MBR深度處理農(nóng)藥工藝廢水的應(yīng)用

李嘉俊

(中山市技師學(xué)院，廣東　中山　528400)

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MBR深度處理農(nóng)藥工藝廢水的應(yīng)用

李嘉俊

(中山市技師學(xué)院，廣東中山528400)

采用預(yù)處理-超濾膜工藝深度處理某農(nóng)藥化工廠擬除蟲菊酯類農(nóng)藥生產(chǎn)工藝廢水。經(jīng)過深度處理出水COD為 28 mg/L，P(NH3-N)為0.1 mg/L，SS為0.08 mg/L，完全達(dá)到污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。MBR深度處理系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行兩個(gè)月以上，運(yùn)行過程穩(wěn)定，出水水質(zhì)檢測(cè)合符回用要求。采用預(yù)處理-超濾膜工藝產(chǎn)水回用于螺桿壓縮制冷機(jī)組水冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水的成本為每噸產(chǎn)水1.79元，低于現(xiàn)行的自來(lái)水每噸2.2元的費(fèi)用。

超濾膜；農(nóng)藥；廢水；回用

為了滿足農(nóng)藥生產(chǎn)工藝取水和排水指標(biāo)的嚴(yán)格要求，許多工廠采用膜技術(shù)對(duì)達(dá)標(biāo)污水進(jìn)行深度處理后回用[1]。膜技術(shù)具有不發(fā)生化學(xué)相變、環(huán)保、高效、占地少、能耗低、自動(dòng)化程度高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。但在應(yīng)用過程中，膜會(huì)被無(wú)機(jī)鹽垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染，污染物沉積在膜表面，會(huì)引起膜裝置產(chǎn)水量下降、運(yùn)行壓力升高或脫鹽率降低，需要對(duì)膜進(jìn)行清洗，以保證膜裝置的長(zhǎng)期運(yùn)行[2]。

擬除蟲菊酯類農(nóng)藥生產(chǎn)工藝廢水的特點(diǎn)是水體有機(jī)物種類較多，對(duì)水生魚類高毒，傳統(tǒng)工藝處理后排放對(duì)江河水體風(fēng)險(xiǎn)大。下面以某農(nóng)藥化工廠擬除蟲菊酯類農(nóng)藥生產(chǎn)工藝污水處理站的入口廢水為原水，采用預(yù)處理-超濾膜工藝深度處理，產(chǎn)水回用于螺桿壓縮制冷機(jī)組水冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水，其中預(yù)處理工藝包括隔油調(diào)節(jié)酸堿度工藝、水解酸化工藝和接觸氧化[3]工藝。

1　原水水質(zhì)

原水(生產(chǎn)工藝污水)中COD為600～1250 mg/L，平均COD為900 mg/L；P(NH3-N)為25～35 mg/L，平均P(NH3-N)為30 mg/L；P(石油類)為0.22～23 mg/L，平均P(石油類)為2.86 mg/L；pH為5.5～8.2，平均pH為6.6；氰化物為0.005～0.015 mg/L，平均為0.010 mg/L；SS為200～450 mg/L，平均為300 mg/L。

2　處理流程與裝置

預(yù)處理+水解酸化+接觸氧化+MBR深度處理工藝流程見圖1。

圖1　預(yù)處理+水解酸化+接觸氧化+MBR深度處理工藝流程

原水(廢水)經(jīng)格柵隔油預(yù)處理后進(jìn)入調(diào)節(jié)池；在調(diào)節(jié)池中以氫氧化鈉均衡水質(zhì)、調(diào)節(jié)水量后泵入水解酸化池；在水解酸化池中，廢水中的小分子有機(jī)物(主要是有機(jī)酸)與微生物(主要是產(chǎn)甲烷菌)水解酸化反應(yīng)，使小分子有機(jī)物進(jìn)一步斷鏈降解，同時(shí)使廢水中的有機(jī)物進(jìn)一步無(wú)機(jī)化，去除部分COD；反應(yīng)后的污水進(jìn)入生物接觸氧化池進(jìn)行生物好氧反應(yīng)，達(dá)到去除部分SS、NH3-N和大部分COD的目的；上述工藝簡(jiǎn)稱為預(yù)處理。出水經(jīng)溢流槽進(jìn)入MBR池作進(jìn)一步生化處理，MBR膜池內(nèi)裝有浸沒式超濾膜膜堆，經(jīng)超濾膜過濾后，水中所有懸浮物、微生物、絕大部分膠體和有機(jī)污染物被超濾膜截留下來(lái)，出水進(jìn)入中間水池；在抽吸泵出水管路上注入殺菌劑，殺滅水中的微生物；再經(jīng)多介質(zhì)過濾器進(jìn)一步深度去除懸浮物、膠體等雜質(zhì)；然后進(jìn)入離子交換塔，去除水中的大部分離子，產(chǎn)水直接回用。

膜池中，底部設(shè)有曝氣裝置，用于膜堆定期擦洗。膜池中的濃水通過回流泵輸送至原有水解酸化池，作進(jìn)一步的生化反應(yīng)過程。MBR膜系統(tǒng)經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，浸沒式膜柱會(huì)出現(xiàn)污堵，僅靠反洗已無(wú)法恢復(fù)通量，這時(shí)需要進(jìn)行在線化學(xué)清洗和系統(tǒng)外化學(xué)清洗，以恢復(fù)通量。

該處理裝置采用連續(xù)進(jìn)原水運(yùn)行方式處理來(lái)自于農(nóng)藥生產(chǎn)的工藝廢水。水解酸化池容積52 m3，長(zhǎng)4 m，寬4 m，高3.5 m，內(nèi)部設(shè)有復(fù)合式填料，填料框尺寸為長(zhǎng)3.4 m，寬3.4 m，高2.3 m，停留時(shí)間6 h；接觸氧化池容積52 m3，長(zhǎng)4 m，寬4 m，高3.5 m，內(nèi)有微孔曝氣器64個(gè)，氣水比(體積比)3:1，停留時(shí)間6 h，處理水量7 m3/h。MBR裝置采用的膜組件為PDF225-150型柱狀立式PVDF膜堆，單柱膜面積1.5 m2，單柱膜設(shè)計(jì)產(chǎn)水量1.0～1.2 m3/h·d，形成8組獨(dú)立膜堆。多介質(zhì)過濾器采用GJA6-100濾型，濾膜的微孔直徑0.01～0.05μM,濾速為10 m/h。

3　分析方法

采用快速密閉催化消解法(水和廢水檢測(cè)分析方法第四版)測(cè)定廢水COD；采用紅外分光光度法(HJ 637-2012)測(cè)定廢水中P(石油類)；采用玻璃電極法(GB 6920-1986)測(cè)定廢水pH值；采用納氏試劑分光光度法(HJ 535-2009)測(cè)定P(NH3-N)；采用異煙酸-吡唑啉酮分光光度法(HJ 484-2009)測(cè)定廢水氰化物；采用重量法測(cè)定廢水SS[4]。

4　運(yùn)行情況

4.1預(yù)處理的效果

水解酸化池對(duì)廢水SS和NH3-N的去除效果較好，進(jìn)水COD為900 mg/L，出水COD為522 mg/L，COD去除率僅為42%：進(jìn)水NH3-N為30 mg/L，出水P(NH3-N)為21.3 mg/L，NH3-N去除率僅為29%。水解酸化池對(duì)SS的去除率相對(duì)好些，進(jìn)水SS為300 mg/L，出水SS為57 mg/L，SS去除率為81%。

接觸氧化池對(duì)廢水中各種污染物的去除率均較高，進(jìn)水COD為522 mg/L，出水COD為141 mg/L，COD去除率為73%；進(jìn)水P(石油類)為3 mg/L，出水P(石油類)為1.5 mg/L，石油類去除率為48%；進(jìn)水P(NH3-N)為21.3 mg/L，出水P(NH3-N)為3.6 mg/L，NH3-N去除率為83%；進(jìn)水SS為57 mg/L，出水SS為27 mg/L，SS去除率為53%。

預(yù)處理工藝對(duì)廢水中的主要污染物具有較好的去除效果，COD去除率為84%，石油類去除率為48%，SS去除率高達(dá)91%，出水水質(zhì)達(dá)到膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求。

4.2MBR膜系統(tǒng)的運(yùn)行情況

超濾膜堆在產(chǎn)水流量基本恒定的條件下運(yùn)作，由于膜堆的無(wú)選擇性截留特性使膜堆上活性污泥一直保持較高水平。同時(shí)，膜的截留作用使大分子有機(jī)物和難降解有機(jī)成分能在有限的膜堆空間內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，保證了出水的穩(wěn)定性，對(duì)難降解廢水表現(xiàn)出較強(qiáng)的處理能力。另外，通過膜的截留作用，使硝化菌長(zhǎng)期停留在好氧池內(nèi)，在不增加池容的前提下延長(zhǎng)污泥齡，同時(shí)。由于好氧活性污泥的顆粒直徑比較大，在菌膠團(tuán)內(nèi)部形成厭氧區(qū)，使好氧活性污泥具有同步硝化反硝化的功能[5]。故此，MBR對(duì)水分子的良好通透性，使得MBR在通透與截留過程達(dá)到很好的運(yùn)行效果。經(jīng)過連續(xù)運(yùn)行兩個(gè)月，出水水質(zhì)均達(dá)到或優(yōu)于污水綜合排放指標(biāo)如表1所示。

表1　MBR系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行情況數(shù)據(jù)表

4.3經(jīng)濟(jì)效益分析

預(yù)處理單元運(yùn)行成本包括接觸氧化池調(diào)節(jié)廢水pH所消耗氫氧化鈉的費(fèi)用，以及接觸氧化池和曝氣生物濾池運(yùn)行消耗的電費(fèi)，合計(jì)預(yù)處理單元每噸產(chǎn)水需要0.93元。MBR系統(tǒng)運(yùn)行成本包括超濾單元?dú)⒕鷦┐温人徕c的費(fèi)用和還原劑氯化鈉的費(fèi)用以及系統(tǒng)運(yùn)行消耗的電費(fèi)，MBR系統(tǒng)每噸產(chǎn)水需要0.86元。整個(gè)預(yù)處理-MBR深度工藝處理擬除蟲菊酯類農(nóng)藥生產(chǎn)工藝廢水回用于螺桿壓縮制冷機(jī)組水冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水的成本為每噸產(chǎn)水1.79元，低于企業(yè)現(xiàn)有的新鮮水每噸2.2元的費(fèi)用。MBR系統(tǒng)產(chǎn)水回用后，每年可為企業(yè)節(jié)約10多萬(wàn)元，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

5　結(jié)　論

(1)采用預(yù)處理-MBR深度工藝處理某農(nóng)藥化工廠擬除蟲菊酯類農(nóng)藥生產(chǎn)工藝廢水，經(jīng)過連續(xù)兩個(gè)月的檢測(cè)結(jié)果表明產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，直接回用于螺桿壓縮制冷機(jī)組水冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水。

(2)預(yù)處理-MBR深度工藝處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，在原水正常波動(dòng)情況下，對(duì)廢水的處理能力緩沖能力強(qiáng)，可以滿足擬除蟲菊酯類農(nóng)藥生產(chǎn)工藝廢水的深度處理要求，實(shí)現(xiàn)回用緩解排放壓力。

(3)預(yù)處理-MBR深度工藝處理某農(nóng)藥化工廠擬除蟲菊酯類農(nóng)藥生產(chǎn)工藝廢水的成本為每噸產(chǎn)水1.79元，低于企業(yè)現(xiàn)有的自來(lái)水每噸2.2元的費(fèi)用。該優(yōu)質(zhì)產(chǎn)水取代自來(lái)水回用至螺桿壓縮制冷機(jī)組水冷卻系統(tǒng)每年可為企業(yè)節(jié)約10多萬(wàn)元。

[1]劉正.我國(guó)石化企業(yè)節(jié)水技術(shù)探討[J].化工環(huán)保,2007,27(2):1-5．

[2]任延霞.超濾和反滲透工藝的污水深度處理回用[J].工業(yè)設(shè)計(jì),2011(7):114-115．

[3]張錦榮.生物接觸氧化法處理生活污水[J].油氣田環(huán)境保護(hù),1997,4(7):17-20．

[4]煙臺(tái)市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站．GBll901-1989水質(zhì)懸浮物的測(cè)定重量法[s].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996．

[5]孫秀云,王連軍,田愛軍．MBR在污水處理中的應(yīng)用[J]．污染防治技術(shù),2003,16(4):39-41．

Application of MBR Technology in the Advanced Treatment of Wastewater from Pesticide Production

LI Jia-jun

(Zhongshan Technician College,Guangdong Zhongshan 528400,China)

Pretreatment and MBR technology were applied in the treatment of wastewater from pyrethroids pesticide production.Through the advanced treatment,COD of the final effluent was 28 mg/L,P(NH3-N) was 0.1 mg/L and SS was 0.08 mg/L,which came up the primary standard of integrated discharge of the wastewater.The MBR advanced treatment system was run more than two months,and its operation was stabled,and indexes of the final effluent met the requirements of the recovered reusing water.The cost of recovered reusing water,which produced by the pretreatment and MBR technology applied in the treatment of wastewater and were used as the filling water of water cooling system in screw compression refrigeration unit,was 1.79 yuan/ton,and it was less than the current water fee (2.2 yuan/ton).

MBR; pesticide; wastewater; reusing

李嘉俊，男，碩士，從事環(huán)境保護(hù)與分析的研究和教學(xué)工作。

X786

A

1001-9677(2016)011-0198-03