微堿解—厭氧水解—SBR好氧生化法處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水
有機(jī)磷農(nóng)藥廢水成分復(fù)雜、濃度高、毒性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境造成的污染較為嚴(yán)重。國(guó)外從20世紀(jì)50年代開始研究有機(jī)磷農(nóng)藥廢水治理技術(shù)，已用于生產(chǎn)規(guī)模的技術(shù)有活性炭吸附法、生化法和焚燒法等。我國(guó)從20世紀(jì)60年代初開始對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理方法進(jìn)行研究，已建成40多套生化處理裝置，但大多數(shù)都采用老式的傳統(tǒng)活性污泥法，加上預(yù)處理和后處理措施不完善，廢水處理難以達(dá)標(biāo)。本文推薦的中和微堿解—厭氧水解—SBR好氧生化法處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水技術(shù)，是由鄭州工業(yè)大學(xué)與沙隆達(dá)鄭州農(nóng)藥有限公司共同研究開發(fā)的。經(jīng)沙隆達(dá)鄭州農(nóng)藥有限公司兩年多的運(yùn)行實(shí)踐證明，該技術(shù)處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水效果好，是一項(xiàng)成熟的工業(yè)化技術(shù)。
1 廢水來源及水質(zhì)
該公司有機(jī)磷農(nóng)藥廢水主要來自氧化樂果、久效磷等產(chǎn)品生產(chǎn)過程。按污染程度可將廢水分為兩部分，一部分為高濃度有機(jī)磷農(nóng)藥廢水，其主要成分為硫磷酯、氯化銨、氯乙酸甲酯等。對(duì)該廢水首先采用沉降分離法將絮狀物硫磷酯沉降分離，回收后的粗酯經(jīng)過精制再利用，分離后水中的硫磷酯經(jīng)高效萃取塔，用氯乙酸甲酯(萃取劑)強(qiáng)化萃取回收，經(jīng)過回收預(yù)處理后，廢水的COD為2000 mg/L左右。另一部分為其他生產(chǎn)單位排放的廢水，其COD為300～400 mg/L。兩種廢水混合后形成綜合有機(jī)磷農(nóng)藥廢水，水量為2000 m3/d。綜合有機(jī)磷農(nóng)藥廢水水質(zhì)見表1。
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2 廢水處理工藝流程
根據(jù)廢水水質(zhì)及小試、中試試驗(yàn)結(jié)果，我們決定用中和微城解—厭氧水解—SBR好氧生化法處理該廢水。有機(jī)磷農(nóng)藥綜合廢水處理工藝流程見圖l。
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各股酸性、堿性有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)中和池進(jìn)行中和，然后加稀堿液調(diào)整pH，進(jìn)行微堿解脫毒處理。堿解后廢水經(jīng)格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)后的廢水經(jīng)泵均勻提升至均化水解池。廢水是否需要進(jìn)行均化水解強(qiáng)化預(yù)處理，視進(jìn)水情況而定，若進(jìn)水污染負(fù)荷不太高，可不進(jìn)均化水解他，將廢水直接由調(diào)節(jié)油泵送至SBR(Sequencing Batch Reator，序列批量式反應(yīng)器)，采用鼓風(fēng)機(jī)及潛水曝氣攪拌機(jī)聯(lián)合充氧，處理后的廢水部分回用，余者外排。
在SBR內(nèi)，廢水中的污染物被污泥吸附，被吸附的物質(zhì)在供氧條件下受到生物外酶的作用，降解成較簡(jiǎn)單的易溶物質(zhì)，滲入細(xì)胞，再在內(nèi)酶作用下進(jìn)行新陳代謝中的氧化、還原、合成反應(yīng)，最終使水體中的污染物分解為CO2、H2O、PO43－等物質(zhì)，使廢水達(dá)標(biāo)排放。整個(gè)處理工藝過程采用微機(jī)自控操作，同時(shí)，也可以手動(dòng)操作。
3 工藝流程分析
3.1 中和微堿解處理
我們選擇穿孔道自然混合中和池為微堿解設(shè)備，利用農(nóng)藥廠堿性廢水與酸性廢水進(jìn)行中和，再用本廠氯堿車間的稀堿液調(diào)控廢水的pH(7.5～8.5)，進(jìn)行有機(jī)磷農(nóng)藥廢水堿解反應(yīng)。
中和池按兩組布置，每他長(zhǎng)×寬＝11.30 m×5.40 m，有效水深2.6m，有效容積260 m3。酸、堿廢水經(jīng)過配水槽底部的配水孔均勻進(jìn)入各池配水槽，進(jìn)行廢水中和堿解，然后由均布在池中部的3根水下穿孔管引入混合池，溢流進(jìn)入格柵間。
中和微堿解工藝參數(shù)為：廢水處理能力為2500m3/d，廢水停留時(shí)間為2h，出水pH為7.5～8.5。
3.2 厭氧水解處理
厭氧水解不同于有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的堿性水解和酸性水解，是指在厭氧微生物作用下進(jìn)行的生物水解反應(yīng)，屬于厭氧發(fā)酵前處理階段。
均化水解池屬于升流式污泥床反應(yīng)器(UASB)，廢水經(jīng)折流板下流后．從底部上流通過污泥床，大量微生物將進(jìn)入水中的顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)迅速截留和吸附，截留下來的物質(zhì)吸附在水解污泥表面，在大量水解細(xì)菌的作用下將不溶性有機(jī)物分解為可溶性物質(zhì)，在產(chǎn)酸菌的協(xié)同作用下將大分子物質(zhì)、難以生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)，這一過程對(duì)較難處理的農(nóng)藥廢水來說，是提高廢水可生化性和較好的預(yù)處理工藝。
均化水解池設(shè)計(jì)為折流式，形成進(jìn)水混合段、折流反應(yīng)段和沉淀回流段3個(gè)部分。均化水解池按兩組布置，每組3格，每格長(zhǎng)×寬＝5m×5m，有效水深4.6m，總?cè)莘e675m3。廢水在折流反應(yīng)段(下行區(qū)寬0.7m，上行區(qū)寬4.3m)的底部向上配水進(jìn)入水解污泥床反應(yīng)區(qū)，再溢流至下格的下行區(qū)，末端一格的上行區(qū)設(shè)有斜管，作為沉淀區(qū)來截留水解污泥，用回流泵將廢水回流至前端進(jìn)水區(qū)，廢水回流同時(shí)也起到水質(zhì)均和作用。
厭氧水解工藝參數(shù)為：廢水處理能力為2500 m3/d，水解反應(yīng)時(shí)間為4.7 h，沉淀時(shí)間為1.8 h，水力停留時(shí)間為6.5 h，回流比為25%～50%，COD去除率為30%～40%，有機(jī)磷去除率為25%。
3.3 SBR好氧生化處理
3.3.1 SBR的特點(diǎn)
SBR獨(dú)到之處在于它提供了時(shí)間程序的廢水處理，而不是連續(xù)提供的空間程序的廢水處理。其特點(diǎn)是：(1)自動(dòng)化程度高，使用電動(dòng)閥門及集中電訊號(hào)控制設(shè)備，工藝運(yùn)行易于控制；構(gòu)筑物簡(jiǎn)單，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法的曝氣池、二沉池及污泥回流系統(tǒng)，節(jié)省占地。(2)廢水沉淀時(shí)沒有進(jìn)水干擾，可避免短路，污泥濃度高，泥水分離效果好。(3)進(jìn)出水濃度梯度大，反應(yīng)速度快，效率高，耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。(4)采用鼓風(fēng)潛水曝氣，提高了氧的利用率，動(dòng)力消耗少，運(yùn)行成本低。(5)不需投加任何藥劑，除磷效果顯著，去除率高。
SBR運(yùn)行中有缺氧、兼氧和富氧3種狀態(tài)，具有A/O法脫氮及A/A/O法除磷效果。
3.3.2 SBR的設(shè)計(jì)及運(yùn)行
SBR曝氣池按4組布置，每池長(zhǎng)×寬＝10 m×10 m，有效池深5m，有效容積為480m3×4，廢水處理能力為2500 m3/d，VSS的BOD5負(fù)荷為0.3kg/(kg·d)，單池需氧量為1292kg/d，各池運(yùn)行周期為8 h。
當(dāng)本池排水完畢且接前池進(jìn)水信號(hào)后，開啟進(jìn)水閥門進(jìn)水，同時(shí)進(jìn)行攪拌，進(jìn)水超過1 h且池內(nèi)水位超過半池時(shí)開始曝氣，同時(shí)發(fā)出后池進(jìn)水信號(hào)，曝氣5 h后，停止攪拌，廢水進(jìn)入靜止沉淀狀態(tài)，沉淀1 h后排水，水位降至最低水位后，關(guān)閉排水閥，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)行周期。
SBR好氧生化運(yùn)行周期情況見圖2。
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4 處理設(shè)施運(yùn)行情況及處理效果
該處理設(shè)施于1997年9月底建成。在接種原有生化處理設(shè)施中的馴化污泥并經(jīng)過3個(gè)月的運(yùn)行調(diào)試后，于1997年12月正式投入運(yùn)行。日常運(yùn)行管理工作包括：(1)根據(jù)廢水pH確定稀堿液的投加量，控制度水pH在7.5～8.5；(2)當(dāng)進(jìn)水濃度高于設(shè)計(jì)值較多時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)曝氣時(shí)間；當(dāng)進(jìn)水濃度較低時(shí)，縮短曝氣時(shí)間，曝氣時(shí)間控制在3～6h之間。
該處理設(shè)施自正式投入運(yùn)行至1999年底，出水水質(zhì)符合GB8978—96排放標(biāo)準(zhǔn)。1999年除6、7、8月停產(chǎn)檢修外，全年運(yùn)行數(shù)據(jù)如表2所示。
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由表2可以看出，廢水COD去除率平均為90.1%，BOD5去除率平均為94.2%，TP去除率平均為84.9%。
5 結(jié)束語(yǔ)
(1)采用中和微堿解—厭氧水解—SBR好氧生化法處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水，COD去除率平均為90.1%，BOD5去除率平均為94.2%，TP去除率平均為84.9%，出水達(dá)到GB8978—96標(biāo)準(zhǔn)。
(2)有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理裝置采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)有多種運(yùn)行模式，可根據(jù)廢水水質(zhì)方便地加以轉(zhuǎn)換，最大限度地保證了廢水的處理效果。
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