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German to English: Getauchte Membransysteme in der kommunalen Abwasserreinigung (Auszug) General field: Tech/Engineering Detailed field: Chemistry; Chem Sci/Eng
Source text - German
3. Betriebsergebnisse in kommunalen Abwasserreinigungsanlagen
3.1 Kommunale Pilotanlage für 500 EW, Kingsten Seymour (England)
Drei englische Wasserverbände beschlossen 1994 das Wabag-Verfahren (Membran von KUBOTA) unter konkreten Betriebsbedingungen für die weitere Anwendung in England zu testen. Im März 1995 wurde eine 500 EW Pilotanlage in Betrieb genommen. Die Untersuchungsphase sollte 12 Monate betragen, in denen die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des Systems sowie Designparameter und das Betriebsverhalten ermittelt werden sollten. Die Anlage wird auch heute noch mit gleichbleibend guten Ergebnissen betrieben.
Die Anlage besteht im wesentlichen aus den Komponenten Grobrechen, Denitrifikation (V = 8 m³), Feinsieb (a = 1 mm), Membranbioreaktor (V = 30 m³, Membranfläche = 240 m²) mit Schlammrückführung in die vorgeschaltete Denitrifikation (Qrecycle = 160 – 320 m³/d) und Schlammspeicher.
Der tägliche Durchsatz beträgt 100 m³/d bei einem maximalen stündlichen Zufluss von 8 m³/h. Es soll eine vollständige Kohlenstoff- und Stickstoffelimination bewerkstelligt werden. Die Anlage wurde im April 1995 mit Belebtschlamm aus einer benachbarten kommunalen Kläranalage angeimpft. Die angestrebte TS-Konzentration von 15 – 20 g/l wurde nach 40 Tagen erreicht. Eine Kohlenstoff- und Ammoniumelimination wurde bereits nach 2 Tagen verzeichnet. Nach 42 Tagen wurden die angestrebten Ablaufwerte mit BSB < 5 mg/l, CSB < 24 mg/l, NH4-N < 1 mg/L, TKN < 15 mg/L, AFS = n.n., Keime < 50/100 ml sicher eingehalten (Tabelle 1). Das Schlammalter variierte zwischen τTS = 40 and τTS = 70 Tagen.
Während der ersten 650 Betriebstage wurde eine mechanische und zwei chemische Reinigungen durchgeführt. Die chemische Reinigung erfolgte in situ mit Natriumhypochlorid. Die ursprüngliche Flussleistung konnte somit wieder hergestellt werden. Der transmembrane Druck lag bei 0,1 – 0,15 bar. Bisher wurden keine Membranen ausgewechselt.
Aus dem mittlerweile über 5-jährigen Betrieb lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ableiten:
die geforderten Ablaufwerte wurden sicher eingehalten,
die Ablaufqualität wurde auch durch hohe Konzentrationsschwankungen im Zulauf (BSB = 30 – 2.100 mg/l, CSB = 100 – 4.000 mg/l) nicht beeinflusst,
das System benötigt geringsten Wartungsaufwand, eine Membranreinigung 2 x jährlich wurde empfohlen,
Vor- und Nachklärbecken werden nicht benötigt,
der Platzbedarf ist äuβerst gering und durch die kompakte Bauweise können Geruch- und Geräuschemissionen problemlos minimiert werden,
Schwimm- oder Blähschlamm beeinflussen nicht den Betrieb und die Ablaufqualität.
Diese positiven Erfahrungen führten zu dem Entschluss, eine Anlage für 5.000 EW, die an der Küste liegt, verbunden mit saisonalen Schwankungen und hohen Ablaufanforderungen, mit dem WABAG-Membran-Verfahren zu planen und zu bauen. Diese moderne Kläranlage ging im Februar 1998 in Betrieb.
Tabelle 1: Betriebsergebnisse der Pilotanlage
Parameter
Zulauf
Ablauf gefordert
Ablauf erreicht
BSB
130-311mg/l max. 2.200mg/L
< 5mg/l
2-5mg/l
CSB
318-660mg/l max. 4.000mg/l
--
< 24mg/l
NH4-H
30mg/l max. 90mg/l
< 5mg/l
< 1mg/l
TKN
--
< 15mg/l
< 15mg/l
SS
176-344mg/l max.2.400mg/l
--
n.n.
Fäkalkoliforme Bakterion
15,6 max.180
--
< 0,00002
Gesamt koliforme Bakterion
60 max.740
--
< 0,00004
Streptococcus Faec. 106/100mL
1,44 max.7
--
< 0,000013
Coliphage Viren PFU/10 l
1.540 max.33.000
--
0,37
Translation - English
3. Operational results from domestic sewage treatment plants
3.1. A 500 EP domestic sewage pilot plant in Kingsten Seymour (England)
In 1994 three English water utilities decided to trial the Wabag process (with KUBOTA membranes) under real operating conditions for further applications in England. In March 1995 a 500 EP pilot plant was commissioned. The trial period was to be 12 months, aiming to establish the system’s capability and economy as well as design parameters and operational performance. The plant is still in use today with continued good results.
The plant’s main units are coarse screen, denitrification zone (V = 8 m³), fine screen (a = 1 mm), membrane bioreactor (V = 30 m³, membrane surface area = 240 m²) with mixed liquor return to upstream denitrification zone (Qrecylce = 160 – 320 m³/d) and sludge storage.
Daily flow is 100 m³/d at a maximum hourly flow of 8 m³/h. Complete carbon and nitrogen removal is to be achieved. In April 1995 the plant was seeded with activated sludge from a nearby domestic sewage treatment plant. Target MLSS of 15 – 20 g/L was reached after 40 days. Carbon and Ammonia removal were observed as early as day two. After 42 days the target discharge values of BOD < 5 mg/L, COD < 24 mg/L, NH4-N < 1 mg/L, TKN < 15 mg/L, NFR = not detected, bacteria < 50/100 mL were safely met (Table 1). Sludge age varied between τTS = 40 and τTS = 70 days.
During the first 650 days of operation one mechanical and two chemical cleans were performed. Chemical cleans were performed in situ with Sodium Hypochlorite. This restored start-up flux. Transmembrane pressure was between 0.1 and 0.15 bar. No membranes have been replaced so far.
After five years of operation up to now, the following conclusions are drawn:
required discharge values were safely met,
effluent quality was not affected by large variations of influent (BOD = 30 – 2,100 mg/L, COD = 100 – 4,000 mg/L),
the system requires only minimum maintenance with two membrane cleans per year recommended,
no primary and final clarifiers required,
minimal space requirement and compact design allowing problem-free minimisation of odour and noise emissions,
sludge bulking or fibrous bacteria do not affect operation or effluent quality.
These positive results led to the decision to design and build a 5,000 EP plant located at the seaside with inherent seasonal variations and tight discharge limits utilising the WABAG membrane process. This modern sewage treatment plant was commissioned in February 1998.
Table 1: pilot plant performance results
Parameter
Influent
Effluent required
Effluent achieved
BOD
130-311mg/L max. 2,200mg/L
< 5mg/L
2-5mg/L
COD
318-660mg/L max. 4,000mg/L
--
< 24mg/L
NH4-H
30mg/L max. 90mg/L
< 5mg/L
< 1mg/L
TKN
--
< 15mg/L
< 15mg/L
SS
176-344mg/L max.2,400mg/L
--
not detected
Faecal coliforms
15.6 max.180
--
< 0.00002
Total coliforms
60 max.740
--
< 0.00004
Faecal streptococcus 106/100mL
1.44 max.7
--
< 0.000013
Coliphage viruses PFU/10L
1,540 max.33,000
--
< 0.37
German to English: Anfahren aus dem kalten Zustand General field: Tech/Engineering Detailed field: Energy / Power Generation
Source text - German
Anfahren aus dem kalten Zustand
Das Anfahren des Kessels aus dem kalten Zustand erfolgt durch das Bedienpersonal vor Ort. Zu diesem Zweck wird mittels des Betriebswahlschalters die Betriebsart „Brenner Ein“ gewählt. Nach erfolgter Zündung muss der Lastregler PO00987IRY0 auf Stellung „Hand“ geschaltet werden. Der Dampferzeuger wird nun manuell mit reduzierter Feuerungsleistung - Kleinstlast- von ca. 2.MW und mit geschlossenem Anfahrregelventil 5 ERT0W1880 auf einen Betriebsüberdruck von ca. 0,5 bar unter Sollwert (10 bar) gefahren. Nach Erreichen dieses Dampfdruckes kann der Lastregler von der Stellung „Hand“ auf „Automatik“ geschaltet werden. Bei Erreichen der Betriebsparameter wird das Dampfabsperrventil YUIY0009145 getaktet aufgefahren.
Das Anfahren des Dampferzeugers erfolgt immer mit dem Parallelbetrieb der Feuerungen.
Eine Brennereinzelfahrweise ist in keiner Betriebsart vorgesehen.
Folgende Vorbedingungen für das Anfahren des Dampferzeugers müssen erfüllt sein:
• 6QUI0009736Z Hauptdampfabsperrschieber geschlossen
• 6YDHB000RTS Kesselniveau auf Betriebswasserstand
• 7OPU9900PR01 Niveauregelung in Funktion
• Regelkreise besitzen Regelfreigabe
• TYR0009921RT Rauchgasabsperrklappe in Stellung auf
• Vorbelüftung beendet
• Sicherheitskette entriegelt
• Mindestens eine Speisepumpe URI0003/8973 in Betrieb
Warmhaltebetrieb
Befindet der Kessel sich in „Fernbetrieb“ und ist nicht vom PLS angewählt, erfolgt der automatische Übergang in den Warmhaltebetrieb.
Im Warmhaltebetrieb wird der Kessel mit Hilfe der Feuerungen auf einen abgesenkten Betriebsüberdruck warmgehalten, wodurch ein schnelles und problemloses Hochfahren der Kessel innerhalb kürzester Zeit erfolgen kann. Dies geschieht mit Hilfe der Feuerungen - intermittierende Betriebsweise -. Dabei erfolgt die Druckhaltung durch den parallelen Betrieb beider Feuerungen im Kleinstlastbetrieb.
Translation - English
Cold start
Cold start of the boiler is performed by operations staff on-site. For this purpose “burner on” mode is selected via the mode selector switch. After ignition, the load regulator PO00987IRY0 is to be switched to position „manual“. Operating at reduced combustion capacity – minimum load – of approximately 2 MW and with closed start-up regulator valve 5 ERT0W1880 the steam generator is then manually operated to an operating pressure of 0.5 bar below set point (10bar). After reaching this steam pressure, the load regulator may be changed from “manual” to “automatic”. Upon reaching the operating parameters, the steam shut off valve YUIY0009145 is opened synchronised.
The burners are always operated in parallel during steam generator start-up.
No operation mode allows single operation of burners.
Start-up of the steam generator requires the following conditions to be met:
• 6QUI0009736Z main steam shut off valve closed
• 6YDHB000RTS boiler water level at operating point
• 7OPU9900PR01 level control operational
• Control circuits cleared for control
• TYR0009921RT exhaust gas damper in open position
• pre-aeration complete
• safety chain unlocked
• A minimum of one feed pump URI0003/8973 operating
Stand-by mode
The boiler enters stand-by mode automatically when in “remote operation” and not requested by the PLC.
In stand-by mode the burners keep the boiler warm at a lowered operating pressure allowing fast and problem free start-up within short time. This is achieved via the burners – intermittent operation. Pressure is thereby maintained through parallel operation of both burners in minimum load operation.
English to German: Purdue Engineers Lay Groundwork For 'Vertically Oriented Nanoelectronics' General field: Tech/Engineering Detailed field: Materials (Plastics, Ceramics, etc.)
Source text - English
Purdue Engineers Lay Groundwork For 'Vertically Oriented Nanoelectronics'
Engineers have developed a technique to grow individual carbon nanotubes vertically on top of a silicon wafer, a step toward making advanced electronics, wireless devices and sensors using nanotubes by stacking circuits and components in layers.
The technique might help develop a method for creating "vertically oriented" nanoelectronic devices, the electronic equivalent of a skyscraper, said Timothy Fisher, an associate professor of mechanical engineering who is leading the work with Timothy D. Sands, the Basil S. Turner Professor of Engineering.
The engineers first created a "thin film" containing two layers of aluminum sandwiching one ultra-thin layer of iron using electron-beam evaporation, a standard process employed in the semiconductor industry. The engineers then used "anodization," a process that causes metals to oxidize — like rusting — to selectively create tiny cylindrical cavities and turn the film into a "porous anodic alumina template" less than 1/100th the width of a human hair in thickness. During the process, an electric field was used to form a precisely aligned array of nanoscopic holes, turning aluminum into porous alumina, the oxidized form of aluminum also known as aluminum oxide.
A mixture of hydrogen and methane gas was then flowed into the template's holes, and microwave energy was applied to break down the methane, which contains carbon. The iron layer acted as a catalyst that prompted the carbon nanotubes to assemble from carbon originating in the methane, and the tubes then grew vertically out of the cavities.
"You get a single nanotube in each pore, and that's important because we can start to think about controlling how and where to put nanotubes to vertically integrate them for future electronic devices and sensing technologies," Sands said.
"The pores in the template and the nanotubes that grow in the pores really self-assemble once you set the process in motion," said Stach, who used two types of electron microscopes to take images of the nanotubes emerging vertically from the cavities. The research is based at the Birck Nanotechnology Center in Purdue's Discovery Park, the university's hub for interdisciplinary research.
The cavities form within seconds, and the nanotubes take several minutes to finish growing. The holes vary in width from 30-50 nanometers. A nanometer, or billionth of a meter, is about as long as 10 atoms strung together.
Full article: http://www.sciencedaily.com/releases/2006/08/060801182546.htm
Translation - German
Ingenieure der Purdue Universität legen den Grundstein für 'vertikal ausgerichtete Nanoelektronik'
Ingenieure haben eine Technik zum Bau von individuellen, vertikalen Nano-Säulen auf Silizium Halbleiterscheiben entwickelt, ein Schritt in Richtung Höchstleistungselektronik, drahtloser Bauteile und Sensoren mittels Nano-Säulen durch übereinandergeschichtete Lagen von Schaltkreisen und Komponenten.
Die Technik könnte zur Entwicklung einer Methode zur Erzeugung „vertikal ausgerichteter“ Nanoelektronik Bauteile, dem elektronischen Äquivalent des Wolkenkratzers, beitragen, sagte Timothy Fisher, Dozent für Maschinenbau der gemeinsam mit Timothy D. Sands, dem Basil S. Turner Professor für Ingenieurwissenschaften die Arbeitsgruppe leitet.
Die Ingenieure stellten zunächst mittels Elektronenstrahl-Bedampfung, eine Standardmethode in der Halbleiter Industrie, eine Dünnschicht her, die eine ultradünne Schicht Eisen zwischen zwei Schichten Aluminium einschloβ. Dann verwendeten die Ingenieure Anodisation, ein Verfahren, das Metalle oxidieren läβt – wie beim rosten – um selektiv winzige, zylinderförmige Vertiefungen zu erzeugen und damit die Dünnschicht in eine „Matrize aus porösem, anodischem Aluminiumoxid“ dünner als ein Hundertstel Durchmesser eines menschlichen Haares umzuwandeln. In diesem Verfahren wurde ein elektrisches Feld verwendet um eine genau ausgerichtete Anordnung „nanoskopischer“ Löcher herzustellen und dabei das Aluminium in poröses Aluminiumoxid, die oxidierte Form von Aluminium, umzuwandeln.
Dann wurde eine Mischung aus Wasserstoff und Methangas in die Löcher der Matrize gespült und Mikrowellen Energie verwendet um das Methangas, das Kohlenstoff enthält, zu spalten. Die Eisenschicht diente als Katalysator, der den aus dem Methangas stammenden Kohlenstoff anregte, Nano-Säulen zu bilden, die vertikal aus den Vertiefungen wuchsen.
„Aus jeder Pore bekommt man eine einzelne Nano-Säule, und das ist wichtig, weil wir jetzt nachzudenken beginnen können, wie wir beeinflussen können, wie und wo Nano-Säulen platziert werden, um diese für zukünftige elektronische Bauteile und Sensortechnologien vertikal zu integrieren,“ sagte Sands.
„Die Poren der Matrize und die Nano-Säulen, die in den Poren wachsen, bauen sich geradezu selbstständig auf, sobald man das Verfahren gestartet hat,“ sagte Stach, der zwei Arten von Elektronenmikroskopen verwendete, um Bilder von den aus den Vertiefungen hervortretenden Nano-Säulen zu machen. Die Forschungsarbeit geschieht im Birck Nanotechnology Center in Purdues Discovery Park, dem Zentrum für Interdisziplinärforschung der Universität.
Die Vertiefungen entstehen innerhalb von Sekunden und die Nano-Säulen brauchen mehrere Minuten, um fertig zu wachsen. Die Löcher variieren in ihrer Breite von 30 – 50 Nanometer. Ein Nanometer, oder auch ein Milliardstel eines Meters, ist ungefähr so lang wie 10 aneinandergereihte Atome.
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In my day-job I am working as a process engineer in the water industry.
In the past I have travelled extensively and have studied Russian and Spanish.
My subject areas are:
Water and Wastewater Treatment
Water and Wastewater processes
Activated sludge process
Membrane processes
Instrumentation and controls
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