两步好氧过程处理对苯二甲酸的污水[外文翻译].doc

1、本科毕业论文外文翻译 译文： 两步好氧过程处理对苯二甲酸的污水 Journal of Environmental Sciences Vol.11,No.1,pp.93-99,1999 Qi Hui-minLiu Nian-zengCui Feng 抚顺石油石化研究院、中国 石化集团、抚顺、辽宁 113001，中国 摘要： 基于有氧与无氧过程的实验，有氧两部处理法在生物选择器中被选出来处理对苯二甲酸废水。采用有氧两步处理法用于 PTA废水，这个方法可能更好的将PTA废水 4000-6000mg/L降低到低至 100mg/L。 COD装入到第一阶段有氧水槽可能会达到 7.0到 8.0kgCODCr

2、/（ m3d），第二阶段是从 0.2到 0.4kgCODCr/(m3d)。进一步对基质降解动力学进行研究。 关键词 ： PTA废水，两步好氧过程，处理。 1 前言 对苯二甲酸 (PTA)废水含对苯二甲酸 (TA)、醋酸和 醋酸甲酯，等等 (表 1)。 因为它的高 CODCr使得 PTA废水的处理是非常困难的，而且其对于投入生产的 PTA生产工厂变得越来越重要。 为了处理 PTA废水，美国的阿莫科公司采用了延时曝气法，这可能使废水CODCr保持在 100mg/L以下，但水力停留时间 (HRT)在这一过程中太长 (约 15天 )，这就意味着不得不采取大面积和高投资。中国的扬子石化公司采取了一种缺氧

3、好氧（ A/O）处理法，结果也不令人满意。 即使是使用一种两级 A/O系统， CODCr出水水质仍然超过 150mg/L。 基于测试缺氧和有氧过程之间 ，最好选择两步好氧过程 与生物选择器去处理PTA废 水，利用两步好氧过程处理法，在 PTA废水中 CODCr可以从 4000-6000mg/L减少到 100mg/L以下。 COD装入到第一阶段有氧水槽可能会达到 7.0到8.0kgCODCr/（ m3d），第二 阶段是从 0.2到 0.4kgCODCr/(m3d)。 此外 ，进一步对基质降解动力学进行研究 ，得到了相关的动力学系数值。 2 进程选择 2.1 PTA废水 英国的 ICI公司和中国的

4、 PTA生产工厂对 PTA废水提供的质量检测（表 1）。 2.2 批量测试 有氧和无氧 批量测试 的目的是去选择 一个方法去处理 PTA废水。 由于扬子石化公司采用厌氧植物处理 PTA废水不稳定， COD或者 TA去除效率非常低，厌氧污泥批量测试是不被认同在这里使用。 缺氧或有氧反应容器的温度是 20-30 。在缺氧槽中初始 CODCr是 2700mg/L，悬浮固 体物混合酒 (MLSS)是 7.8g/L左右，溶解氧保持在 0-0.5mg/L的范围中。在有氧水槽中 CODCr， MLSS和溶解氧浓度分别为为 2800mg/L， 7.5g/L和 1.0-2.0g/L。两种测试的结果见图 1和图

5、2。 图 1 缺氧处理的批量测试 图 2 有氧处理的批量测试 表 1 废水的品质 缺氧批量测试（图 1）显示降解基本比较缓慢， 250h后 CODCr去除效率仅为45%。 但在 48小时内挥发性酸浓度的增加了 42%(主要是由于一部分 TA被水解成了醋酸 )，有利于提高对 PTA废水生物降解能力。 在有氧测试 (图 2)、降解基体上非常快 ， CODCr去除效率在 13h后就达到95%(CODCr从 2800mg/L减少到了 100mg/L以下 )。批量测试的结果还表明，有氧测试 CODCr有明显的下降，之后 CODcr又下降了 85%。因此，有氧处理法应该被用作研究 PTA废水。考虑到 CO

6、D在有氧测试中去除了 85%的 CODCr后 开始变得缓慢、有氧过程可以分为两个阶段来提高 CODCr的 去除效率。第一阶段的运作是高负荷而其他是低负荷的。此外，考虑到缺氧好氧 (A/O)系统控制污泥膨胀的优势，减少剩余污泥，缺氧过程可用于作为预处理阶段在好氧工 艺中处理 PTA废水。 也就是说，处理过程可能包括缺氧阶段和两个好氧阶段 (A-O-O)在一起处理 PTA废水。 2.3 A-O-O过程试验 2.3.1A-O-O过程与单一污泥回归 A-O-O过程的单一污 泥回归包括一个缺氧槽、第一阶段有氧槽，第二阶段有氧槽和沉降槽。这是污泥从沉降槽返回进入缺氧槽（图 3）。 图 3 A-O-O过程中

7、单一 污泥回归 的流程图 1.缺氧槽； 2.第一阶段有氧槽； 3.第二阶段有氧槽； 4.沉淀槽 缺氧槽、第一阶段的有氧槽和第二阶段有氧槽的体积分别为 12.6， 25.5和25.6L。用高分辨率定时器 测出为 5.31天（缺氧槽和有氧槽分别用了 1.5天和 2.13天），平均 CODCr是 5000mg/L，平均 BOD5是 3300mg/L。污泥循环的比例是 1.0-1.5，温度是 20-30 ，混合液悬浮固体颗粒在有氧槽和无氧槽中是 5-6g/L左右。因为在缺氧槽中 COD去除效率很低，钠的有机酸可能不会分解成碳酸钠 (或碳酸氢钠 )却可以提高废水的 pH。为了使缺氧槽正常工作，必须在每公

8、升废水中加入大约1g碱，以便将 pH调整至 5.0-5.5。 A-O-O过程的结果见图 4。 图 4 A-O-O过程中单一污泥回归结果 在实验中，我 们发现的缺氧槽对 CODCr去除效果为 10%以下。废水的 CODCr有时在第二阶段有氧槽中高于第一阶段有氧槽。这一现象是由于以下原因： (1)分析误差； (2)因为 CODCr在第二阶段有氧槽去除效果比较低， COD波动造成的影响，也可能导致这一现象。通过实验发现，微生物群落结构的第二阶段类似于第一阶段，这可能是第二阶段导致 COD去除效果低的因素之一。 为了提高 COD的去除效果， 第二阶段有氧槽保持废水中 CODCr少于 100mg/L，污

9、泥从第一阶段和第二阶段结束后分别应该回到他们的入口。 2.3.2 A-O-O过程与单一污 泥回收 A-O-O过程中各主要任务的程序流程图和单一污泥的回归见图 5。它有两个沉淀槽使污泥分别回归。其操作流程与 A-O-O过程中的单一污泥回归是一样的。第一阶段和第二阶段的再循环率为 1.0-1.5。实验结果见图 6。 图 5 A-O-O过程中单一回流流程图 1.缺氧槽； 2.第一阶段有氧槽； 3.第一阶段沉淀槽； 4.第二阶段有氧槽； 5.第二阶段沉淀槽 图 6 A-O-O过程单一污泥回归的结果 图 6和图 4相比，显然，采用单一污泥回归后的第二阶段有氧槽的 COD的去除效果明显提高。 2.4 测试

10、 O-O过程 根据以 上测试结果， O-O过程也许是一个不错的选择。考虑到高浓度的有机酸会促进活性污泥中丝状细菌的生长，必须采取某些措施来改善活性污泥的沉淀能力。这个摆在有氧槽前面的生物选择器就是其中一种措施。事实上，这个选择器是一个很小的有氧槽而水力停留时间（ HRT）只需 10到 40分钟。 COD浓度在选择器是比较高的，这对絮状细菌的生长产生了正面的影响 ,抑制丝状细菌生长。O-O过程在生物选择器的流程 见图 7。 图 7 O-O过程中生物选择器的流程 1.生物选择器； 2.第一阶段有氧槽； 3.第一阶段沉淀槽； 4.第二阶段有氧槽 5.第二 阶段沉淀槽 在图 7，生物选择器的体积是 0

11、.3公升，水力停留时间（ HRT）是 36min，养料的 PH范围是 3.5至 4.0，水力停留时间（ HRT）总共用了 4.26天 (第一和第二有氧阶段是分别是 2.13天 )。其他的操作条件与 A-O-O过程与单一污泥回归是一样的。结果显示在图 8。图 8与图 6相比， A-O-O和 O-O过程各项废水的 COD基本上是一致的。由于水力停留时间（ HRT） O-O低于 A-O-O工艺过程中，因此 O-O处理法中的 COD负荷能力是高于 A-O-O过程。 A-O-O过程和 O-O过程之间对 COD负荷能力进行了对比试 验。 图 8 O-O过程中生物选择器的结果 3 A-O-O过程和 O-O过

12、程之间的对比测试 在对比试验， A-O-O过程和 O-O过程都进行了单一污泥回归试验。无氧槽的体积是 12.6L生物选择器的体积是 0.3L。 COD的负荷从 1kgCODCr/(m3d)逐渐增加。上述其他条件相同。结果显示如图 9和图 10。 A-O-O过程和 O-O过程的对比试验的结果，用 A-O-O过程时当 COD负荷时达到了 2.3kgCODCr/(m3d)(HRT是 23天 )，废水的 COD还超过 100mg/L，而当用带有生物选择器的 O-O 过程时却 低于 100mg/L ，甚 至 COD 负荷达到4.0kgCODCr/(m3d)(COD负荷在第一阶段有氧槽达到 8.0kgCO

13、DCr/(m3d)以及 HRT只用了 1.07天 )。 图 9 A-O-O对比测试过程的结果 图 10 比较具有生物选择器的 O-O过程的结果 在 O-O过程实验期间，注意到了活性污泥具有良好的沉降特性，以及污泥体积指数 (SVI)低于 100，可能是选择器发挥着重要作用。 O-O过程具有更高的 COD去除效果和高 COD负荷能力。 此外， O-O过程的试剂消耗低于 A-O-O过程。因为第一阶段有氧槽 COD的 去除效果能达到 90%，而且大部分有机酸会被降解成 Na2CO3(NaHCO3)、 CO2和 H2O，可以有效地提高混合液PH到 7.8-8.0（当养料 pH是 3.5-4.0时 )。

14、显然， O-O过程更符合用来处理 PTA废水。 4 关于 PTA废 水 的基质降解动力学 4.1 基质降解动力学在第一阶段有氧槽的研究 在稳定的情形下，一个物料平衡为第一阶段有氧槽如图 11。 图 11 有氧槽负荷表 如图 11， Sa是流入的 CODCr的浓度， g/L； Se是废水中 CODCr的浓度， g/L； X是反应器中活性污泥浓度， g/L； R是再循 环率的污泥 ； V是反应器的容积， L；Q是流入的流量， L/d； XR是回归的污泥浓度。 即 在稳定状态下，莫诺方程可以写成： qmax基质降解的最大速率； Ks是速率常数的一半， g/L。在方程 (2)中的 -dS/dt被方程

15、(3)替代 ，那么 基于四种不同的 COD浓度进料，完成的动力学实验 。 7天的平均的测试值都列在表 2。 表 2 第一阶段有氧槽中试验数据和动力学系数的确定 利用线性回归方法，得出： 这表示： 4.2 在第二阶段有氧槽在基质降解动力学 第二阶段有氧槽的实验数据见表 3。 表 3 第二阶段有氧槽中试验数据和动力学系数的确定 利用线性回归方法，得出： 这表示： 5 O-O过程在商业计划中的应用 从 1994年以来乌鲁木齐石化工厂就把 O-O过程包含的选择器和单一污泥回归应用于在 PTA废水处理。结果如下（表 4）。 表 4 在乌鲁木齐石化工厂对 O-O过程的应用 6 结论 根据实验研究结果表明，

16、 这 O-O过程是一个处理 PTA废水更好的选择。采用O-O过程处理 PTA废水， COD可以从 4000-6000mg/L减少到低于 100mg/L。 总 COD负荷可达 4kgCOD/(m3d)，第 一第二阶段有氧槽分别可达 8.0kgCOD/(m3d)和0.2-0.4kgCOD/(m3d)。 在第一阶段有氧槽中，利用 O-O过程处理 PTA废水和基质降解动力学的研究 ： 在第二阶段有氧槽中的基质降解动力学的研究 ： 如果废水 pH值是 3.5-4.5，就没有必要去添加 NaOH来调节废水的 pH值。 参考文献 1Chuduba P,Pujol R, Foam in wastewater treatment facilitiesJ. Water science and technology, 1994,29(7):177-180. 2Glen T,Daigger Millard Robins Jr. The design of a selector to control low-F/W filamentous bulkingJ.Journal WPCF, 1985,57(3):220-226. 外文翻译原文 Journal of Environmental Sciences Vol.11,No.1,pp.93-99,1999