针对三羟甲基丙烷废水有机物浓度高、生物处理毒性强的问题,本论文解析了该废水的生物处理毒性和特征有机物组成,研究了水解酸化预处理工艺对其的脱毒效果和最佳工艺运行参数,探讨了其关键致毒物质以及水解酸化过程中生物处理毒性脱除的机理,并对脱毒效果进行了验证,取得的主要结论如下:通过活性污泥耗氧速率抑制试验、厌氧产甲烷毒性试验及发光细菌急性毒性试验测得三羟甲基丙烷废水半抑制效应浓度分别为761、1347和171 mg COD/L,说明该废水生物处理毒性较强,既不能直接进行好氧处理,也不能直接用于产甲烷;建立了三羟甲基丙烷废水特征有机物分析方法,优化了液液萃取前处理和气相色谱-质谱分析条件,能同时定量检测三羟甲基丙烷废水中19种有机物,各物质日内精密度和日间精密度均分别小于1.66%和14.07%,方法检出限和定量限分别为0.02~6.22μg/L和0.07~20.72μg/L。水解酸化工艺能有效削减三羟甲基丙烷废水的生物处理毒性,在进水有机负荷不高于7.5 kg COD/(m~3·d)条件下,可将其耗氧速率抑制效应有效脱除;进水有机负荷达9 kg COD/(m~3·d)时,其耗氧速率抑制率可由100%降至34.9%;水解酸化工艺对三羟甲基丙烷废水的化学需氧量和总有机碳去除率分别为24.9±5.9%和41.8±4.4%,该工艺的脱毒效果比常规指标去除效果更为显著;随着水解酸化工艺的运行,反应器污泥中的厚壁菌门、绿弯菌门和拟杆菌门逐渐成为优势门类,其中厚壁菌门可能与该工艺的稳定性存在联系;脱除三羟甲基丙烷废水生物处理毒性的水解酸化工艺的优化参数是:保持原水酸性条件,水力停留时间为24 h,回流比20:1;此时出水中无明显耗氧速率抑制效应或厌氧产甲烷抑制效应,发光细菌毒性单位从0.58大幅降至0.04。结合物质分析与毒性测试手段,识别出甲醛为三羟甲基丙烷废水中关键致毒物质,其在水解酸化过程中的降解不受废水中其他物质的影响。三羟甲基丙烷废水水解酸化出水的好氧生物降解率和厌氧产甲烷转化率分别可达99%和71.5%,进一步证实了水解酸化预处理工艺对三羟甲基丙烷废水具有有效的脱毒作用。