农药废水处理工艺

农药废水处理工艺

谌步文杨易彬

(江西省环境保护科学研究院，江西 南昌)

摘要：农药废水中的成分比较复杂，有机物含量较高，水质和水量不稳定，给废水处理领域造成较大的困难，处理的成本较大。本次废水处理实例中采用“微电解-UASB-两级A/O”工艺处理效果好，出水能够达到水质标准。废水处理控制pH在3左右，反应时间为120min，铁碳质量比为2：1，曝气量为48L/min时，去除污染物的效果最好，经过处理之后，CODcr的去除率达到99.2%以上，BOD5的去除率达到99%以上，SS的去除率达到88%，最终出水《污水综合排放标准》GB8978-1996表4中一级排放标准。

关键词：农药废水微电解UASBA/O/A/O

农药废水成分复杂，可生化性差、毒性强，一般农药废水中含有的污染物质比较多，成分比较复杂，而且农药的种类特别多，这给农药废水的处理增加了难度[1]。根据用途分为除草剂、杀菌剂和杀虫剂。有机污染物含量高是农药废水的特点之一，其中COD的浓度能够达到数万毫克每升，在制造的过程中会产生很多具有毒性较大的中间体，包括一些剧毒的汞、砷等无机物质和酚类等致癌的有机物质，其中酚类物质大部分含有一些难降解的苯环结构，而且酚类物质的存在很容易使得水体产生恶臭，不利于人类健康。

1　工程概况

某生物科技有限公司计划投产农药生产行业，该种农药主要是用于防治烟草等青枯病，工艺比较创新，而且在实际中应用性很强，不仅能够填补微生物农药方面的空白，而且对对抗生素的退出起到了推动作用，具有很好的研究和应用价值。

在生产过程中涉及到的原料特别多，导致废水中含有的污染物的成分也很多，主要包括微生物保护剂、木质素磺酸钙、各种农乳、二甲苯、乙二醇、苯甲酸钠、三聚磷酸钠还有一些防腐剂等，诸多污染物不仅成分复杂，浓度也特别高，导致废水处理比较困难。根据行业的性质和水质的特征，经处理的废水要求执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准，其废水水质及排放标准见表1。

表1　废水水质及排放标准

2　铁碳微电解小试实验

2.1实验内容

此微电解过程主要是采用铁碳构成细微电池产生电解作用，铁作为阴极，碳作为阳极，酸性环境中发生电化学腐蚀作用从而降解大部分难降解的有机物质，铁被氧化成二价铁离子能够絮凝部分有机物质，而且由于铁离子是正离子能够吸附污水中的弱负电荷的离子，能够去除一部分有机物，在这个工程中能够通过增加活性更弱的铜粉或者是铅粉来增加铁的活性和数量。

2.2实验材料、仪器及药品

2个容积为1L的量筒，活性炭(导电活性炭)1kg，铁屑5kg，曝气头1个；稀硫酸、氢氧化钠等。

2.2实验步骤

2.2.1正交实验设计

正交实验选取的是影响反应过程的较大的四个因素，反应时间、进水pH、曝气量和铁碳质量比，设计的正交实验因素和水平见表2。

表2　正交试验因素和水平

2.2.2单因素实验设计

单因素实验主要是改变所需要探索的条件，其余的条件采用经过正交实验确定的最佳实验条件参数不变，探索实验的结果，从而得出单因素实验的最佳条件。

2.3实验测定项目

主要测定CODcr、氨氮、SS。

2.4正交实验结果

2.4.1正交实验结果见表3。

表3　正交实验结果

从正交实验结果可以得出对反应过程中影响最大的因素是进水pH，其次是反应的时间，再是反应的铁碳比例含量，最后是曝气量，所以控制好进水的pH是至关重要的。最佳的条件组合是pH控制在3左右，反应时间控制在240min，铁碳质量比为2：1，曝气量为48L/min。

根据表3的正交实验结果可以绘制图1。

图1　正交实验结果

2.4.2单因素实验结果

将单因素实验结果绘制成图2。

图2　单因子实验结果图

4　生化实验过程与设计

在进行生化处理的时候通常有两种方案，其中，方案一的流程为进水经过厌氧反应器处理，然后好氧反应器进行好氧分解，出来的即为澄清水，方案二为进水经过微电解处理之后再经过混凝沉淀，出水经过厌氧反应器和好氧反应器之后，再经过二次沉淀处理。

经过生化实验可以得到实验结果见图4及图3。

方案一中去除效果整体比较低，最终的去除效率为48.4%，方案二处理废水的最终处理效率达到了85.2%左右，所以推荐采用方案二。

图3　厌氧实验结果

图4　厌氧实验结果

5　废水处理工艺

5.1废水处理工艺的选择

由于废水的有机物含量比较高，成分比较复杂，而且水质水量变化比较大，物质主要是含有难降解的酚类等环状物质，所以在进行处理之前进行预处理，经过预处理之后的废水再经过生化处理和深度处理之后能够达标排放，针对该厂废水的废水水质和水量，本工艺主要是采用铁碳微电解、UASB和A/O/A/O处理确，工艺流程见图5。

图5　工艺流程示意图

5.2工艺流程说明

废水首先是经过格栅处理，主要是去除大的悬浮固体物质，经过格栅处理之后的废水通过铁碳微电解处理，经过铁碳微电解处理之后的废水的可生化性加强，部分有机物质的降解导致后工序中的有机负荷减少，经过微电解处理之后的废水含有的污染物质大部分为易降解或者是分子量小的污染悬浮物质，此时采用的是絮凝池，对废水中的污染物絮凝。生化处理的首先采用厌氧反应器 UASB，UASB反应器主要是利用三相分离器进行气、固、液分离，经过了厌氧反应器之后的有机物再经过A/O/A/O好氧反应器，利用好氧微生物将污水中的大部分易降解的小分子物质降解，出水能达到很好的处理效果。A/O/A/O不仅对COD具有较好的去除效果，而且能够脱除一部分氮磷，最后经过具有污泥沉淀浓缩和污泥分离的二沉池处理，出水澄清，将污泥和废水进行分离之后，废水经过深度处理，废水能够达到排放标准。

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5.3主要构筑物及配套设备技术参数

表　主要构筑物及配套设备技术参数

6　结果分析

(1)COD去除效果

当调试运行稳定之后测定的COD的COD沿程变化如图6所示。根据图8可以看出废水初始的COD的浓度比较高，达到了10000mg/L，经过铁碳微电解之后COD的去除率达到了41%，剩余的COD浓度为5900mg/L左右，厌氧反应器UASB对COD去除率约为30%，经过调节池COD累积去除率达到40%左右，絮凝沉淀池处理调节池出来的废水，此时的COD浓度只剩下2400mg/L，经过生化池处理之后的COD浓度在480mg/L左右。此时COD的浓度已经很低，较低的COD废水再经过A/O/A/O反应器处理之后COD的去除率达到了99%以上，经过二沉池处理之后出来的废水的COD的去除率为99.2%，出水中COD的浓度能够降低到100mg/L以下。

图6　COD沿程变化

(2)氨氮去除效果

在调试的过程中氨氮的去除率达到了60%以上，在各处理环节中，铁碳微电解的去除效果最好，能够达到40%以上，这是去除氨氮的主要步骤，絮凝沉淀池和UASB对氨氮基本上没有去除效果，A/O/A/O对氨氮的去除率在20%左右，初次以外，二沉池对氨氮的去除也有一定的作用，氨氮的累积去除率达到了60%以上，氨氮沿程变化如图7所示。最后出水中的氨氮浓度在15mg/L以下。

图7　NH 3-N沿程变化

(3)SS去除效果

组合工艺稳定运行期间SS沿程变化如图8所示。从图中可以看出格栅对SS的去除效率在5%左右，SS的去除主要在絮凝沉淀池，累积去除效率达到了76%，其次是生化处理，经过UASB反应器后，SS的累积去除率约83%，经过A/O/A/O池的处理，SS的去除率达到88%，最后经过二沉池SS的累积去除效率达到95%。

图8　SS沿程变化

7　经济指标及环境效益分析

该废水处理站总装机容量为40.0kw，运行容量为17.5kw，每日总耗电量电耗为：170.6kw·h/d。处理废水的成本计算如下：

处理每吨废水电费：

170.6×0.90÷60=2.60(元)

(2)人工费

一名操作人员工资为1500元/月计，人工费用为0.82元/吨。

(3)药剂费

处理每吨污水药剂费0.5元。

故在未计设备折旧的情况下，废水运行费用3.92元/m3·水。

8　结论

经过该工艺对农药废水的研究表明，影响微电解的因素较多，控制参数非常重要，最佳的参数是进水的pH为3，反应时间为120min，铁碳质量比为1：1，曝气量为48L/min；进水pH对工艺处理效果的影响最大，其次是反应时间和铁碳质量比，曝气量相对而言是影响最小的因素，所以在实际应用中要控制好参数范围。该套工艺处理后的污水能够达到《污水综合排放标准》GB8978-1996表4中一级排放标准。

参考文献

[1]熊正龙，刘爱翠，刘国伟，孙德志.US/O3工艺改善农药废水可生化性和生物毒性的效能，工业水处理，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