。因为明确与施工图纸介绍会影响双方的投标价格和最后的运行，这一步的重要性不能被过分强调。建筑规格已更多或1esstandardized.the美元，问题的关键是确定，规格齐全，昂贵的变更订单是可以消除的。最后，工程师的成本估计是用来指导评价所提交的投标承办各类。

Unit8 A篇 （74）

暴雨排水系统

在十九世纪初，在许多城市迅速有效的排除暴雨径流是奢侈的。在今天，现代的城市居民把迅速有效的排除暴雨径流看成是最基本的服务。城市的排水厂由天然的明渠和垫脚石发展到如今的侧石、明沟、水湾和地下运输配合的复杂系统。

在大多数城市地区，较小的排水沟常常是关闭的暗渠，由于水系统是顺流而下的移动，打开的水渠通常是没被用到的。由于与大部分供水干管和生活污水管中的流量相比，暴雨径流量通常是相当大，所以输送与水流的排水工程也十分巨大，从公用设施布局的角度看，排水工程占有十分重要的低位。通常的做法是沿着街道中心线嵌置雨水管，然后把供水干管偏置一侧，卫生污水管偏置另一侧。

为了构成一种切实可行的系统布局，需要一幅标明等高线、街道、建筑物、其他现存的公用设施、天然排水道以及未来开发区域的地图。在有生活污水的情况下，暴雨排水沟主要位于街道下方或指定排水优先权的地方。所有地方的物理分水岭由于排水沟而得到延伸。在制定排水系统中，第一步是尝试着找出必要入口的构建物。找到后，通过排水区域这些特征点将所有入口连接成管道系统骨架，在检修井、特别弯曲或接合的建筑物和排水口这些地方单独画出。

通常，检修井或接合构建物在等级、管道尺寸、最大流量的所有变动是有要求的。图8-1详细的阐明了一个典型的检修井。记录出今天大多数构建物预制的是混凝土而不是砖。暴雨排水管道的建立，通常在直径上不会小于12英寸，因为尺寸太小容易被碎屑物所阻塞，也就是现在一些比较严重的故障问题。管道的最大极限间隔为27英寸，不能超过600英尺。对于最大的管道，没有故障规定，通常在维修构建物时应避免接触用来检查、清洁或是维修的管道。

处理表面径流在都市排水地区是一个复杂，耗资，而且伴随着一些困难，尤其是数量和变化。表面径流量在高强度的降雨期间可能会过量。 城市排水系统设计的水利方面问题涉及到确定个只能够径流的大小；分布和历时。最大量是最重要的，因为他是基础用于组要结构的设计。在美国最大流量来源于高强度短时期的暴风雨类型，还有联合降雨量和冰雪融化，造成了洪水在大排水库形成。特别的因素像最大水流在专业的排水地区必须被决定如果可以合理可行的调和评估分水量。 设计水流量要按照最大量来设计可以保证安全的通过一些特殊的结构。它的重要意义在于第一问题的解答

关系到设计量的可行性。给水系统的设计运输最大可能量，1%，5%，或者一些其他的分水机会？一旦这个过程被用于评估径流大小，频率一般被分为实验探讨，数据和可能的办法。数据分析提供好的结果如果有足够的记录还有溪流状态将来没有经历什么变化。评估是基于期限的使用和可能的曲线。在这些曲线中，取样越大，评估的正确性越好。关于这些方法，单位过程宪法，合理的方法，还有变化的模型也被广泛的使用。

Unit 8 B篇 （77）

Unit9 A篇 （85）

离子交换硝酸盐去除

与硝酸盐污染饮用水提出了一种健康危害,因为硝酸盐可以减少为亚硝酸盐离子在胃肠道。亚硝酸盐导致高铁血红蛋白症,有时候是一种致命的疾病,婴儿特别容易受到影响。此外,硝酸盐和亚硝酸盐有可能形成致癌亚硝基化合物,是强有力的动物,尽管他们没有致癌物的结论显示导致人类癌症。因此,美国环境保护局和欧洲共同体建立了最大的污染水平为N在10 mg / L和11.3 ma / L,分别。

尽管硝酸盐通常并不是在原始的地表水显著,我们最近的一项调查发现,超过半数的井里在检测到的水平,而硝酸盐的大约1.2%和2.4%的农村社区井井超过10 mg / L N最大的污染水平。 在欧洲,硝酸盐的问题往往是更糟,因为更大的人口密度。例如，在1970年，在英格兰和威尔士百分之六十的公共供水中的 N有时候超过11.3mg/L，在1980年这个数量为百分之九十。全世界的情况是相识的，由于人类的活动，硝酸盐污染在不断的增长，特别是在农业上。随着人口的增加，硝酸盐污染也增加了，因为硝酸盐的保护策略一般还没有被实施。

作为交换,生物脱氮和膜脱盐和反渗透反渗透法或电渗析是最常见的方法去除硝酸报道从水的供应。虽然非常有效的技术上,反渗透和电渗析被认为过于昂贵的常规硝酸盐删除除非脱盐也需要减少总溶解固体水平或删除额外的污染物。

离子交换法是美国最常见的过程中，，虽然总数的公共供水厂于1992年的可能不超过15个。这种情况正在发生变化迅速，然而，许多社区已关闭硝酸盐污染的水井现在发现，这些井必须重新开放以满足用水需求。地表水也受到了影响。提供饮用水的河流，在农业州，如爱荷华州和内布拉斯加州的季节违反硝酸盐最大污染水平变得更频繁，更严重。这导致了离子转换为硝酸盐去除高涨的兴趣。

离子交换过程中利用一个填料床阴离子交换树脂中氯化物的形式. 给水阴离子交换，包括硝酸盐，氯化物在强碱阴离子树脂。硝酸盐无污水混合预定部分搭桥原水产生水可接受的硝酸盐浓度，通常7-8mg硝态氮/ l.just之前硝酸盐的突破，如果这一点可以发现，列用尽终止，和树脂完全（例如，>百分之95硝酸洗脱）或部分（例如，百分之60硝酸洗脱）再生与0.5-2.0n（3-12 %）氯化钠（盐）。虽然矿化度水的产问题被解答，水流的大小要选择设计频率必须被决定。标注排水工艺和设计流量的频率的关系 品是没有显着变化，因为离子交换而不删除，它是丰富的氯离子，这是最初的只有离子退出列。

虽然在技术上和经济上有效的氯化物，硝酸盐去除IX是不是没有显著的问题，其中最引人注目的是处置用过的再生盐水中硝酸盐和多余的NaCl。额外的问题，如增加的腐蚀性和对健康的负面影响，相关联的产品水的氯含量的增加。在原水中的硫酸根离子是麻烦的，因为它会导致在短时间内用尽与标准的阴离子树脂，都倾向于在典型的水供应的硫酸盐离子强度（I <0.01N）为硝酸盐运行。最后，当处理应用到地表水，阴离子树脂污垢可能会导致一个典型的NaCl再生，天然有机物质的存在下，含高分子量的阴离子，它们不会轻易地从树脂中除去。尽管硝酸盐去除IX存在的问题，它仍然被认为在美国，因为它的简单性，耐用性，有效性和成本相对较低的选择过程。

Unit9 B篇 （87）

土臭素和2-甲基异冰片是二种在全世界饮用水中普遍存在的带有霉烂的气味和土腥味的化合物。它们是藻类和放线细菌的代谢产物，在3度的酒精下具有抗氧化作用。尤其是它们实际上不受氯化作用影响，但是使用过氧化物、臭氧以及活性炭或者某种驯化的生物膜反应器处理这两种化合物的某些成功例证已有过报道。当使用活性炭作为吸附剂时，这两种化合物的吸收速率在腐殖质和氯以及氯胺的作用下会大幅度

降低。现在需要一个更有选择性和效率性的处理工艺，在目前的研究中吸附时加入一些沸石被选作为一个好的方法。

沸石在软水处理和去除来自废水中离子交换后的铵离子处理工艺中得到了广泛的应用。这些沸石都是亲水性的。然而，如果沸石是被逐步脱铝的，那么他们的阳离子交换容量会下降，而且它们也会变为疏水性的物质，如硅酸三钙石。最近几年各种高硅沸石被合成出来并且在市场上可以买到它们。二氧化硅含量高的沸石作为石油汽相裂变和用甲醇合成汽油的选型催化剂已经得到广泛应用。它们的吸附对象是有机液体和有机气体，这已经通过实验广泛的研究了，并且有乐一系列的理论解释。与之相比，在水系统中它们更适合作为吸附剂的参照物。Flanigen et al展示了在有机分子和水混合的液体或气体中，硅质岩有选择性的吸收有机分子，从而能够去除有机水中的有机分子。林和马两位学者研究了用硅酸三钙石从水溶液中吸附着通乙醇的问题，并且证明了根据汽相吸附资料可以模拟和预测硅酸三钙石的液相性能。汽相和液相在硅质岩中的扩散速率是相似的，K值为孔隙浓度，浓度不同的且极性相反的酒精，它的疏水性与大自然中内层硅质岩的疏水性是一致的。土臭素和2-甲基异冰片的直径是林和马研究的醇类的几倍大，所以选用孔径比硅质岩（0.6nm）大的沸石是首选。在目前的研究技术下一种硅含量很高的八面沸石(US-Y;二氧化硅/三氧化铝=80)被选为吸附剂。

与活性炭吸附相比，高硅沸石对土臭素有着相同的作用和对甲基异冰片更低的影响。US-Y沸石最初的高费用会被运作中的很多的优势所抵消。首先，沸石对目标复合物有绝对的选择性，这就会对需要再生前的吸附过程起到延长作用。尤其是（与活性炭不同）US-Y沸石对土臭素和甲基异冰片的吸附作用不会由于水中腐殖质的存在而降低。总之，极性相似但体积更小的复合物会比土臭素和甲基异冰片更不容易被吸附，更高极性的复合物会留在水中，还有其他所有直径比孔径大的复合物会被完全吸附。其次，沸石比活性炭更容易再生。它们在高温，酸性和强氧化性的商业再生过程中有着更高的稳定性。沸石的再生是通过燃烧而不是高温水蒸气。在之后产生需要处理前便被自身处理的富含有机物的出水。第三，因为硅石不会被氧化，所以沸石不会被氯或其它的氧化剂影响，就是我们所知的有着比活性炭的吸附效果更低的严苛要求。

对目标复合物选择性吸附的能力使之被应用到水产养殖的方面。在鱼类养殖中，经常没有有效的方法去杀死产生臭味代谢物的水华，因为细胞液容易溶解在周围的水体中而导致代谢物浓度的上升。水体可以通过US-Y沸石床的不断循环作用来除去土臭素，甲基异冰片和2-甲-2茨烷，这些所有与长期箱体养殖鲶鱼有关的物质。同样的，沸石也可用于去除配制食物和饮料的用水中的土臭素和甲基异冰片。

潜在的是，沸石处理会用于大资金和高运行费用在经济上不可行的小型市政供水中的气味控制中。沸石会接触水体但不是直接向接受器中添加粉末状沸石（氯化处理之前或之后）或者通过压出物转化床。

Unit10 A篇 （95）

Unit10 B篇 (98) 胶态分散体在水由离散粒子悬浮举行的非常小的尺寸,水合状态(化学结合水),和表面电荷。颗粒大小是最重要的属性负责的稳定性索尔(一种胶体分散在液体中),大颗粒表面积的比率很低,大规模协会由重力影响,如沉积力量,占主导地位。对胶体,表面区域的质量比高,表面现象,如静电排斥和水化,变得重要。

有两种类型的胶体,亲水和疏水。亲水胶体是容易分散在水里,和他们的稳定 (缺乏凝聚倾向)取决于荔枝亲和力的水,而不是轻微的费用(通常是负面的),他们拥有。亲水胶体材料的例子是香皂、可溶性淀粉、可溶性蛋白质和合成洗涤剂。疏水胶体具有不使用水和欠他们的稳定电荷他们拥有。金属氧化物胶体,其中大部分是带正电,疏水溶胶的样本。一个电荷在胶体是通过吸附积极离子从水处理方案中。 静电斥力带电胶体粒子之间产生一个稳定的溶胶。

动电位的概念是形成双层扩散理论应用于疏水胶体。一个固定的覆盖积极离子是吸引带负电荷的粒子通过静电吸引。这个固定区域的正离子被称为尾层,它周围是一个可移动的,扩散层抗衡离子。这些积极的离子的浓度在扩散区降低延伸到周围大部分电中性的解决方案。Zeta潜力是巨大的电荷在表面的剪切。

边界面之间的固定离子层和解决方案作为一个剪切面当粒子经历运动相对于解决方案。zeta的巨大潜力可

以估计弗伦联盟电泳测量粒子移动在电场。 胶状悬浮液的定义是稳定当分散鲜有或没有倾向于聚合。这个斥力带电粒子和防止双层分散聚合,因此粒子具有高泽塔潜在生成稳定溶胶。

因素趋于破坏一个溶胶是范德瓦耳斯引力和布朗运动。范德瓦耳斯部队分子凝聚力量的吸引力,增加强度作为粒子彼此的方法。当这些粒子可以忽略不计These forces稍微分开但成为主导当粒子接触。布朗运动的随机运动引起的胶体由分子轰炸的色散介质。这个运动有一个不稳定的影响,因为可能导致索尔聚合。

不稳定的疏水胶体可以通过一个eletrolytes添加到解决方案。抗衡离子电解液的物质抑制双层电荷的胶体足以允许粒子接触。当粒子相遇,范德瓦耳斯引力成为主导和聚合结果。电解质发现是最有效的是多价离子的电荷相反的胶体粒子。溶胶也可以由长链聚合电解质不稳定。尽管阳离子聚合物法案一样多的中性盐在镇压漫射双层,主要机制的有机聚合电解质似乎聚合物桥接。漫长的聚合物分子重视吸收剂的表面胶体粒子以化学或物理交互,从而聚合。行动的不稳定的水解金属离子似乎落入一个中间类别之间简单离子和聚合电解质。高度带电,可溶性水解产品这些金属盐减少之间的排斥力胶体通过压缩双层电荷,从而在凝固。水解金属离子也吸附于胶体,创建粒子之间的桥梁。

相比之下,静电性质的疏水胶体,亲水胶体稳定性的关联到他们国家的水合作用。化学混凝不极大影响程度的水化的胶体。因此,亲水胶体是很难凝结,重做混凝剂的盐,通常10 - 20倍的金额用于常规水处理,需要不稳定。

Unit 11 A 篇 （107）

Unit11 B篇 （110）

抛光过滤与陶瓷膜

过滤过程可以分为两个主要的阶段：即滤饼过滤和薄膜过滤。无机薄膜例如陶土和不锈钢因为它们化学性质的稳定、坚固与亲水性优点，如今越来越受到欢迎。抛光过滤是从液体中分离低浓度固体的工艺流程。浓度从1mg/L到10mg/L，其颗粒粒径在极微小和较为微小之间发生着变化，它们所呈现的作用也各不同。抛光过滤由仅仅的一块薄膜所构成。薄膜使小阻力的物质流过，其过滤效率比获得高浓度的固体颗粒和滤饼沉积高的多。

为了能使粒径最小的颗粒成功地从液体中分离出来，过滤所使用的媒介必须绝对地小，通常要小于5m。抛光过滤所使用的媒介可以是陶土、聚合物和不锈钢。陶土作为过滤的媒介通常是由一层稀薄的陶瓷薄膜和陶瓷芯黏合而成。陶土材料的耐使用年限和机械强度都很高甚至可以与不锈钢相比较。陶土材料在不同的环境下都呈现惰性，并且它抵抗腐蚀和各种化学试剂的能力较强。甚至强酸强碱都不会破坏它表面的薄膜。陶土材料可以长时间的用在温度大于120℃的高温环境下工作。在陶土材料的清洗阶段，酸和碱可以作为很好很高效反冲洗试剂。陶土材料的表面同样可以抵抗超声波清洗和高温蒸汽清洗和消毒。

陶瓷膜使用的限制因素是工业规模上的膜的孔径大小和相较于微型过滤和超滤，陶瓷膜用于其他目的上的可利用性是可忽略的。在过滤刚开始的过程当中，一个洁净的过滤材料有较高的过滤性能，但是过了相当短的一段时间之后，设备的过滤性能降低到只有全部性能的一小部分，并且过滤池必须要恢复再生。恢复再生最常用的方法是反冲洗，也就是在相当高的液压下使液体朝相反的方向流过过滤池。然而，反冲洗不能清除所有堵塞的微粒。在反冲洗当中，所使用的液体压强应该高于过滤本身所使用的压强。在实际当中这个压强很难达到。恢复再生常用的另外一个方法是化学冲洗，过滤材料被清洗通过堵塞的物质被溶解。过滤媒介的恢复再生也可以通过超声波空蚀来实现。这个会在过滤媒介的表面产生强烈的刻蚀并且堵塞的材料也被清除。高液压冲洗也可以用来冲洗过滤媒介。

一种新型的陶瓷过滤已经得到发展，它包含一个独一无二的自我冲洗和混合过程，在整个过滤过程当中，以保证效率的最高化和保证一致的生产速率的实现。过滤的最主要应用是净化来源于闭路式水系统的低浓度污染物。由于多种清洗的选项在一个模块里，故它的使用是通用和合适的，例如在多成分的环境里，在这个环境里微粒的分配无法被控制。过滤尤其适合应用在回收有价值的固体是一种需求的地方，或者是废水的化学处理是不可行的和不经济的地方。

抛光过滤的要点是过滤“石头”，陶瓷膜黏合陶瓷芯。抛光过滤是一个压紧单元由耐酸的不锈钢壳体、

陶瓷滤料石、超声波清洗机、高压喷雾系统和控制单元组成。过滤器制动控制。该过滤器运行遵循横向流过滤的基本原理，但陶瓷滤膜迎向水流转动（5-20r/min)会加强过滤器过滤效率。固体颗粒聚集在膜的表面而清澈的滤液经过滤管。滤饼通过逆流洗涤和一个短的压缩空气冲击被除去。陶瓷石材需要定期清洗，使表面毛孔保持干净。这有一些清洁选项：超声波清洗、蒸汽和化学清洗、喷流或高压冲洗。陶瓷元件的硬度表示它能抵抗磨损和发生在超声波清洗工艺的气蚀。清洁程序是非常有效，由于膜的旋转，可以在短期内将膜表面彻底清洗。这里有五种类型的石头孔隙大小如下：0.25微米、1微米、3微米、8微米和20微米。

Unit12 A篇 （118） 太阳能收集器对受污染的水消毒

大多数发展中国家遭受不充分卫生条件的公共供水。实际上，世界上80%的疾病事件都被据说和水有关。疾病比如：霍乱、伤寒、龙丝虫,杆菌性疾病,和志贺氏杆菌,例如,被认为和水有关。现在的病原体,出现严重疾病的风险时出现在饮用水中包括细菌、病毒、原生动物和其他寄生虫。

在过去的50年里，应用氯对饮用水消毒已发展成为使用最广泛的程序,但是技术正基于不用药物方法方向快速发展。这些技术包括紫外线辐射、反渗透、加热、冻结等等。辐照与紫外线消毒是一种很有前途的方法。虽然它不留残差,这是种有效的禁用细菌和病毒的方法。紫外线波长跨越了从200到390纳米。人造辐射在波长为240到390纳米会产生光化学反应，导致有机物的RNA和DNA失活。在地球表面，太阳辐射大约是从波长300纳米开始的。因此，部分300到390纳米的太阳辐射可能被用来消毒。

它已被证明把大肠杆菌群暴露在紫外线里,存在于太阳光谱里的可以引起他们亚致死的效果。日光辐射或近紫外线照射大肠杆菌具有灭活膜转移和灭活触媒系统的功能。这纸上的总结的进步使得商业上实用的收藏家朝向了太阳消毒应用程序。大多数在这个领域上先前的工作通过研究被保持。高质量的收藏技术热门的应用程序有时是可利用的，通过现场试验它的有效性也被很好的证明了。然而，太阳能收集器技术的应用程序的某些说明，比如消毒，不得不被研究得更加彻底。计划的工作包括以下步骤：（1）研究非追踪复式抛物线状收集器（CPC）类型的太阳能收集器作为光致反应器，用于消毒。（2）设计与建造规模适宜的太阳能水处理装置，用来处理大量水体（3）根据欧盟法规，通过中试试验研究杀灭微生物的可行性（4）估计大规模面向市场的太阳能水消毒处理系统的费用。这在发展中国家的乡村群体这项工作在这个领域上已经被执行为了最后的应用程序那里已处理过的水是不可利用的。

在实验室初步的试验表明决定了用太阳能对微生物消毒的可能性。微生物学包括传统的污染物残渣的细菌指标（大肠杆菌和粪肠杆菌）和枯草芽孢杆菌的芽孢（作为典型的具有高化学抗性和生物钝化的微生物）。辐射通过一台太阳能模拟装置配备有1000W高压力的氙弧灯和抛物面反射器被执行。 试验被执行用250ML曝气反应器和自来水（来自马德里，西班牙）接种了含有细菌群落的溶液。反应器被耐热玻璃覆盖，其允许波长大于300纳米的光透射。 因为太阳能模拟装置会发出大量的热量，有必要用一个玻璃热交换器来保持恒定溶解温度。用一台LI-COR 型LI-1800辐射分光计，以2纳米为步长测得的可用辐射量（300-400纳米）约是到达地球表面日光强度的1-2倍。在消毒试验期间，一些参数比如PH，氧气等等 被监控原位与特定的电极。

在实验室里分析用这三种对照菌（也就是大肠杆菌，粪肠球菌，枯草芽孢杆菌）进行了有前景的结果试验。获得的结果显示太阳紫外线光能够有效地杀死全部在污水里的细菌。2个小时后，大肠杆菌和粪肠杆菌都检测不到了，枯草芽孢杆菌减少了超过3个数量集。据报道，灭活枯草杆菌所需人工紫外线强度时灭活大肠杆菌所需的9倍。比较不同生物指示的价值，其抗性的顺序为，枯草芽孢杆菌》粪肠球菌》大肠杆菌。通过实验室的模拟实验获得的信息是有价值的，将为消毒测试做下铺垫在中试实验线上。

12单元 B篇 （121）

曝气

水和废水的曝气促进了气味并且利用水和大气之间的交换去除臭氧。这个部分的目的就是为了使曝气在基本的概念上作为在水供应中的一个单元操作以及废水管理。主要的应用于水供应及废水系统的曝气装置可以按以下分类：（1）瀑布曝气器（2）纯氧气曝气系统（3）机械曝气器。

瀑布曝气器

常用的跌水曝气装置主要类型有喷洒曝气器、阶式曝气器和多盘曝气器。在喷洒曝气器中，水就像喷泉一样从喷嘴里喷到空气里。在阶式曝气器中，水扩散开来并且通过一系列的阶梯或者其他来诱导形成湍流的障碍物成片流下，以此来吸收水里的空气并且使新的水的表面与大气接触。在多盘曝气器中，水应用到一系列充满像煤炭、石头或者陶瓷球这样的粗糙的媒介的的盘子的上层。水在它流过盘子上的媒介时曝气并且盘子到盘子的往下流。

纯氧曝气系统

在纯氧曝气系统中，纯氧产生于曝气时从液体里上来的泡泡中。泡沫的大小从粗糙到极好的不等，这取决于曝气的装置。普通的曝气装置包括多空扩散消声器，非多空扩散消声器，U型曝气器。大部分的多空扩散消声器由在一个孔洞里用陶瓷粘合剂粘合的氧化硅和氧化铝组成。可以利用各种各样的非多孔扩散器，包括喷射曝气器、有阀孔口曝气器和紊流盘式曝气器。非多孔扩散消声器是发明被用来克服一些伴随微孔扩散器产生的堵塞问题以及用来减少主要曝气设施的消费问题。典型的非多孔扩散器比多孔扩散器效率要低。在U型曝气器中，含有扩散空气气泡的水在10~20米深的范围内流过，可以增加气体的局部压力。当部分压力增加了，液体的饱和浓度也就增加了。

机械曝气器

机械曝气器成功之处在于机械地将水分散开。氧气从大气的转换通过产生一个水汽接触界面来实现已经有所提升。垂直和水平杆的曝气器都得到了普遍的应用。在竖直杆曝气中，曝气的成功之处在于用水滴接触大气，水界表面的湍流和利用加气的方法。在水平杆曝气中，转子和栅笼通过表面湍流和来加气。除了曝气，水平泵同样可以运用于转子曝气器。

涡轮曝气器是个包括涡轮叶轮混合和空气来源的混合系统。空气在叶轮下排出打进细泡沫以及通过泵动力使叶轮工作的水槽。

曝气的应用

曝气在水质处理中的主要应用与水中剩余的和去除的气体有关。为了去除地下水中的二氧化碳和为了铁离子和锰离子的氧化，曝气应用于水供应系统用来减小挥发性物质的浓度和想硫化氢等产生臭氧的物质。喷嘴，喷流，多盘式，泡沫扩散器以及表面湍流是最常见的曝气装置。许多这样的设备之前已经展示过了。

在废水管理系统中，为了控制硫化氢的形成，为解析废水中挥发性有机和无机化合物，为了给要生物废水处理提供氧气，为了提高出水溶解氧浓度来达到排放许可标准以及在某些情况下为了提高进水的氧气浓度，曝气应用于废水和处理厂进水口工程。后一种情况应该被看做紧急流程并且不作为环境质量问题的解决方案。

最普遍的曝气装置是泡沫扩散器和表面湍流。氧气在生物膜上转换与在阶式曝气和多盘式曝气相似，但是这些系统不是只在氧气转换限制的基础上射界的。曝气在废水中能量的需求量是废水特征的函数，并且果处处非常。曝气通常是废水处理系统中唯一的最大的能汇。

预测曝气系统中氧气转换速率

曝气系统中氧气转换速率的预测基本上总是基于一个氧气速率模型。整个的氧传质系数Ka通常由全套设施或者实验设施来决定。如果小规模的设备用来决定Ka的价值，按比例扩大就必须在考虑的范围之内。实验中Ka取值的决定方法应该查阅相关书籍。

氧传质系数随温度，混合强度（因而与曝气装置类型和混合室的几何形状有关）和水中组分而发生变化。像用指数函数建立建立BOD率系数一样的方法处理温度的影响来满足。。。的关系。混合强度和水槽形状的影响在理论基础上很难处理但是必须在设计流程中考虑因为曝气装置通常在这些效率的基础上选择。对于一个给定的曝气单元，效率与Ka的取值密切相关。在多数情况下，曝气装置由一定范围的有低的总溶解固体浓度的自来水的操作环境评定速率。

相关因素a用来估计实际系统中Ka的取值（）。a的取值随着曝气装置的类型、曝气池的几何形态、混合程度以及废水特性的变化而变化。据报告，a的取值在0.3到1.2之间。扩散和机械曝气设备的具体取值范围在0。4到0.8和0.6到1.2。如果使用曝气装置的曝气池几何形状与试验用曝气装置的曝气池的

几何形状明显不同，在选择合适的a值必须慎重。第三个相关因素贝塔，用来调整由于水中盐分、颗粒物和表面活性物质而使得氧气溶解度不同于实验系统的氧气转换速率。贝塔的取值0.95通常用于废水。因为贝塔的取值与废水处理厂实验室的容量有关，假设取值的实验的检验已经已经给出。

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