微碱解—厌氧水解—SBR好氧生化法处理有机磷农药废水

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简介： 介绍了微碱解—厌氧水解—SBR好氧生化法处理有机磷农药废水的工艺流程、工艺参数和处理效果。废水处理设施运行结果：废水CODCr去除率平均为90.1％，BOD5去除率平均为94.2％，TP去除率平均为84.9%。
关键字：微碱解 厌氧水解 SBR 有机磷农药废水

　　有机磷农药废水成分复杂、浓度高、毒性强，对环境造成的污染较为严重。国外从20世纪50年代开始研究有机磷农药废水治理技术，已用于生产规模的技术有活性炭吸附法、生化法和焚烧法等。我国从20世纪60年代初开始对有机磷农药废水处理方法进行研究，已建成40多套生化处理装置，但大多数都采用老式的传统活性污泥法，加上预处理和后处理措施不完善，废水处理难以达标。本文推荐的中和微碱解—厌氧水解—SBR好氧生化法处理有机磷农药废水技术，是由郑州工业大学与沙隆达郑州农药有限公司共同研究开发的。经沙隆达郑州农药有限公司两年多的运行实践证明，该技术处理有机磷农药废水效果好，是一项成熟的工业化技术。

　　1  废水来源及水质

　　该公司有机磷农药废水主要来自氧化乐果、久效磷等产品生产过程。按污染程度可将废水分为两部分，一部分为高浓度有机磷农药废水，其主要成分为硫磷酯、氯化铵、氯乙酸甲酯等。对该废水首先采用沉降分离法将絮状物硫磷酯沉降分离，回收后的粗酯经过精制再利用，分离后水中的硫磷酯经高效萃取塔，用氯乙酸甲酯(萃取剂)强化萃取回收，经过回收预处理后，废水的COD为2000 mg/L左右。另一部分为其他生产单位排放的废水，其COD为300～400 mg/L。两种废水混合后形成综合有机磷农药废水，水量为2000 m³/d。综合有机磷农药废水水质见表1。

　　2  废水处理工艺流程

　　根据废水水质及小试、中试试验结果，我们决定用中和微城解—厌氧水解—SBR好氧生化法处理该废水。有机磷农药综合废水处理工艺流程见图l。

　　各股酸性、碱性有机磷农药废水进中和池进行中和，然后加稀碱液调整pH，进行微碱解脱毒处理。碱解后废水经格栅进入调节池，调节后的废水经泵均匀提升至均化水解池。废水是否需要进行均化水解强化预处理，视进水情况而定，若进水污染负荷不太高，可不进均化水解他，将废水直接由调节油泵送至SBR(Sequencing Batch Reator，序列批量式反应器)，采用鼓风机及潜水曝气搅拌机联合充氧，处理后的废水部分回用，余者外排。

　　在SBR内，废水中的污染物被污泥吸附，被吸附的物质在供氧条件下受到生物外酶的作用，降解成较简单的易溶物质，渗入细胞，再在内酶作用下进行新陈代谢中的氧化、还原、合成反应，最终使水体中的污染物分解为CO₂、H₂O、PO₄^3－等物质，使废水达标排放。整个处理工艺过程采用微机自控操作，同时，也可以手动操作。

　　3  工艺流程分析

　　3.1　中和微碱解处理

　　我们选择穿孔道自然混合中和池为微碱解设备，利用农药厂碱性废水与酸性废水进行中和，再用本厂氯碱车间的稀碱液调控废水的pH(7.5～8.5)，进行有机磷农药废水碱解反应。

　　中和池按两组布置，每他长×宽＝11.30 m×5.40 m，有效水深2.6m，有效容积260 m³。酸、碱废水经过配水槽底部的配水孔均匀进入各池配水槽，进行废水中和碱解，然后由均布在池中部的3根水下穿孔管引入混合池，溢流进入格栅间。

　　中和微碱解工艺参数为：废水处理能力为2500m³/d，废水停留时间为2h，出水pH为7.5～8.5。

　　3.2　厌氧水解处理

　　厌氧水解不同于有机磷农药废水的碱性水解和酸性水解，是指在厌氧微生物作用下进行的生物水解反应，属于厌氧发酵前处理阶段。

　　均化水解池属于升流式污泥床反应器(UASB)，废水经折流板下流后．从底部上流通过污泥床，大量微生物将进入水中的颗粒物质和胶体物质迅速截留和吸附，截留下来的物质吸附在水解污泥表面，在大量水解细菌的作用下将不溶性有机物分解为可溶性物质，在产酸菌的协同作用下将大分子物质、难以生物降解的物质转化为易生物降解的小分子物质，这一过程对较难处理的农药废水来说，是提高废水可生化性和较好的预处理工艺。

　　均化水解池设计为折流式，形成进水混合段、折流反应段和沉淀回流段3个部分。均化水解池按两组布置，每组3格，每格长×宽＝5m×5m，有效水深4.6m，总容积675m³。废水在折流反应段(下行区宽0.7m，上行区宽4.3m)的底部向上配水进入水解污泥床反应区，再溢流至下格的下行区，末端一格的上行区设有斜管，作为沉淀区来截留水解污泥，用回流泵将废水回流至前端进水区，废水回流同时也起到水质均和作用。

　　厌氧水解工艺参数为：废水处理能力为2500 m³/d，水解反应时间为4.7 h，沉淀时间为1.8 h，水力停留时间为6.5 h，回流比为25％～50%，COD去除率为30％～40％，有机磷去除率为25％。

　　3.3  SBR好氧生化处理

　　3.3.1  SBR的特点

　　SBR独到之处在于它提供了时间程序的废水处理，而不是连续提供的空间程序的废水处理。其特点是：(1)自动化程度高，使用电动阀门及集中电讯号控制设备，工艺运行易于控制；构筑物简单，可代替传统活性污泥法的曝气池、二沉池及污泥回流系统，节省占地。(2)废水沉淀时没有进水干扰，可避免短路，污泥浓度高，泥水分离效果好。(3)进出水浓度梯度大，反应速度快，效率高，耐负荷冲击能力强。(4)采用鼓风潜水曝气，提高了氧的利用率，动力消耗少，运行成本低。(5)不需投加任何药剂，除磷效果显著，去除率高。

　　SBR运行中有缺氧、兼氧和富氧3种状态，具有A/O法脱氮及A/A/O法除磷效果。

　　3.3.2  SBR的设计及运行

　　SBR曝气池按4组布置，每池长×宽＝10 m×10 m，有效池深5m，有效容积为480m³×4，废水处理能力为2500 m³/d，VSS的BOD₅负荷为0.3kg/(kg·d)，单池需氧量为1292kg/d，各池运行周期为8 h。

　　当本池排水完毕且接前池进水信号后，开启进水阀门进水，同时进行搅拌，进水超过1 h且池内水位超过半池时开始曝气，同时发出后池进水信号，曝气5 h后，停止搅拌，废水进入静止沉淀状态，沉淀1 h后排水，水位降至最低水位后，关闭排水阀，系统进入下一个运行周期。

　　SBR好氧生化运行周期情况见图2。

　　4  处理设施运行情况及处理效果

　　该处理设施于1997年9月底建成。在接种原有生化处理设施中的驯化污泥并经过3个月的运行调试后，于1997年12月正式投入运行。日常运行管理工作包括：(1)根据废水pH确定稀碱液的投加量，控制度水pH在7.5～8.5；(2)当进水浓度高于设计值较多时，适当延长曝气时间；当进水浓度较低时，缩短曝气时间，曝气时间控制在3～6h之间。

　　该处理设施自正式投入运行至1999年底，出水水质符合GB8978—96排放标准。1999年除6、7、8月停产检修外，全年运行数据如表2所示。

　　由表2可以看出，废水COD去除率平均为90.1％，BOD₅去除率平均为94.2％，TP去除率平均为84.9％。

　　5  结束语

　　(1)采用中和微碱解—厌氧水解—SBR好氧生化法处理有机磷农药废水，COD去除率平均为90.1％，BOD₅去除率平均为94.2％，TP去除率平均为84.9％，出水达到GB8978—96标准。

　　(2)有机磷农药废水处理装置采用计算机进行自动控制，自动控制系统设有多种运行模式，可根据废水水质方便地加以转换，最大限度地保证了废水的处理效果。

　　第一作者简介：孟连军（1968-），男，河南省虞城县人，学士，现任沙隆达郑州农药有限公司副经理，主要认事农药化工环保技术研究和环保管理工作。