百菌清农药废水的处理方法
2013-08-28王晓琴庞宝琳
王晓琴，庞宝琳
（1.蓝星环境工程有限公司，北京 101318；2.中航复合材料有限责任公司，北京 101300）
1 引言
农药废水是工业上难处理的废水，农药废水的治理是目前环保工作的难点之一。在国内，农药厂家大多建有生化处理装置，但目前几乎没有一家能够获得理想的处理效果[1]。因此，对这类废水的生化处理研究是十分必要的。
目前，在我国登记有效期内的有机氯类农药原药品种有：百菌清、三氯杀螨醇、硫丹、四螨嗪、四氯苯酞、林丹和三氯杀虫酯。其中，百菌清、三氯杀螨醇产量较大，约占有机氯类农药原药总产量的90%以上[2]。我国百菌清农药生产主要采用间二甲苯法[3]，主要工艺过程和废水产生如图1所示：在百菌清生产过程中，排出大量含有无机氰、间苯二氰、对苯二氰、邻苯二氰和苯甲氰等十余种有毒物质的废水，根据对百菌清农药废水的了解，废水中COD、氨氮、CN－含量高、pH值为11左右，属于高浓度难降解工业废水。农药废水对环境的污染非常严重，对农药废水处理也成为当今社会的焦点问题。除了提高回收利用率，从源头上减少废水的排放量外，农药废水的处理以往常用的方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。但是，这些方法在工程的实际运行过程中都不能达到令人满意的效果，且运行费用高，投资大[4]，因此急需寻找一条农药废水处理的新途径。
图1 百菌清农药生产工艺
针对百菌清农药废水特性，通过水质分析、调研和实验研究，笔者提出了一套适合该农药废水处理工艺方法。
2 工艺流程
废水首先要经过预处理，然后再进行生化处理。
2.1 均质调节池
百菌清农药废水首先进入均质调节池调节水量水质，生产发生事故时通过阀门切换将废水引入事故池停留储存，根据水质定量引入均质调节池稀释后并入处理系统。原水 COD＞2000mg／L，氨氮＞1800mg／L，CN－＞1000mg／L，pH值为11左右。
2.2 预处理单元
废水中氨氮、CN－含量高，故先进行预处理，采用蒸氨塔、吹脱塔、脱氰工艺，废水中的各项指标可降至如下指标：COD＜1500mg／L，氨氮＜250mg／L，CN－＜150mg／L，此时废水中的各项污染物指标还是比较高，需要进入后续单元进一步处理。经预处理工艺单元后废水水质如表1所示。
表1 经预处理工艺单元后废水水质
2.3 中和调节池
由于废水呈碱性，pH值在11左右，而且经过前段处理后废水的温度较高，故在中和调节池进行自然冷却和中和处理，选择硫酸作为中和药剂，pH值控制在8.0～8.5之间。
2.4 高效A／O生化单元
中和池出水进入生化处理单元，生化处理单元由缺氧池和好氧池构成。缺氧池设置搅拌装置，缺氧过程中溶解氧（DO）＜0.5mg／L。该单元的作用是通过水解酸化菌的作用，使废水中某些环状、聚合的物质发生结构变化，降解为小分子、直链的易被微生物利用的物质，废水的可生化性得到提高；同时原废水中的一部分小分子被微生物摄食利用[5]。
缺氧池出水溢流至好氧池，好氧池分两级进行，两级好氧池的设计进一步强化废水的生化处理效果，保证出水水质。在好氧池，通过大量需氧性微生物的摄食、分解作用，与废水中的有机及无机悬浮物质、胶体物质形成絮凝体，把缺氧池出水中含有的污染物进一步进行吸附、絮凝及分解[6]。好氧池混合液回流至缺氧池，回流比控制在1∶1。
废水中氨氮的脱除是在硝化和反硝化菌参与的反应过程中，将氨氮最终转化为氮气而将其从废水中去除的过程。硝化和反硝化反应过程中所参与的微生物种类不同、转化的基质不同、所需的反应条件也不相同[7]。
2.4.1 驯化期
为适应驯化阶段，用百菌清原废水置换缺氧段上清液，向其中加入适量营养元素，每天置换1次，搅拌时间为24h；用缺氧段上清液置换好氧段上清液，向其中加入适量营养元素，每天置换1次，曝气时间为24h。
2.4.2 调试期
按照流程的方向（缺氧段—好氧段），逐渐调高置换上清液水量，并停止投加营养物，使微生物依靠废水中有机物进行生长。缺氧池搅拌时间为24h，好氧池曝气时间为12h，每日进行1个序批次。
2.4.3 稳定运行期
由于废水中氰类物质对微生物的抑制，调整为将好氧段出水与农药原水以1∶1比例配比加入到缺氧段，模拟混合液回流。此操作的优点有两方面：一是对农药进水起到稀释作用，降低微生物处理负荷；二是通过回流将好氧段硝化产生的NOx－-N回流至缺氧段，从而使反硝化菌利用原废水中的有机碳作为电子供体，将NOx－-N还原成氮气，以达到降低COD和脱氮的作用[8]。
缺氧池搅拌时间为24h，好氧池曝气时间为12h，每日进行1个序批次。经过一段时间的实验，出水COD 保持稳定[9]。
经过长期实验，各阶段去除效果如表2所示。
表2 百菌清废水A／O单元COD去除情况
2.5 沉淀池
经过生化处理后的废水在沉淀池进行固液分离，二沉池的沉淀污泥通过污泥回流泵打回到缺氧池[10]。缺氧池和好氧池没有采用传统的活性污泥，而是添加高效微生物专用菌及活性炭作为固定化微生物载体，强化了生化处理效果[11]。而且采用的高效微生物能适应废水中一定含量的有毒物质，适应废水水质突变，抗冲击性强，去除废水中难分解的化学物质能力强。系统中添加的微生物菌群，可以采用商品名为HSBEMBM的市售制剂，包含来自50个属的105种微生物[12～15]。
整个百菌清农药废水处理工艺流程如图2所示。
图2 百菌清农药废水处理工艺流程
3 结语
本技术是提供一种百菌清农药废水的处理工艺，废水首先要经过预处理，然后再进行生化处理，最终达到国家一级排放标准，减轻水体污染，改善生态环境，同时降低了污水处理成本，带来一定的经济效益、社会效益和长远的生态环境效应。
通过本技术，可解决百菌清农药废水难处理的问题，同时采用生物处理技术，可降低处理成本，具有处理稳定性和可操作性，缓解企业面临的环保压力，提高企业经济效益和社会效益，为企业可持续发展创造条件。
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