二甲基亚砜废水处理方法介绍（图文）

　　某企业排放的生产废水中主要特征污染物为二甲基亚砜(DMSO)，废水的可生化性较差(BOD5/COD=0.02)，用常规生物法难以直接处理。DMSO废水的处理方法主要有化学氧化法和生化法。化学氧化法处理成本较高。生化法中，高效菌在厌氧条件下降解DMSO的过程中会产生一定量的含硫挥发物，造成二次污染;在好氧条件下降解DMSO存在降解时间长、去除率低等问题;利用共代谢在好氧条件下降解DMSO，在添加蔗糖作为共代谢基质的情况下，质量浓度为400~500 mg/L的DMSO在10~12 h内可完全降解。微生物共代谢降解DMSO的机理是共代谢基质消耗过程中产生非专一性的加氧酶，使DMSO分解后被微生物作为二级基质降解。

　　膜生物反应器(MBR)具有泥水分离效果好且稳定、水力停留时间(HRT)和固体停留时间(SRT)可完全分离、废水处理效果好、工艺流程简单、装置占地面积小、控制易于实现自动化、出水可回用等优点，尤其是一体式MBR工艺实现了有机物降解和固液分离的一体化操作，同时可省去初沉池。

　　本工作采用共代谢与一体式好氧MBR相结合的工艺，对DMSO废水进行连续模试处理。考察了装置的污泥驯化效果、DMSO去除率、污泥特性、HRT和冲击负荷对DMSO去除率的影响。

　　1 试验部分

　　1.1 废水水质及试剂

　　废水取自某厂生产废水提升池。废水水质波动较大，ρ(DMSO)=112~3 069 mg/L，COD=57~358 mg/L， pH=5.6~8.5。活性污泥取自某石化公司污水处理厂生化曝气池。磷酸铵：分析纯;碳酸氢钠、蔗糖：工业级。

　　1.2 装置及运行参数

　　试验装置为模试规模，处理废水流量5~10 L/h。高位槽φ300 mm×850 mm，聚氯乙烯;调节池745 mm×745 mm×850 mm，聚氯乙烯;MBR外壳φ400 mm×1 080 mm，不锈钢;膜组件350mm×350 mm，3片，聚偏氟乙烯+特种纳米材料。

　　MBR的主要运行参数：HRT=12~24 h，MLSS=5~6 g/L，pH=5.5~6.5，DO=2~4 mg/L，温度15~35 ℃。

　　1.3 试验方法

　　采用共代谢好氧MBR工艺，共代谢基质为蔗糖。

　　将提升池中的废水连续打入高位槽，再定量连续打入调节池，同时将磷酸铵和碳酸氢钠定量连续加入调节池，废水与药剂在调节池内通过空气曝气充分混合后，从下部打入MBR，同时将蔗糖定量加入MBR，经MBR处理的废水通过膜组件，由磁力泵从MBR上部排出，测定ρ(DMSO)，MLSS，MLVSS。不定期由MBR底部排泥口排出多余的污泥，磁力泵的运行方式为运行8 min，停止2 min。

　　试验分为驯化期和正式期两个阶段。驯化期：第1天~第30天，HRT=24 h;正式期：第1天~第86天，HRT=24 h，第87天~第101天，HRT=16h，第102天~第125天，HRT=12 h。

　　1.4 分析方法

　　采用美国安捷伦公司的HP5890型气相色谱仪测定DMSO 的质量浓度，检出限6 mg/L;采用日本奥林巴斯公司的CX41型显微镜观测污泥的生物相。

　　2 结果与讨论

　　2.1 驯化期的DMSO去除率

　　驯化期的DMSO去除率见图1。由图1可见：随驯化时间的延长，DMSO的去除率总体呈上升趋势;驯化第29天，DMSO去除率达98.5%，表明装置运行29 d时MBR内的污泥已驯化成功。

　　驯化29 d时，显微镜观察到活性污泥中存在变形虫、累枝虫、足吸管虫、楯纤虫、转轮虫和线虫等微生物。

　　2.2 正式期的DMSO去除率

　　正式期的DMSO去除率见图2。由图2可见：正式期第1天~第54天，由于装置为持续高负荷DMSO进水，开始时降解DMSO的微生物数量不足，DMSO去除率较低，随着微生物数量的不断增加，DMSO去除率也逐渐升高;正式期第55天~第110天，MBR进水的DMSO负荷基本正常，且降解DMSO的微生物数量积累的足够多，故DMSO去除率维持在一个较高的水平，期间有数次DMSO去除率明显下降，是因为装置运行过程中碱的加入量不足使MBR发生了内酸化的现象，进而抑制了微生物对DMSO的降解，消除MBR内酸化后，DMSO去除率很快恢复正常，说明MBR对短期酸化冲击的修复作用明显;装置在正式期第55天~第110天运行时，去除这期间MBR内造成的异常数据，装置进水ρ(DMSO)=257~1 448 mg/L(平均值为718mg/L)，出水ρ(DMSO)=6~22 mg/L(平均值为7mg/L)，DMSO去除率为96.4%~99.6%(平均值为98.9%);正式期第111天~第125天，由于气温降低造成MBR内温度降低，致使微生物的活性降低，DMSO去除率降低。

　　2.3 污泥的性能

　　在模试运行期间，正式期的第53天将MBR内的泥水混合液排出21 L，第75天和第83天各排出10L，其他时间处于不排泥状态，MBR内的污泥性能见表1。由表1可见，在整个MBR运行的正式期，污泥体积指数(SVI)小于100 mL/g，表明污泥的沉降性能较好;MLVSS/MLSS较高，表明污泥的活性高;随HRT的缩短，MLVSS增加，这是因为单位时间内去除的有机物的量有所提高。MBR内MLSS的平均值为5.52 g/L，MLVSS的平均值为4.78 g/L。

　　MLVSS和MLVSS/MLSS随运行时间的变化见图3。由图3可见：在驯化期内，由于废水中的DMSO对菌种有抑制作用，MLVSS逐渐减小;随着活性污泥对废水的逐渐适应，在正式期内MLVSS随运行时间的延长而逐渐增大;MLVSS/MLSS也是经过驯化期的短暂降低后，在正式期随运行时间的延长而逐渐增大，运行到第110天时(包括30 d驯化期)基本稳定在0.89，说明污泥活性较高。

　　2.4 HRT对DMSO去除效果的影响

　　在MBR运行的正式期，HRT对DMSO去除效果的影响见表2。

　　由表2可见，当HRT为24，16，12 h时，DMSO的平均去除率均达到98.6%以上，说明HRT≥12 h时DMSO即可在MBR内被很好地降解去除。综合考虑，采用HRT为12 h较适宜。

　　2.5 DMSO高负荷状态下的DMSO去除效果

　　在正式期的第11天~第54天，持续的进水DMSO高负荷对模试装置的运行形成冲击，当DMSO处于高负荷状态时DMSO的去除效果见表3。

　　由表3可见：DMSO处于高负荷状态时，DMSO去除率较低;在持续DMSO高负荷时，随蔗糖加入量的增加，DMSO去除率逐渐增加，比较终恢复到DMSO处于高负荷冲击前时DMSO的去除效果。这是因为，蔗糖加入量增大可以产生更多的降解DMSO的微生物，且MBR可将产生的微生物截留，从而保证有足够多的微生物用于去除DMSO。

　　3 结论

　　a)采用蔗糖作为共代谢基质与一体式好氧MBR工艺相结合处理DMSO废水，驯化第29天，DMSO去除率达98.5%，表明MBR内的污泥已驯化成功。

　　b)在MBR运行的正式期，当DMSO处于高负荷状态时，DMSO去除率较低;随蔗糖加入量的增加，DMSO去除率逐渐增加，比较终恢复到DMSO处于高负荷冲击前时DMSO的去除效果;正常运行时，装置进水ρ(DMSO)=257~1 448 mg/L(平均值为718 mg/L)，出水ρ(DMSO)=6~22 mg/L(平均值为7 mg/L)，DMSO去除率为96.4%~99.6%(平均值为98.9%)。

　　c)在MBR运行的正式期，SVI小于100，表明污泥的沉降性能较好;MLVSS/MLSS较高，表明污泥的活性高;MBR内MLSS的平均值为5.52 g/L，MLVSS的平均值为4.78 g/L。

　　d) MBR适宜的HRT为12 h。