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草甘膦废水处理技术及案例分析



http://bbs.xianjichina.com/front/kindeditor/themes/common/anchor.gifhttp://bbs.xianjichina.com/front/kindeditor/themes/common/anchor.gif草甘膦废水处理技术


刘明浩1


刘明浩,注册环保工程师,高级工程师,注册给排水工程师,环境影响皮昂家工程师,从业十余年,致力于各种工业废水、废气的处理技术研究和工程设计,E-mailliumh-1976@163.com 


 


摘要:草甘膦废水处理技术,通过对生产企业实际生产情况进行分析、论证,提出改造工艺方案,主要采用微电解技术、臭氧-生物活性炭技术,保证废水稳定达标。


关键词:草甘膦废水,微电解,臭氧-生物炭



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1 项目背景

1.1 工程概况

某草甘膦生产企业主要生产草甘膦等农药。现有一套500.0m3/d处理系统,由于废水水质复杂,含盐量高,现有系统已经不能满足废水达标处理要求。

针对企业实际生产情况,结合同类工程的经验,本研究小组提出草甘膦废水处理改造技术。

1.2 设计水质及排放要求

设计进出水指标:根据企业及当地环保部门要求,设计进水污染的水质:设计进水COD6500mg/L,设计出水COD100mg/L,其他指标满足污水综合排放标准一级标准。


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2 现有系统及工程分析


2.1 现有工艺流程


现有废水处理系统采用厌氧+好氧工艺。


流程说明


1、废水首先进入调节池,均匀水质水量。


2、调节池废水经提升泵进入UASB系统,对污染物进行有效去除;


3UASB出水进入接触氧化系统,彻底去除有机污染物;


4、生化出水经过滤池排放。







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2.2 现有系统运行情况及分析

1、由于草甘膦废水盐份过高,水质不稳定,导致现有系统无法满足生产要求。总结现有系统工艺流程,存在以下问题:

1)高盐份母液废水没有经过脱盐预处理,直接混合综合废水,导致生化系统崩溃,微生物无法存活、增殖;

2)综合废水没有经过有效的物化预处理,系统负荷高,生化能力有限,无法满足达标排放要求;

3)综合废水生化处理系统末端没有强化物化、生化处理措施,不能保证系统稳定达标,没有保证措施。


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2、通过我单位技术人员现场调查,现有系统还存在工程设计和设备上的一些问题,主要表现以下几点:

1)有些设备年久失修,已经不能满足生产要求,需要更换,比如部分生物填料、阀门、部分管道等;

2)板框压滤机的安装尚未完成,出水装置未安装完毕,另外,考虑到操作工人操作方便,板框压滤机需要增加基础抬高,并设置排水系统;

3)需要设置专门的药剂、污泥堆放场地,并设置防雨、排水措施;

4)风机的安装缺少出口*,噪声无法满足相关标准要求;

5)管道及部分设备防腐措施不够完善,比如进水管、UASB出水槽等;

6)沉淀池没有相应的污泥、污水消能装置(导流筒)以及出水堰等,会导致污泥沉淀不完全,出水携带大量悬浮物或者生化污泥。

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2.3 改造工程重点、难点及应对措施

废水处理工程是一项系统工程,涉及多种学科技术,受各种影响因素制约。本研究小组在企业生产工艺以及废水排放情况进行深入调查基础上,总结该废水处理改造工程重点、难点如下:

1)废水中有机物含量高,达标处理难度较大;

2)废水含盐量高,超过生化系统承受能力的许多倍,废水中过高浓度的盐分对微生物有明显的抑制作用,工程实践表明,当废水中的氯根离子超过3000mg/L时,一些未经驯化的微生物的活性将受到抑制,COD去除率会明显下降;当废水中的氯离子浓度大于8000 mg/L时,会造成污泥体积膨胀水面泛起大量泡沫,微生物相继死亡;

3)高浓度有机物浓度对生化系统中微生物具有一定的抑制性甚至毒性,严重影响生化效率;

4)现有处理设施常年不使用,有些设备陈旧、不完善,需要更换或者新增。

5)建设工期短,企业环保压力大,要求短时间内完成工程建设。

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针对本工程重点难点分析,本小组结合大量工程实践经验,采用先进的废水处理技术,将微电解技术、催化氧化技术与生物技术结合,优化控制参数,主要从以下几方面着手满足工程需要:

1)进行清污分流、浓淡分流,严格控制进水污染物浓度,特别是COD浓度不高于6000mg/L

2)将高含盐废水单独收集,单独处理,避免混合后对综合废水造成不良影响;

3)采用先进的微电解技术,对综合废水进行预处理;后续催化氧化技术与生物活性炭技术作为废水处理保障措施,保证处理出水稳定达标;采用新型生物工艺,密切结合微生物固定化技术,引进高效菌种,提高生化效率,特别是脱氮效果;

4)充分利用现有设备,对部分设备进行维修,更换部分设备;

5)充分利用现在构筑物,不新建土建工程;优化施工组织设计方案,保质保量完成废水处理改造工程。

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3 工艺选择

3.1 精细化工废水生物处理新技术

生物法以其具有的能耗小、处理效率高、二次污染少的优点,得到广泛应用。生物技术是精细化工废水处理的主要手段,传统的生物技术对有机物的脱除效率在60%~80%之间,减轻了环境污染,但是还有相当一部分有机物不能生物降解或完全降解,处理不能达到国家和地方排放标准,其主要原因是微生物收到这些有机污染物的毒害和抑制作用。

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3.2 精细化工废水物化处理技术展望

物化法成为精细化工废水必选的处理方法,正在精细化工行业环境保护中起着越来越重要的作用,许多新方法也在不断地涌现,他们为我国的环境保护和精细化工行业发展起到了都很大的促进作用。

1)多功能混凝剂;2)电凝聚法;3)铁屑微电解法;4)电化学法;5)离子对萃取法。

3.3 母液处理工艺选择

母液废水含盐量较高,约在200000mg/L左右,如此高的含盐量将对生化系统造成致命影响,常规的物化办法也不能有效处理高含盐废水,考虑到废水的达标处理,并且结合废水中具有较大的氯化钠回收价值,故该废水需要进行脱盐处理。

母液的蒸发处理保证冷凝水盐份低于1000mg/L

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3.4 微电解技术

微电解反应器技术是一种利用电池原理的电化学反应来处理复杂废水的一种污水处理技术。它利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池。这些细微电池是以电位低的铁为阴极,电位高的碳做阳极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。微电解去除精细化工废水中污染物的主要作用机理为:1 络合、混凝作用,微电解反应连续释放的Fe2+成为络合剂和高效混凝剂;2 还原作用,微电解产生的新生态氢使某些染料的显色基团脱色;3 氧化作用,微电解产生一定量的新生态氧具有很强的氧化性,可氧化一部分无机物和有机物。


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3.5 臭氧-活性炭技术

臭氧生物活性炭采取先臭氧化后活性炭吸附,在活性炭吸附中又继续氧化,这样可以扬长避短,充分发挥活性炭吸附和臭氧氧化各自所长,克服各自所短。通过该工艺,臭氧能使难氧化降解的高分子有机物被氧化成易生物降解的低分子有机物,这不仅为炭柱降解有机物创造了条件,也减轻了活性炭的吸附负荷。同时,臭氧氧化使水中有充足的溶解氧,反过来又为好氧微生物的生命活动提供了良好的条件。其中,生物活性炭是利用微生物去吸收利用被活性炭吸附的污染物,客观上起到了使活性炭再生的作用。

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4工程设计

4.1 工艺流程图

本工程采用铁碳微电解物化预处理技术、臭氧-生物活性炭以及与高效生化工艺处理相结合。

废水调节池(利用现有)+铁碳微电解池+中和、曝气、混凝、沉淀+UASB+兼氧生化+好氧生化+接触氧化池+混凝反应沉淀池+臭氧催化氧化池+生物活性炭滤池+高效过滤池+排放水池。

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4.2 工艺流程说明

1、综合废水进入废水调节池,池内设置穿孔曝气管,鼓风曝气,改善废水生化特性。

2、调节池废水经提升进入微电解池,池内保持酸性,利用铁碳微电池的作用去除废水中有机污染物,提高废水的可生化性能。

3、微电解出水中和、混凝反应,经沉淀池进行泥水分离。

4、综合废水经提升进入A2/O生化处理系统,利用微生物的作用去除废水中有机污染物。厌氧工艺采用UASB形式,池底设置循环泵布水装置,池顶设置三相分离器,兼氧生化池、好氧生化池内设置高效生物填料,兼氧池内设置穿孔曝气管,好氧池设置风机等。


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5、生化反应泥水混合物在二沉池中分离,上清液进入后续混凝沉淀处理,底部污泥经污泥回流泵输送至前端生化系统,剩余污泥至污泥浓缩池。

6、生化反应出水进入混凝沉淀池,彻底去除废水中胶体污染物及生物污泥碎片,确保达标排放。

7、混凝出水进入臭氧催化氧化-生物活性炭系统,利用臭氧的强氧化能力和微生物的作用彻底去除废水中有机污染物。

8、生物炭出水一般情况下,超越滤池、吸附池,直接经标准排放口达标排放,水质恶化或系统异常时经过滤池、吸附池之后达标排放。

9、污泥浓缩池内收集物化污泥以及剩余生化污泥,利用重力作用自然沉降浓缩,浓缩污泥经螺杆泵至板框压滤机脱水,脱水污泥外运处置,浓缩池上清液及压滤机过滤液收集在集水池内,经提升进入调节池。

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4.3 各单元处理效果沿程去除率

通过工艺流程沿程去除率如下(以下单位除pH为无量纲,其余均为mg/L):

微电解池去除20%COD,浓度降至4500mg/L








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中和、曝气、混凝、沉淀去除10%COD,浓度降至4100mg/L;A2/O系统去除95%COD,浓度降至200mg/L;














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