中文译文-处理印染废水过程中不同工艺单元对有机物的去除.doc

1、外文翻译题目1：处理印染废水过程中不同工艺单元对有机物的去除题目2：印染纺织废水的生物和臭氧联合处理技术外文翻译之一Removal of organic compounds during treating printing and dyeing wastewater of different process units作者：J. Wang, M.C. Long, Z.J. Zhang, et al. 国籍：China出处：Chemosphere 71 (2008) 195202处理印染废水过程中不同工艺单元对有机物的去除作者：J. Wang, M.C. Long, Z.J. Zhang, et

2、 al. 国籍：China出处：Chemosphere 71 (2008) 195202中文译文：摘 要：绍兴市污水处理厂的废水（SWWTP）是由90%以上的高pH和高硫酸盐印染废水组成的。通过厌氧产酸（水力停留时间为15h），好氧处理（水力停留时间为20h）和絮凝沉淀的组合工艺，其COD总去除率达91%。但是，厌氧产酸单元的COD去除效率只有4%，而中试规模的上流式厌氧污泥床（UASB）反应器（水力停留时间为15 h）的COD去除效率达到了35%。气相色谱-质谱（GC-MS）分析显示，这些废水水样的响应数量随着COD的去除而下降。SWWTP原进水的主要成分之一是长链正构烷烃，而最终出水中只有

3、四种类型的烷烃。在绍兴污水处理厂中，经厌氧单元处理后，由总烷烃组成的总有机化合物的质量分数略有下降，同时其种类得到相应增加。但在UASB中，烷烃类的去除率达到75%，咖啡因作为一种化学标记，在好氧工艺的出水中能够被检测到。通过对上述结果进行定量分析，发现了GC-MS可作为有机物去除率的一种直观测定方法。关键词：烷烃；降解；GCMS；工业废水；毒性；上流式厌氧污泥床（UASB）1. 引言二级污水处理厂（污水处理厂）在世界各地迅速得到普及，尤其是在发展中国家1然而，污水处理厂进水中的有毒物质会抑制活性污泥的生物活性，引起处理工艺混乱。例如，Jonsson等2研究表明，瑞典109座污水处理厂中的45

4、-60%，其废水中含有抑制物质。污水处理厂用于处理市政污水和工业废水，一般不会对生物处理工艺中的微生物造成影响。但是，工业废物中含有抑制剂或有毒物质。随着工业的发展，污水厂中这些化学物质的混合物之间的相互作用也变得更为复杂。另一方面，抑制作用主要取决于应用的模式和潜在抑制性化合物的可生物降解性。因此，有必要了解哪成分具有潜在的毒性。对污水处理厂复杂进水中的毒性物质进行监测，可以为微生物处理过程中的不利现象提供早期预警。其中，对工业废水对周边动植物造成的实际影响进行评估是十分重要的。毒性评估方法有微量热法、生物滴定法、呼吸运动计量法、发光细菌法、全细胞传感器和以分子为基础的生物传感器等方法3-5

5、。但是，根据原理和细菌种类的不同，不同细菌毒性测试的结果存在差异。另一方面，一些国家，特别是发展中国家国家对污水中有毒污染物定量监测的力度不够。而污水处理厂又面临着含有抑制剂的废物投加量必然增加的现状。解决这一问题最重要且最实用的方法是掌握毒物的种类以及如何提高有毒废水的解毒能力。但能够反映不同污水中的各种化学成分和可生物降解性之间关系的数据很少。本研究的主要目的是对位于中国浙江的绍兴污水处理厂采用的厌氧产酸-好氧处理-絮凝沉淀组合工艺的性能进行评估（主要考虑对COD的去除率），以及对印染废水处理过程中不同工艺单元的有机物去除率进行评估。绍兴污水处理厂处理水量为700000m3/d，主要负责处

6、理包含印染废水在内的市政污水和工业废水。同时，将中试规模的上流式厌氧污泥床（UASB）反应器与绍兴污水处理厂厌氧处理单元的运行结果进行比较并获得相关数据。获得的数据将有利于建立工业废水处理中危险有机物种类的数据库。2. 材料和方法2.1. 进水水质绍兴污水处理厂的污水由8%的市政污水、90%的印染废水和2%的其他工业废水组成。主要成分是源于染色，印花，涤纶仿真丝绸印染废水（TPD废水）的碱分解过程。TPD废水起源于20世纪80年代，在20世纪90年代发展起来，是当今中国印染废水的主要部分。其特点是pH高（9.14-10.21），硫酸盐浓度高（约500mg/L），COD高，色度深， SS高（悬浮

7、固体，约200-300mg/L），以及BOD/COD低。污水的氨氮和总磷含量分别为35mg/L和7.2mg/L，它们不是生物处理过程中底物降解的限制性因素，且容易从污水中去除并达标。绍兴污水处理厂的总氮和总磷均已达标，因此COD在很大程度上决定了污水厂的处理成本，故只研究COD的去除率。2.2. 实验装置本实验装置为位于绍兴污水处理厂的中试规模UASB反应器，其示意图见图1。图1 中试规模的上流式厌氧污泥床（UASB）该UASB反应器主要包括三个部分：在上部的三相分离器，在中部的反应器和在底部的布水装置。安装在中部的十根取样管（反应器），相互间隔200mm。反应器的总体积为0.78m3。器壁外

8、覆盖由棉花为原材料的保温层。在整个试验中，将温度保持在适于活性污泥运行的恒温范围内（平均为35.2）。进水由泵提升，从底部进入反应器，再从顶部溢流出水。该中试规模的UASB反应器接种的污泥是绍兴污水处理厂经卫生填埋，厌氧消化1年后的填埋污泥。开始阶段，反应器中SS为20g/LVSS（挥发性悬浮固体）为15g/L。根据污水处理厂中调节池的大小进行设计，UASB反应器的水力停留时间（HRT）为15小时，流速为0.18m/h。2.3. 分析方法pH用数字pH计（PHS-3C，中国）进行测定。用标准方法6测定以下参数：SS，VSS和COD。根据美国环保局的3510C方法7，有机物组成的检测是以二氯甲烷

9、萃取进入酸后，从底部提取的1L样品作为检测样品。然后根据美国环保局8方法（美国环保局，1996b），用安捷伦6890/5973 GC-MSD（质谱检测器）设备进行检测，利用国内标准方法进行定量分析。分析条件：一台质谱检测器。毛细管柱型号为安捷伦19091S-433，材质为石英，公称直径为0.25mm，薄片的厚度为0.25m、长度为30m，由5%的苯甲基硅氧烷进行填充，入口前端不分流。总流量为4.3mL/min。气化室温度为280。温度控制程序的初始温度设为40，保持四分钟后，以8/min的速度上升至300，总运行时间为46分钟。质谱检测的环境温度150，质谱离子源温度为230，电子能量为70e

10、V，电子倍增器的电压为2105.9 V，扫描参数为35-500m。根据仪器库（NIST 98.L）数据库，化合物通过分子基团进行识别，通过主要离子峰的峰值进行定量分析。3 结果3.1 污水处理厂的处理效果厌氧产酸反应器（厌氧折流板反应器）总体积为200000m3，SS为3-3.5g/L（VSS为2.1-2.5g/L），水力停留时间为20h。根据绍兴污水处理厂2005-2006年实际工程项目运行获得的指标严格依照检测方法监测方法9，原进水的COD平均浓度为1340mg/L，厌氧处理后出水COD仍高达1283mg/L，好氧处理后COD为234mg/L，絮凝沉淀后COD总去除率为91%，最终出水CO

11、D达到排放标准。COD的去除主要依靠好氧处理单元，而厌氧产酸阶段的去除率很低。ABR（厌氧折流板反应器）是由很多搅拌装置组成的生物膜反应器，其搅拌装置使填充物逐渐混合。运行一年以后，ABR的运行效果变差，COD去除率变得非常低。3.2 中试规模UASB的处理效果该中试规模的UASB接种的污泥是在垃圾填埋场厌氧消化一年后的污泥。图2总结了UASB反应器以绍兴污水处理厂的实际污水为原水，运行400天的进水和出水的COD浓度变化。图2中试规模UASB反应器进水与出水的COD浓度的变化从图2可以看出，经UASB处理，有35%的COD得以去除，COD平均从1340mg减少至869mg。而应用厌氧产酸反应

12、器（此处即为厌氧折流板反应器）去除量很小的其他污染物指标，经UASB处理后，也得到了相应的净化。如pH平均下降了1.51；挥发性脂肪酸（VFAs）平均从174mg/L减少至126mg/L，最终转化为乙酸；包括H2S在内的硫化物平均增加了105mg/L。但H2S的浓度非常低，且H2S在高碱度的pH条件下会转化为其他硫化物，因此不会对厌氧过程产生抑制作用。对苯二甲酸（TA）贡献了污水COD总值的40-60%，它在好氧条件下极易被生物降解，但在厌氧条件下则比较不易被降解10。此外，印染废水中还含有大量的毒性化合物、高pH（9.14-10.21）和高浓度硫酸盐（约500mg/L）。且水力停留时间为15

13、h的调节池也需要进一步改造，使得反应器在COD去除471mg/L的基础上，得到更好、更稳定的运行。3.3 GC-MS分析采用GC-MS分析方法对各工艺单元中不同有机化合物的去除率及其可生物降解性作进一步研究。污水处理厂实际进水和出水色谱图见图3和图4a，UASB的出水见图4b。具体的有机物组成见表1和表2。图3 污水处理厂不同污水中各有机物组成的GC-MS色谱图：（a）原水进水；（b）厌氧折流板反应器出水；（c）好氧处理出水图4 不同处理单元的出水有机化合物GC-MS色谱图：（a）絮凝沉淀出水；（b）中试规模UASB出水表1 不同工艺单元处理后污水的有机物种类（质量分数，%）汇总有机物原水进水

14、厌氧处理出水好氧处理出水絮凝沉淀出水中试规模UASB反应器出水直链烷烃21 (30)21 (31)3 (8.3)1 (2.7)5 (6.4)支链烷烃16 (13)19 (7.7)2 (1.1)环烷烃14 (10)16 (13)3 (6.8)1 (4.6)4 (3.2)卤代烷烃12（12）12 (8.7)4 (4.5)其他烷烃6 (5.4)6 (3.6)1 (1.1)2 (7.3)2 (4.3)烯烃10 (6.8)6 (8.5)1 (0.6)6 (8.6)酚类化合物4 (3.3)3 (1.6)1 (1.6)3 (6.1)4 (4.8)苯胺2 (0.3)3 (0.6)1 (2.1)2 (4.1)酰

15、胺2 (0.2)2 (0.9)二烯醛2 (2.7)2 (1.8)羧酸6 (1.4)2 (3.0)5 (14)咖啡因1 (23)喹啉和异喹啉8 (1.7)6 (0.7)1 (3.5)5 (9.8)酯7 (3.5)4 (2.7)5 (27)5 (58)6 (9.7)乙醇5 (6.5)7 (6.3)2 (5.4)1 (0.2)9 (7.8)其他7 (7.5)13 (14)5 (17)2 (19)8 (19)总和112 (100)124 (100)27 (100)16 (100)66 (100)表2 不同工艺单元处理后污水中各组分的定量探测目标化合物原水进水厌氧处理出水好氧处理出水絮凝沉淀出水中试规模UASB反应器出水2-氯乙基双醚14164.94.1bdl邻苯二甲酸二丁酯2.11