中牟县城区污水处理厂及配套管网工程外文翻译资料

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生物资源技术

使用二级厌氧流化床生物反应器去除城市污水中的药品和有机物。（Kasturi Dutta，李明怡， Webber Wei-Po Lai Chien Hsien Lee ^c, Angela Yu-Chen Lin ^b, Cheng-Fang Lin ^b, Jih-Gaw Lin ^a,）

）

台湾交通大学环境工程研究所，新竹市30010大学路1001号

台湾大学环境工程研究所，台湾

下水道系统办公室，建筑和规划局，内政部，403室，342，美国证券交易委员会。2台湾台北市嵩山区八德路10556

强调

两级AFMBR能够在最低限度的水力停留时间1.28 h时处理城市污水。COD和TSS的去除率分别达到为67%和98%。有效去除城市污水中的20种药品。GAC的冲刷作用能取代任何其他的AFMBR膜污染控制过程。

文章信息

文章历史

2014年一月10号投稿

从2014年3月9号开始修订 2014年3月12号被接纳

2014年3月21号发表到网上

关键词：厌氧、流化床反应器、生物膜反应器、中西药品

摘要

本研究的目的是在用两级厌氧流化床膜生物反应器处理城市污水（AFMBR）（厌氧流化床反应器（AFBR）紧接AFMBR）同时使用粒状活性炭（GAC）作为这两个阶段的载体介质。约95%的COD去除效率可以得到当两级AFMBR在总水力停留时间为5 h下运行（2 h和3 h为别为AFBR和AFMBR）和进水COD浓度为250 mg/L。约67%的COD和99%的TSS的去除率可以达到通过系统处理来自污水处理厂初沉池的出水，在水力停留时间为1.28 h和有机负荷率为 5.65公斤COD/m3 每天.该系统还可以有效地去除原废水中二十种检测药品去除率在在86–100％范围，除了双氯芬酸（78%）。除了颗粒活性炭的冲刷效果没有其他的膜污染控制能达到16 LMH的通量要求。

1 介绍

随着全球范围内不断增加的压力对于现有的水资源，由于人口和活动的增加，水资源的再利用和保护承担了非常高的作用。生活污水是一个潜在的能量来源（McCarty等人，2011）。废水的厌氧消化能产生甲烷气体，它可以通过甲烷驱动发动机用来发电。完全厌氧处理的生活污水有可能实现净能源生产，同时满足严格的污水排放标准。厌氧流化床反应器（AFBR）含颗粒介质，如颗粒活性炭（GAC），通过液体上升流速（循环流量为1008 L / D）悬浮于反应器被广泛用于处理低浓度城市污水（McCarty et a等，2011；Yoo et al.，2012）。污水处理会由连接到媒介上的一个生物膜影响。AFBR对浓度废水特别有效果。因为它具有良好的传质特性，而且能保持高浓度的活性微生物在没有几分钟到几小时时间内的短时间的有机冲洗。Damayanti等人。（2011）研究了粉末活性炭（PAC）,沸石和辣木对膜污染的影响。他们观察到，在最佳剂量（8 g/L）时，短期过滤和临界通量测试过程中，PAC能够降低85%以上的污染率。

（对应的作者。电话：886传真： 886 35725958 35722681。电子邮件地址：jglin@mail.nctu.edu.tw（J·林））

然而，有时，当AFBR单独使用时出水不足以满足严格的监管标准（McCarty等人，2011）。

膜生物反应器被发现是能够产生高质量的出水仅含有小印记和低悬浮固体。

2007年何等人研究了厌氧膜生物反应器（AMBR）处理低浓度废水的适用性。膜表面上高的生物活性导致到的潜在污染。浩唱（2010）观察到，与附在AMBR中膜上污泥相比，悬浮污泥生物有机去除的作用是最小的。膜生物反应器的主要缺点为了减少污染而消耗高能量。流化床反应器与膜反应器的的耦合被发现有可能降低膜的能量成本（基姆等人，2011）。据报道膜反应器中载体的使用（GAC，PAC，沸石）能够减少膜污染问题（NG et al.，2006）。80％以上的高去除率和生产沼气可以利用阶段性AFMBR获得.最初的反应器操作的合成废水中含有主要是乙酸，丙酸和甲醇（基姆等，2011）。这些基材容易被甲烷原菌降解并产生大量的沼气。基姆等（2011）报道，如果膜是直接与 AFMBR中的颗粒活性碳接触，污垢可以被控制。从AFBR中产生的甲烷气体的能量回收是充分平衡整个操作系统的能量需求。

水环境中药物的出现已被记录在不同的研究中因为在市政废水处理中他们他们去除不完全（二级处理工艺）对生态系统和人类健康存在潜在风险（Hirsch et al.，1999；卡斯蒂格利奥尼et al.，2006；林德伯格等人，2006；格罗斯等人，2007）。林等（2009）在台湾四家污水处理厂调查了97个常用的药品（污水处理厂）发现大量药物治疗过程中保留下来的和去除效率差别很大的在四个污水处理厂中。carballa等人。2007b）表明，在西班牙污水处理厂中收集的污水污泥发现13种药物通过厌氧消化去除到各种程度（STP）。污水处理厂中药物降解被认为在很大程度上取决于植物中的处理单元和操作参数的类型，以及每个目标化合物的物理化学性质。

在目前的研究中的两级AFMBR系统处理城市污水的环境温度正在调查。两级AFMBR系统开始先模拟城市污水然后再处理用真正的城市污水。除了常见的出水质量指标如化学需氧量（COD）的评价，可溶性COD（SCOD）、总悬浮固体（TSS）和挥发性悬浮固体（VSS）对在废水中观察到的20种常见药物的去除率也进行了研究。

2 方法

2.1反应堆设计与设置

反应堆AFBR-AFMBR示意图（市汇信达科技有限公司）如图1所示。两个反应器在所有方面都相同除了AFMBR安装的膜。反应器有一个玻璃管段内直径为40毫米和高度为1000毫米。在这之上，顶部安装内径为180mm的一段和锥形底长度为200mm。相似尺寸的的沉淀池的容积为2 L，内径为180毫米和高度为200毫米，与反应器连接用来防止携带颗粒物到回收线。污泥回收到沉淀池中直接使用硅胶管流到主反应器。该列有五个采样端口位于50，250，450和650毫米以上的反应器底部。双反应器用硅管连接。中空纤维膜组件，包含二十聚偏氟乙烯（PVDF）膜其直径1.2毫米，长105厘米，孔径lt;lt; 0.1 LM和总表面面积0.04平方米，安装在AFMBR。出水使用蠕动泵直接从AFBR到AFMBR，这是自动控制反应器内维持反应器恒定水位。在这项研究中使用的活性炭的比表面积为10–30网格大小、体积密度和比重分别为500–1000 m2/g，0.85和2克/立方厘米。AFBR和AFMBR的GAC充满度分别高达25%和50%，流柱高度分别高达50%和100%，上升流速分别为91.7和116米/小时，在磁力泵的助力下出水回流。两级AFMBR在不同模式下随着水力停留时间（HRT）、不同进水COD、有机负荷率（OLR）和常温流态化下操作。

2.2 种子污泥及反应器运行策略

一份400毫升的种子污泥（污泥浓度：29967 mg/L，MLVSS：21000毫克/升）从台湾市 Link-ao污水处理厂加入到AFBR。两级AFMBR系统操作条件列于表1。整体的研究是在十二个不同的阶段进行（第一期–第十二期）。前三个阶段（第一阶段到第三阶段，1 - 78天），在序批处理与间歇模拟城市污水喂养方式下只有第一阶段的反应器系统运行（含脱脂奶粉（脱脂奶粉）：830 mg/L，醋酸钠：600毫克/升，酵母提取物：40毫克/升，磷酸二氢钾：44毫克/升，碳酸氢钾：600 mg/L、氨氮氯：191毫克/升，COD：1000毫克/升的化学需氧量）去驯化和培养生物膜（见表1）。第78天之后反应器在8小时的初始HRT连续模式下运行，.进水COD浓度为1000 mg/L和OLR 3 kg/m3 D。在第160天（第六期）把AFMBR和AFBR连接在一起。该系统用来自Linkao的城市污水处理厂初级沉淀池的出水来培养从第219天气（八期）。收集来自初沉池的出水，引入AFBR之前经10 LM滤波器和不同水力停留时间和容积负荷处理。

2.3 分析方法

总化学需氧量（TCOD），可溶性化学需氧（SCOD）、5日生化需氧量（BOD）、总悬浮固体（TSS），挥发性悬浮固体（VSS）和出水碱性度按标准方法每星期测定两次或三次测定（APHA，1998）。温度、pH和ORP，使用安装在反应器系统探头在线检测。沼气的生产，使用注射器每天从气体收集袋。

2.4 药品分析

2.4.1样品采集及预处理

样品从AFBR进水，AFBR的出水， AFMBR的出水收集到琥珀色玻璃瓶中，储存在冷却器中。样本采集之前将四毫升的0.125 M EDTA-2Na添加到瓶中。所有收集到的样品进行过滤、纯化、浓缩的固相萃取（SPE）。样品制备和SPE的详细描述可在文本补充资料中查看。用液相色谱-串联质谱法对样品进行了分析

2.4.2 LC /质谱分析

安捷伦1200模块耦合到SCIEX API 4000串联四极质谱同时配备电子喷雾电离（ESI）使用界面。采用1毫升/分钟的流量二元梯度。自动进样器是在室温下进行操作，质谱测量采用SCIEX API 4000（Applied Biosystems，Foster City，CA，USA）的ESI接口配备。对于所有的药品分析都形成正模式，除了布罗芬，萘普生医药、酮洛芬、双氯芬酸、这些在负离子模式进行。离子进行停留时间为200毫秒多反应监测（MRM）和测量质量分析器模式的单位质量分辨率。样品分析的详细描述可以补充文本S1发现。所有的药物的详细的LC梯度和内部标准和质谱条件在表S1–S3描述。

表1

. 两级AFMBR操作条件

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