MVR+A2/O+MBR法处理毒死蜱环化废水

司林杰

（山西阳煤丰喜集团三维丰海化工有限公司，山西运城044000）

工程实例

MVR+A2/O+MBR法处理毒死蜱环化废水

司林杰

（山西阳煤丰喜集团三维丰海化工有限公司，山西运城044000）

以三维丰海公司毒死蜱环化废水的深度处理工程为实例，介绍了该工艺的特点、设计参数、处理效果及运行成本。处理后最终出水水质良好，COD、BOD5、NH3-N、SS的去除率分别高达99.7%、99.7%、99.3%、99.0%，总盐分也由30 000 mg/L降至357 mg/L，出水指标优于国家《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准，可直接回用于循环冷却水的补充用水。

毒死蜱环化废水；机械蒸汽再压缩；厌氧-缺氧-好氧法；膜生物反应器；中水回用

oxic；membrane bioreactor reactor；reclaimed water reuse

毒死蜱的工业化生产路线有吡啶法和三氯乙酰氯法两种。因原材料和成本关系，目前国内约有85%的毒死蜱装置是采用三氯乙酰氯法工艺生产的。该工艺是以三氯乙酰氯和丙烯腈为原料，经环化反应先合成三氯吡啶醇钠，然后再生成毒死蜱〔1〕。在环化反应过程中，会产生一定量的碱解压滤废水，称为毒死蜱环化废水。该废水是毒死蜱生产过程中产生的一种较为典型的高盐分、高COD有机工业废水，水质成分相当复杂〔2〕：一方面COD浓度高，B/C为0.15～0.20，生物降解性很差，一般的废水处理技术很难奏效，另一方面还含有氰化物、氯化物、邻二氯苯、三氯吡啶醇钠及重金属等多种有毒有害物质。

据文献了解，目前处理此种废水的主要方法有H.S.B特殊菌种生化处理法、电极电解法、Fe2+-H2O2氧化法、减压蒸馏与焚烧法、膜分离法、萃取法、树脂吸附法等〔2-3〕，但经过多方调研发现以上方法除减压蒸馏与焚烧法有工业案例外，其他方法大多仅仅局限于小试或中试阶段，很少能真正实现工程化。

笔者以三维丰海公司产生的毒死蜱环化废水为处理对象，把原污水处理站所采用的UASB+好氧工艺改造为MVR+A2/O+MBR工艺，不但稳定、高效、经济地治理了毒死蜱环化废水的污染问题，而且最终出水水质较好，可直接回用于三维丰海公司循环冷却水的补充用水。笔者工程的成功实施可为治理同类型污水的企业提供较好的借鉴。

1　原有工艺存在的问题和改造思路

原污水处理站污水由两部分组成，一部分是难以生化的污水，即毒死蜱环化废水，另一部分是易于生化的污水，如生活污水、化验室污水、地面冲洗水等。原污水处理站的处理能力为360 m3/d，其污水处理工艺流程如图1所示。

图1　原污水处理站的污水处理工艺流程

原污水处理站在运行过程中存在如下问题：（1）需要对毒死蜱环化废水稀释几十倍才能进入系统，否则系统很容易受到有毒高浓度污水的冲击，造成细菌死亡或出水水质不达标；（2）废水未做预处理，生产废水中有毒物质会在生化系统积存，长时间运行后会造成污泥中毒，且很难恢复；（3）原工艺最终出水水质不好，不能直接用作循环冷却水的补充水。

鉴于原污水处理站运行过程中存在的问题和公司污水的实际情况，对原污水处理站的改造思路为：（1）新增加1套日处理能力达120 m3的MVR系统对毒死蜱环化废水进行蒸发浓缩，蒸发冷凝液进行后续生化处理，浓缩液经固液分离后继续返回“MVR蒸发系统”进行蒸发浓缩，当有机物含量累积至一定值，流动性变差时，可适当排出一些浓缩液；（2）把原生化系统改造为A2/O+MBR工艺。最终设计水质如表1所示。

表1　废水进出水主要水质参数

2　工艺流程及改造方案

工艺流程及改造方案如图2所示。

图2　改造后废水处理的工艺流程

由图2可见，毒死蜱环化废水（pH约为10）汇集进入工艺水收集池，用泵提升至MVR系统进行蒸发浓缩，蒸出冷凝液进入氨氮吹脱塔去除大部分氨氮后与其他易生化污水在调配池混合均匀后泵提进入厌氧器。厌氧器由原来的UASB反应器改造而来，可去除大部分有机物，并增加废水可生化性。厌氧反应器出水进入兼氧池，兼氧池由原有的好氧池改造，主要脱氮除磷。兼氧池污水自流至好氧池，污水中的COD在好氧活性污泥作用下进行进一步的降解，活性污泥进行有氧呼吸，进一步把有机物分解成无机物，进一步降低COD。好氧出水进入MBR膜池。MBR采用超滤膜分离技术取代传统活性污泥法的二沉池和常规过滤单元，是膜分离技术和生物技术（主要是活性污泥法）的有机结合，其高效的固液分离能力使出水水质良好。理论上MBR膜出水悬浮物和浊度趋近于0，并可截留大肠杆菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。MBR膜出水通过泵和阀门控制走向。正常情况下MBR膜出水直接回用于循环冷却水，进冷却塔循环水池。当需要离线清洗膜件时，MBR膜出水通过阀门控制进入洗膜池，加入药剂后，进行膜件清洗。洗膜废水返回至调配池进行处理。当MBR膜系统出现异常情况导致出水浊度升高，不能回用于循环冷却水时，作为事故状态出水处理。事故状态出水通过阀门调节进入应急中转池，经过气浮器和过滤器处理后进入集水池。集水池中的水经检测合格后，达标外排。

3　主要构筑物及设备情况

（1）工艺水收集池。设计容积100 m3，钢混结构，内部设置曝气装置。直接采用污水处理站原有调节池，设置取水自吸泵2台，1用1备，自吸泵进水口设在调节池内，并设有简单的格栅过滤装置。

（2）MVR蒸发浓缩系统。设计日处理污水量120 t，钢架结构。其主要设备配置如表2所示。

表2　MVR蒸发浓缩系统主要设备配置

（3）调配池。设计容积200 m3，钢混结构，内部设置曝气装置。直接采用污水处理站原有调节池，设置取水自吸泵2台，1用1备，自吸泵进水口设在调节池内，并设有简单的格栅过滤装置。

（4）厌氧反应器。由原污水站的UASB厌氧反应器改造而来，尺寸D 11 m×9 m，总有效容积850 m3，为钢结构。

（5）兼氧池。由原来的氧化池改造而来，尺寸15 m×5.5 m×6 m，为钢筋混凝土结构，池内挂设组合填料及曝气器。

（6）好氧池。尺寸10 m×5.5 m×6 m，为钢筋混凝土结构，池内挂设组合填料及曝气器。

（7）MBR池。由原来的氧化池改造而来，尺寸5.5 m×5 m×6 m，为钢筋混凝土结构，池内挂设组合填料及曝气器。其主要设备配置如表3所示。

表3　MBR膜系统主要设备配置

4　系统运行情况

该污水系统经过60 d的调试运行后，MVR浓缩系统达到120 t/d的蒸发量，“A2/O+MBR”生化系统达到360 m3/d的处理量。工艺稳定运行期间对污水的处理效果如表4所示。

表4　污水处理效果

工艺稳定运行期间各处理单元的平均去除率如表5所示。

表5　各处理单元的平均去除率及B/C值

由表4、表5可见，该工艺可以很好地处理毒死蜱环化废水，出水可达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）中的一级排放标准，同时也可作为循环冷却水的补充用水。

5　经济分析

（1）MVR浓缩系统运行成本分析。电费：MVR浓缩系统总装机容量为286.5 kW，功率因素为0.8，总处理水量按满负荷5 m3/h计算，则处理每t毒死蜱环化废水的耗电成本=286.5 kW×0.6元/（kW·h）× 0.8÷5 m3/h=27.5元/m3。

人工费：按照3 000元/（人·月）计，共6人，实行三班三运转，则处理1 m3废水工资＝3 000×6÷120÷ 30=5元/m3。预热蒸汽消耗：0.06 t/h×200元/t蒸汽÷5 m3/h=2.4元/m3。MVR浓缩系统运行成本＝电费+人工费+预热蒸汽消耗＝27.5+5+2.4=34.9元/m3。

（2）A2/O+MBR生化系统运行成本分析。电费：生化系统总装机容量为62.5 kW（含氨氮吹脱），功率因素为0.8，总处理水量按满负荷15 m3/h计算，则处理每t生化废水的耗电成本=62.5 kW×0.6元/（kW·h）×0.8÷15 m3/h=2元/m3。

人工费：按照3 000元/（人·月）计，共3人，实行三班三运转，则处理1 m3废水工资=3 000×3÷360÷ 30=0.8元/m3。药剂费：需要消耗次氯酸钠、氢氧化钠及膜清洗药剂等，此处可根据运行经验，按0.6元/m3计。MBR膜更换费：MBR使用寿命按3 a计，折算膜的更换成本为0.9元/m3。

A2/O+MBR生化系统运行成本＝电费+人工费+药剂费+MBR膜更换费＝2+0.8+0.6+0.9=4.3元/m3。

6　结论

笔者针对毒死蜱环化废水毒性强、难生化的特点，先采用MVR系统对其进行高浓缩结晶，结晶物通过固液分离后得到，蒸出冷凝液经过氨氮吹脱塔处理后与生活污水等易生化废水混合后再进入A2/O+MBR组合的生化系统中进行处理。该污水处理工艺不但稳定、高效、经济地治理了毒死蜱环化废水的污染问题，而且最终出水能达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）中的一级排放标准，可直接回用于循环冷却水的补充用水。

［1］赵丹凤，陈霄榕.3，5，6-三氯吡啶-2-醇钠的合成研究进展［J］有机化学，2011，31（5）：768-771.

［2］李培国，姜莉英.毒死蜱废水处理技术研究［J］.浙江化工，2004，35（10）：25-26.

［3］马静颖.含盐高浓度有机废液的蒸发结晶及流化床焚烧处理研究［D］.杭州：浙江大学，2006.

Treatment of wastewater from chlorpyrifos cyclization reaction by MVR+A2/O+MBR process

Si Linjie
（Shanxi Yangmei Fengxi Group Sanwei Fenghai Chemical Co.，Ltd.，Yuncheng 044000，China）

Taking the advanced treatment project of wastewater from chlorpyrifos cyclization reaction of Sanwei Fenghai Co.as an example，this paper introduces the technological characteristics of the treatment process，design parameters，treatment effects and operation costs.The results show that the water quality of the final effluent is favorable.The removing rates of COD，BOD5，NH3-N and SS are as high as 99.7%、99.7%、99.3%、99.0%，respectively. In addition，the total salinity drops from 30 000 mg/L to 357 mg/L.The indexes of discharged water are superior to Level A standard specified in Integrated Wastewater Discharge Standard（GB 8978—1996）.Therefore，the final effluent water can directly be reused as make-up water for the circulating cooling water.

wastewater from chlorpyrifos cyclization reaction；mechanical vapor recompression；anaerobic-anoxic

X703.1

A

1005-829X（2016）05-0093-03

司林杰（1982—），硕士，工程师。E-mail：silinjie@163.com。

2016-02-24（修改稿）