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摘要：二甲基亚砜（DMSO）废水的处理方法主要有化学氧化法和生化法，以二甲基亚砜（DMSO）为污染因子的工业生产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，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，二甲基亚砜对细胞的生长也有不利的影响;为解决二甲基亚砜的废水，探索新的生化处理工艺及控制条件显得尤为重要。
关键词：二甲基亚砜（DMSO）废水 蔗糖共代谢
1 引言
本试验利用共代谢在好氧条件下降解DMSO，在膜生物反应器（MBR）添加蔗糖作为共代谢基质的情况下，探索高浓度的DMSO降解规律及条件，并在试验基础上阐述关于微生物共代谢降解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。本方法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
采用气相色谱仪测定DMSO 的质量浓度，检出限6 mg/L;
采用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：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.
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，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較高，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：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去除效果的影响分析。
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12h较适宜，另外数据显示进一步的提高HRT，DMSO去除率变化不明显，需要进一步从工程学角度阐述其合理的意义。
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的去除效果分析。
运行试验时间间隔为12天，第一段时间去除率为56.2%，第二段时间去除率67.1%，第三时间去除率91.9%，第四段时间去除率为94.1%，试验进水的DMSO成上升趋势，蔗糖用量也不断增加。
3工程技术展望
该试验研究技术能减少污染物，具有进一步工程实践推进的实际价值，试验未能就二甲基亚砜废水的B/C比进行进一步的试验研究，后期可以进一步增加B/C数据对废水的可生化性影响的研究，并对产生的污泥进一步分析研究。
4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，最终恢复到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。
参考文献
[1]张忠详. 废水处理新技术. 2004
[2] 周彩荣 李惠萍等.高校化学工程学报.1999 年4月第13卷第2期
关键词：二甲基亚砜（DMSO）废水 蔗糖共代谢
1 引言
本试验利用共代谢在好氧条件下降解DMSO，在膜生物反应器（MBR）添加蔗糖作为共代谢基质的情况下，探索高浓度的DMSO降解规律及条件，并在试验基础上阐述关于微生物共代谢降解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。本方法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
采用气相色谱仪测定DMSO 的质量浓度，检出限6 mg/L;
采用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：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.
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，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較高，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：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去除效果的影响分析。
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12h较适宜，另外数据显示进一步的提高HRT，DMSO去除率变化不明显，需要进一步从工程学角度阐述其合理的意义。
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的去除效果分析。
运行试验时间间隔为12天，第一段时间去除率为56.2%，第二段时间去除率67.1%，第三时间去除率91.9%，第四段时间去除率为94.1%，试验进水的DMSO成上升趋势，蔗糖用量也不断增加。
3工程技术展望
该试验研究技术能减少污染物，具有进一步工程实践推进的实际价值，试验未能就二甲基亚砜废水的B/C比进行进一步的试验研究，后期可以进一步增加B/C数据对废水的可生化性影响的研究，并对产生的污泥进一步分析研究。
4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，最终恢复到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。
参考文献
[1]张忠详. 废水处理新技术. 2004
[2] 周彩荣 李惠萍等.高校化学工程学报.1999 年4月第13卷第2期