農(nóng)藥廢水處理工藝

農(nóng)藥廢水處理工藝

諶步文楊易彬

(江西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，江西 南昌)

摘要：農(nóng)藥廢水中的成分比較復(fù)雜，有機(jī)物含量較高，水質(zhì)和水量不穩(wěn)定，給廢水處理領(lǐng)域造成較大的困難，處理的成本較大。本次廢水處理實(shí)例中采用“微電解-UASB-兩級(jí)A/O”工藝處理效果好，出水能夠達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。廢水處理控制pH在3左右，反應(yīng)時(shí)間為120min，鐵碳質(zhì)量比為2：1，曝氣量為48L/min時(shí)，去除污染物的效果最好，經(jīng)過(guò)處理之后，CODcr的去除率達(dá)到99.2%以上，BOD5的去除率達(dá)到99%以上，SS的去除率達(dá)到88%，最終出水《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996表4中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)藥廢水微電解UASBA/O/A/O

農(nóng)藥廢水成分復(fù)雜，可生化性差、毒性強(qiáng)，一般農(nóng)藥廢水中含有的污染物質(zhì)比較多，成分比較復(fù)雜，而且農(nóng)藥的種類特別多，這給農(nóng)藥廢水的處理增加了難度[1]。根據(jù)用途分為除草劑、殺菌劑和殺蟲(chóng)劑。有機(jī)污染物含量高是農(nóng)藥廢水的特點(diǎn)之一，其中COD的濃度能夠達(dá)到數(shù)萬(wàn)毫克每升，在制造的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多具有毒性較大的中間體，包括一些劇毒的汞、砷等無(wú)機(jī)物質(zhì)和酚類等致癌的有機(jī)物質(zhì)，其中酚類物質(zhì)大部分含有一些難降解的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，而且酚類物質(zhì)的存在很容易使得水體產(chǎn)生惡臭，不利于人類健康。

1　工程概況

某生物科技有限公司計(jì)劃投產(chǎn)農(nóng)藥生產(chǎn)行業(yè)，該種農(nóng)藥主要是用于防治煙草等青枯病，工藝比較創(chuàng)新，而且在實(shí)際中應(yīng)用性很強(qiáng)，不僅能夠填補(bǔ)微生物農(nóng)藥方面的空白，而且對(duì)對(duì)抗生素的退出起到了推動(dòng)作用，具有很好的研究和應(yīng)用價(jià)值。

在生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的原料特別多，導(dǎo)致廢水中含有的污染物的成分也很多，主要包括微生物保護(hù)劑、木質(zhì)素磺酸鈣、各種農(nóng)乳、二甲苯、乙二醇、苯甲酸鈉、三聚磷酸鈉還有一些防腐劑等，諸多污染物不僅成分復(fù)雜，濃度也特別高，導(dǎo)致廢水處理比較困難。根據(jù)行業(yè)的性質(zhì)和水質(zhì)的特征，經(jīng)處理的廢水要求執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1　廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

2　鐵碳微電解小試實(shí)驗(yàn)

2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

此微電解過(guò)程主要是采用鐵碳構(gòu)成細(xì)微電池產(chǎn)生電解作用，鐵作為陰極，碳作為陽(yáng)極，酸性環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕作用從而降解大部分難降解的有機(jī)物質(zhì)，鐵被氧化成二價(jià)鐵離子能夠絮凝部分有機(jī)物質(zhì)，而且由于鐵離子是正離子能夠吸附污水中的弱負(fù)電荷的離子，能夠去除一部分有機(jī)物，在這個(gè)工程中能夠通過(guò)增加活性更弱的銅粉或者是鉛粉來(lái)增加鐵的活性和數(shù)量。

2.2實(shí)驗(yàn)材料、儀器及藥品

2個(gè)容積為1L的量筒，活性炭(導(dǎo)電活性炭)1kg，鐵屑5kg，曝氣頭1個(gè)；稀硫酸、氫氧化鈉等。

2.2實(shí)驗(yàn)步驟

2.2.1正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

正交實(shí)驗(yàn)選取的是影響反應(yīng)過(guò)程的較大的四個(gè)因素，反應(yīng)時(shí)間、進(jìn)水pH、曝氣量和鐵碳質(zhì)量比，設(shè)計(jì)的正交實(shí)驗(yàn)因素和水平見(jiàn)表2。

表2　正交試驗(yàn)因素和水平

2.2.2單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

單因素實(shí)驗(yàn)主要是改變所需要探索的條件，其余的條件采用經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定的最佳實(shí)驗(yàn)條件參數(shù)不變，探索實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，從而得出單因素實(shí)驗(yàn)的最佳條件。

2.3實(shí)驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目

主要測(cè)定CODcr、氨氮、SS。

2.4正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4.1正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出對(duì)反應(yīng)過(guò)程中影響最大的因素是進(jìn)水pH，其次是反應(yīng)的時(shí)間，再是反應(yīng)的鐵碳比例含量，最后是曝氣量，所以控制好進(jìn)水的pH是至關(guān)重要的。最佳的條件組合是pH控制在3左右，反應(yīng)時(shí)間控制在240min，鐵碳質(zhì)量比為2：1，曝氣量為48L/min。

根據(jù)表3的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以繪制圖1。

圖1　正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4.2單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制成圖2。

圖2　單因子實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖

4　生化實(shí)驗(yàn)過(guò)程與設(shè)計(jì)

在進(jìn)行生化處理的時(shí)候通常有兩種方案，其中，方案一的流程為進(jìn)水經(jīng)過(guò)厭氧反應(yīng)器處理，然后好氧反應(yīng)器進(jìn)行好氧分解，出來(lái)的即為澄清水，方案二為進(jìn)水經(jīng)過(guò)微電解處理之后再經(jīng)過(guò)混凝沉淀，出水經(jīng)過(guò)厭氧反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器之后，再經(jīng)過(guò)二次沉淀處理。

經(jīng)過(guò)生化實(shí)驗(yàn)可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4及圖3。

方案一中去除效果整體比較低，最終的去除效率為48.4%，方案二處理廢水的最終處理效率達(dá)到了85.2%左右，所以推薦采用方案二。

圖3　厭氧實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖4　厭氧實(shí)驗(yàn)結(jié)果

5　廢水處理工藝

5.1廢水處理工藝的選擇

由于廢水的有機(jī)物含量比較高，成分比較復(fù)雜，而且水質(zhì)水量變化比較大，物質(zhì)主要是含有難降解的酚類等環(huán)狀物質(zhì)，所以在進(jìn)行處理之前進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后的廢水再經(jīng)過(guò)生化處理和深度處理之后能夠達(dá)標(biāo)排放，針對(duì)該廠廢水的廢水水質(zhì)和水量，本工藝主要是采用鐵碳微電解、UASB和A/O/A/O處理確，工藝流程見(jiàn)圖5。

圖5　工藝流程示意圖

5.2工藝流程說(shuō)明

廢水首先是經(jīng)過(guò)格柵處理，主要是去除大的懸浮固體物質(zhì)，經(jīng)過(guò)格柵處理之后的廢水通過(guò)鐵碳微電解處理，經(jīng)過(guò)鐵碳微電解處理之后的廢水的可生化性加強(qiáng)，部分有機(jī)物質(zhì)的降解導(dǎo)致后工序中的有機(jī)負(fù)荷減少，經(jīng)過(guò)微電解處理之后的廢水含有的污染物質(zhì)大部分為易降解或者是分子量小的污染懸浮物質(zhì)，此時(shí)采用的是絮凝池，對(duì)廢水中的污染物絮凝。生化處理的首先采用厭氧反應(yīng)器 UASB，UASB反應(yīng)器主要是利用三相分離器進(jìn)行氣、固、液分離，經(jīng)過(guò)了厭氧反應(yīng)器之后的有機(jī)物再經(jīng)過(guò)A/O/A/O好氧反應(yīng)器，利用好氧微生物將污水中的大部分易降解的小分子物質(zhì)降解，出水能達(dá)到很好的處理效果。A/O/A/O不僅對(duì)COD具有較好的去除效果，而且能夠脫除一部分氮磷，最后經(jīng)過(guò)具有污泥沉淀濃縮和污泥分離的二沉池處理，出水澄清，將污泥和廢水進(jìn)行分離之后，廢水經(jīng)過(guò)深度處理，廢水能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

孟晚舟出生于1972年，1993年加入華為。據(jù)媒體報(bào)道，時(shí)年21歲的孟晚舟從華為最基層崗位——一名接待員做起。彼時(shí)，任正非告訴她，社會(huì)閱歷的第一條是對(duì)人要有認(rèn)識(shí)，這份工作將會(huì)幫助她積累工作經(jīng)驗(yàn)。

5.3主要構(gòu)筑物及配套設(shè)備技術(shù)參數(shù)

表　主要構(gòu)筑物及配套設(shè)備技術(shù)參數(shù)

6　結(jié)果分析

(1)COD去除效果

當(dāng)調(diào)試運(yùn)行穩(wěn)定之后測(cè)定的COD的COD沿程變化如圖6所示。根據(jù)圖8可以看出廢水初始的COD的濃度比較高，達(dá)到了10000mg/L，經(jīng)過(guò)鐵碳微電解之后COD的去除率達(dá)到了41%，剩余的COD濃度為5900mg/L左右，厭氧反應(yīng)器UASB對(duì)COD去除率約為30%，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池COD累積去除率達(dá)到40%左右，絮凝沉淀池處理調(diào)節(jié)池出來(lái)的廢水，此時(shí)的COD濃度只剩下2400mg/L，經(jīng)過(guò)生化池處理之后的COD濃度在480mg/L左右。此時(shí)COD的濃度已經(jīng)很低，較低的COD廢水再經(jīng)過(guò)A/O/A/O反應(yīng)器處理之后COD的去除率達(dá)到了99%以上，經(jīng)過(guò)二沉池處理之后出來(lái)的廢水的COD的去除率為99.2%，出水中COD的濃度能夠降低到100mg/L以下。

圖6　COD沿程變化

(2)氨氮去除效果

在調(diào)試的過(guò)程中氨氮的去除率達(dá)到了60%以上，在各處理環(huán)節(jié)中，鐵碳微電解的去除效果最好，能夠達(dá)到40%以上，這是去除氨氮的主要步驟，絮凝沉淀池和UASB對(duì)氨氮基本上沒(méi)有去除效果，A/O/A/O對(duì)氨氮的去除率在20%左右，初次以外，二沉池對(duì)氨氮的去除也有一定的作用，氨氮的累積去除率達(dá)到了60%以上，氨氮沿程變化如圖7所示。最后出水中的氨氮濃度在15mg/L以下。

圖7　NH 3-N沿程變化

(3)SS去除效果

組合工藝穩(wěn)定運(yùn)行期間SS沿程變化如圖8所示。從圖中可以看出格柵對(duì)SS的去除效率在5%左右，SS的去除主要在絮凝沉淀池，累積去除效率達(dá)到了76%，其次是生化處理，經(jīng)過(guò)UASB反應(yīng)器后，SS的累積去除率約83%，經(jīng)過(guò)A/O/A/O池的處理，SS的去除率達(dá)到88%，最后經(jīng)過(guò)二沉池SS的累積去除效率達(dá)到95%。

圖8　SS沿程變化

7　經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及環(huán)境效益分析

該廢水處理站總裝機(jī)容量為40.0kw，運(yùn)行容量為17.5kw，每日總耗電量電耗為：170.6kw·h/d。處理廢水的成本計(jì)算如下：

處理每噸廢水電費(fèi)：

170.6×0.90÷60=2.60(元)

(2)人工費(fèi)

一名操作人員工資為1500元/月計(jì)，人工費(fèi)用為0.82元/噸。

(3)藥劑費(fèi)

處理每噸污水藥劑費(fèi)0.5元。

故在未計(jì)設(shè)備折舊的情況下，廢水運(yùn)行費(fèi)用3.92元/m3·水。

8　結(jié)論

經(jīng)過(guò)該工藝對(duì)農(nóng)藥廢水的研究表明，影響微電解的因素較多，控制參數(shù)非常重要，最佳的參數(shù)是進(jìn)水的pH為3，反應(yīng)時(shí)間為120min，鐵碳質(zhì)量比為1：1，曝氣量為48L/min；進(jìn)水pH對(duì)工藝處理效果的影響最大，其次是反應(yīng)時(shí)間和鐵碳質(zhì)量比，曝氣量相對(duì)而言是影響最小的因素，所以在實(shí)際應(yīng)用中要控制好參數(shù)范圍。該套工藝處理后的污水能夠達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996表4中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1]熊正龍，劉愛(ài)翠，劉國(guó)偉，孫德志.US/O3工藝改善農(nóng)藥廢水可生化性和生物毒性的效能，工業(yè)水處理，34(3)2014-03.

Treatment of Pesticide Wastewater by Micro

electrolysis-UASB-Two levels of A/O process

CHEN Bu-wenYANG Yi-bin

(JiangxiAcademyEnvironmentalSciences，JiangxiNanChang)

Abstract：As one of the main sources of industrial wastewater，pesticide wastewater is of complicated ingredient of organics，the concentration of the water is high and the quality and the quantity of the water is instability，which increase the difficulty of treating the water，besides the operating cost and total cost is very high.After the "micro electrolysis-UASB-two levels of A/O" process，the water can achieve the water standard，under the condition of the PH of 3，the reaction time for 120 min，iron carbon ratio of 2：1，the aeration rate is 48 L/min，the effection of the treatment can be the best.After UASB and two levels of A/O process，the CODcr removal rate reached 99.2%，the removal rate of BOD5 reached 99%，the SS removal rate reached 88%，finally arrived the first grade in the table 4 of“integrated wastewater discharge standard”(GB8978-1996).

Key Words：Pesticide wastewaterMicro electrolysisUASBTwo levels of A/OCOD removal rate