دانلود رایگان ترجمه مقاله جنبه های روش شناسی استفاده از خاکستر کوره ذوب آهن برای حذف فسفر از پساب (نشریه ASCE 2006) (ترجمه ارزان – نقره ای ⭐️⭐️)

جنبه های روش شناسی استفاده از خاکستر کوره ذوب آهن برای حذف فسفر از پساب

Methodological Aspects of Using Blast Furnace Slag for Wastewater Phosphorus Removal

چکیده
پیش زمینه
اهداف و محدوده
مواد و روش ها
مصالح
خاکستر کوره ذوب آهن
حلال های فسفات و پساب مورد استفاده در آزمایش
آزمایشات تحریک
آزمایش در مقیاس آزمایشی
راه اندازی آزمایشی
نمونه برداری
تجزیه و تحلیل نمونه های آب
محاسبات
برآوردهای استخراج فسفر از خاکستر BF از آزمایش در مقیاس آزمایشی
نتایج و بحث
تاثیر روش های تجربی بر جذب فسفر
جنبه های عملی استفاده از خاکستر BF به عنوان یک جاذب فسفر
گرفتگی
هدایت خاکستر BF قبل از کاربرد
ظرفیت جذب BF خاکستر
اشباع فیلتر در مقابل کیفیت پساب
جنبه های زیست محیطی با استفاده از خاکستر کوره ذوب آهن در کاربردهای تصفیه پساب
نتیجه گیری

چکیده
خاکستر کوره ذوب آهن (BF) یک محصول از کارخانه های فولاد است. هدف از این مطالعه، بررسی روشهای تجربی برای تعیین ظرفیت جذب فسفر خاکستر BF بود. هدایت خاکستر BF، قبل از استفاده و گرفتگی نیز به همراه برآورد ظرفیت نگهداری فسفر در نظر گرفته شد. آزمایشات تحریک و مقیاس-آزمایشی با استفاده از حلال های پساب و فسفات انجام شد. این تحقیق نشان داد که ظرفیت های جذب به دست آمده توسط آزمایش های پساب به طور قابل توجهی در مقایسه با حلال های فسفات پایین تر بودند. خاکستر تازه BF به طور خلاصه قرار گرفته در معرض رسوب دارای جذب فسفر بالاتر از خاکستر BF بود که نشان دهنده اهمیت هدایت دقیق خاکستر قبل از استفاده بود. به خصوص در طول مرحله بهره برداری اولیه از فیلترهای خاکستر BF, خطر نشت ترکیبات سولفوریک قابل توجه است. موقعیت های بسترهای فیلتر خاکستر BF برای تصفیه پساب باید به دقت از نقطه نظر زیست محیطی انتخاب شوند. سرعنوان های موضوعی :  پایگاه CE: فسفر؛ جذب؛ گرفتگی؛ مدیریت پساب؛ فیلترها.
۱٫ پیش زمینه
سیستم های تصفیه پساب کوچک در محل برای ساختمان های مسکونی در سوئد به طور قابل توجهی تخلیه فسفر، حدود ۲۰٪ از ترشحات ناخالص (SEPA 2003) کمک می نمایند. تخلیه از تصفیه خانه های پساب شهری, تنها حدود ۱۵٪ (SEPA 2003) است، هر چند به اندازه ۸۵٪ (SCB 2004) از جمعیت سوئد به تصفیه خانه های پساب متصل می شوند. سیستم های تصفیه پساب کوچک می توانند توسط مواد فیلتر واکنشی جذب کننده فسفر برای بهبود احتباس فسفر آنها ارتقا یابند. مواد فیلتر واکنشی پیشنهادی برای این منظور، به عنوان مثال، سنگ آهک (Johanson 1999؛ Hill و همکاران، ۲۰۰۰)، opoka (Johansson and Gustafsson 2000)، ولاستونیت (Brooks و همکاران، ۲۰۰۰؛ Hill و همکاران، ۲۰۰۰)، شن و ماسه پوسته (Roseth 2000)، مصالح خاک رس گسترش یافته (لیکا) (Zhu و همکاران، ۲۰۰۳)، خاکستر بادی (Mann و Bavor 1993؛ Johansson 1999)، و خاکستر کوره ذوب آهن (BF) (Yamada و همکاران ۱۹۸۶؛ Sunahara و همکاران ۱۹۸۷) می باشند.
ظرفیت جذب ماده فیلتر، یک پارامتر مهم برای طول عمر برنامه های کاربردی تصفیه خانه پساب است. در طول دهه گذشته، جذب فسفر خاکستر BF به طور گسترده (Lee و همکاران ۱۹۹۷؛ Sakadevan و Bavor 1998؛ Johansson 1999؛ Johansson و Gustafsson 2000؛ Grüneberg و Kern 2001؛ Agyei و همکاران، ۲۰۰۲؛ Khelifi و همکاران، ۲۰۰۲ Cameron و همکاران، ۲۰۰۳؛ Oguz 2004؛ Hylander و همکاران ۲۰۰۵؛. Korkusuz و همکاران، ۲۰۰۵) مطالعه شده است. ظرفیت جذب به دست آمده از این مطالعات تا حد زیادی متفاوت هستند. تغییر نمی تواند تنها با تفاوت بین مواد، به عنوان مثال، خاکستر BF کریستالی و آمورف توضیح داده شود، بلکه توسط تفاوت ها در روشهای تجربی، مانند تحریک در مقابل آزمایشات فیلتر، حلال پساب، محتوای فسفر پساب، زمان تماس، اندازه دانه مواد فیلتر می تواند توضیح داه شود. با توجه به گفته Yamada و همکاران (۱۹۸۶) و Agyei و همکاران (۲۰۰۲), دمای واکنش بالاتر موجب حفظ فسفر بالاتر می شود. یک غلظت فسفر پساب افزایش یافته منجر به افزایش جذب فسفر در هنگام انجام آزمایش های اختلاط می شود (Sunahara و همکاران ۱۹۸۷؛ Agyei و همکاران، ۲۰۰۲). به نظر می رسد غلظت بالاتر نمک در محلول موجب کاهش جذب فسفات در خاکستر BF می شود. Yamada و همکاران (۱۹۸۶) اثر مقدار NaCl بر حفظ فسفر را مورد بررسی قرار دادند و نشان دادند که در غلظت های بالاتر NaCl, جذب فسفر کاهش یافت.
صرفاً به برنامه های کاربردی تصفیه پساب عملی، ظرفیت های جذب فسفر مواد فیلتر مرتبط نیستند, بلکه به جنبه های محیط زیست و دیگر جنبه های عملی، مانند شستشوی ترکیبات خطرناک و گرفتگی فیلتر مرتبط هستند. تا کنون، شسته شدن ترکیبات خطرناک از فیلتر خاکستر BF در برنامه های کاربردی درمان پساب, توجهی را به دست نیاورده است. با این حال، شستشو در استفاده از محصولات جانبی به عنوان مصالح ساختمانی (Tossavainen 2005) در نظر گرفته شده است.

Abstract

Blast furnace
BF slag is a by-product of steel plants. The objective of this study was to evaluate experimental methods to determine the phosphorus sorption capacity of BF slag. The handling of BF slag, before usage and clogging were also considered, as well as estimating the phosphorus retention capacity. Agitation and pilot-scale experiments were performed using both wastewater and phosphate solutions. This investigation showed that sorption capacities derived by wastewater experiments were considerably lower compared to those by phosphate solutions. Fresh BF slag briefly exposed to rainfall had a higher phosphorus sorption than weathered BF slag, indicating the importance of handling the slag carefully before usage. The risk for leakage of sulfuric compounds is considerable, especially during the initial operation phase of BF slag filters. Locations of BF slag filter beds for wastewater treatment must be carefully chosen from an environmental point of view.

۱٫ Background

Small on-site wastewater treatment systems for residential buildings in Sweden contribute significantly to the anthropogenic discharge of phosphorus, approximately 20% of the gross discharge
SEPA 2003. Discharge from municipal wastewater treatment plants is only approximately 15%
SEPA 2003, though as much as 85%
SCB 2004 of the Swedish population are connected to wastewater treatment plants. Small wastewater treatment systems may be upgraded by phosphorus sorbing reactive filter materials to improve their phosphorus retention. Suggested reactive filter materials for this purpose are, e.g., limestone
Johansson 1999; Hill et al. 2000, opoka
Johansson and Gustafsson 2000, wollastonite
Brooks et al. 2000; Hill et al. 2000, shell sand
Roseth 2000, light expanded clay aggregates
Leca
Zhu et al. 2003, fly ash
Mann and Bavor 1993; Johansson 1999, and blast furnace
BF slag
Yamada et al. 1986; Sunahara et al. 1987.

The sorption capacity of the filter material is an important parameter for the longevity of wastewater treatment applications. During the last decade, phosphorus sorption of BF slag has been studied intensively
Lee et al. 1997; Sakadevan and Bavor 1998; Johansson 1999; Johansson and Gustafsson 2000; Grüneberg and Kern 2001; Agyei et al. 2002; Khelifi et al. 2002; Cameron et al. 2003; Oguz 2004; Hylander et al. 2005; Korkusuz et al. 2005. The obtained sorption capacity of these studies varied to a great extent. The variation cannot be explained only by the difference between the materials, e.g., crystalline and amorphous BF slag, but by the differences in the experimental methods, such as agitation versus filter experiments, influent solution, phosphorus content of influent, contact time, grain size of filter material. A higher reaction temperature caused higher phosphorus retention according to Yamada et al.
۱۹۸۶ and Agyei et al.
۲۰۰۲٫ An increased influent phosphorus concentration resulted in an increased phosphorus sorption when conducting agitation experiments
Sunahara et al. 1987; Agyei et al. 2002. A higher concentration of salt in the solution seemed to decrease the phosphate sorption on the BF slag. Yamada et al.
۱۹۸۶ investigated the effect of NaCl content on phosphorus retention, showing that a higher NaCl concentration decreased the phosphorus sorption.

For practical wastewater treatment applications, phosphorus sorption capacities of filter materials are not solely relevant but environmental and other practical aspects, such as possible leaching of hazardous compounds and clogging of filter. So far, leaching of hazardous compounds from BF slag filter in wastewater treatment applications has not achieved attention. However, the leaching has been considered in the use of by-products as construction material
Tossavainen 2005.

جنبه های روش شناسی استفاده از خاکستر کوره ذوب آهن برای حذف فسفر از پساب

Methodological Aspects of Using Blast Furnace Slag for Wastewater Phosphorus Removal