一、农药化工废水的来源
我国农药结构中高毒品种比例较多,其中杀虫剂占70%,而杀虫剂中有机磷酸酯占70%,有机磷酸酯中高毒品种占70%,正是这种不合理的结构增加了废水污染治理的难度。
有机磷农药生产工艺一般是将人工原料经一步或两步合成反应,再经分离精制,水洗去除反应副产物而制成成品。农药生产废水主要包括农药合成生产排放废水、产品精制洗涤水、车间和设备洗涤水、冷却水等。农药产品的废水排放量一般为每吨产品产生废水3-24t,COD为5000-80000mg/L,组成复杂,毒性大。
二、农药化工废水的特点
农药化工废水的主要特点有以下几方面。
(1) 有机物浓度高 综合农药废水在处理前COD通常在每升几千毫克到每升几万毫克,而农药生产过程中合成废水的COD高达每升几万毫克,有时甚至高达每升几十万毫克以上。
(2) 污染物成分复杂 农药生产涉及较多有机化学反应,废水中不仅含有原料成分,而且含有较多副产物、中间产物等。
(3) 毒性大,生物降解难 农药废水大多含有农药和中间体,此外还含有苯环类、酚、砷、汞等有毒物质,抑制生物生长。
(4) 有恶臭及刺激性气味 农药废水对人的呼吸道和粘膜有刺激性,危害人类。
(5) pH变化大,无机盐含量高 由于农药生产过程中需要添加各种酸、碱和无机盐,因此废水中含盐量高,且pH变化大。
(6) 水质水量不稳定 由于生产工艺不稳定、操作管理不到位等问题,造成排放的废水水质、水量不稳定,给废水处理带来难度。
三、农药化工废水的处理工艺流程
农药化工废水有机物浓度较高、毒性大,难生物降解、pH变化大、无机盐含量高、有恶臭及刺激性气味。对这类废水多采用分质分段处理方法,对高浓度有毒有害生产废水先进行预处理,再与其它低浓度废水混合进行生物处理后达标排放,主要处理工艺流程图如下:
高浓度农药废水→预处理→物化处理(低浓度废水→预处理)→混合池→生物处理→排放标准
(1) 预处理 农药废水水质水量变化较大,为了保证后续处理设备可连续稳定的运行,需要采用必要的预处理手段,采用格栅、调节池层去除废水中的大颗粒杂物,调节水质水量。
(2) 高浓度生产废水物化处理 农药生产废有机物浓度较高、毒性大,难生物降解,为了降低COD,去除有毒物质活性基团,提高废水可生化性,需要进行物化处理。针对农药废水,物化处理方法主要有混凝沉淀、气浮、铁碳微电解、高效Fenton等,必要时,可选择几种预处理方法联用,以达到较好的处理效果。
(3) 生物处理 高浓度生产废水经物化处理后,COD大幅度降低,可生化性提高,适宜进行生物处理。生物处理方法宜采用先水解酸化,后常规生物处理方法。常规生物处理方法根据不同的废水性质和处理要求选型A/O、A2/O、生物接触氧化、SBR等。
(4) 除臭系统 由于农药废水由刺激性气味且毒性较大,工程上应考虑设置臭气收集及处理装置。臭气处理可采用化学吸收、生物处理、焚烧等方法。
四、农药化工废水设计参数
(1) 调节池 宜分别设置高浓度废水调节池和低浓度废水调节池。高浓度废水调节池水力停留时间应根据生产情况及排水情况选定,如无数据,宜为12-24h。低浓度废水调节池水力停留时间宜为8-24h。
(2) 铁碳微电解反应池 铁碳微电解反应池能有效的去除污染物,提高废水的可生化性,反应时间宜为2-4h。反应池内需要定时投加铁碳粉或铁碳填料,铁碳比宜为1:1,投加量应根据处理废水水质而定。
(3) 高效Fenton 高效Fenton具有强氧化性,能破坏有机物的结构和活性,提高废水的可生化性,反应时间宜为30min,pH宜控制在3.0-4.0。反应池内需投加Fe2+和H2O2,投加量应根据废水水质及处理程度而定。
(4) 水解酸化池 在缺氧条件下,利用水解菌群的生化作用,进行水解、酸化反应,将不溶性的有机物水解为溶解性物质,并将难降解的大分子物质转化为易降解的小分子物质。水解池内部挂有接触填料,水力停留时间宜为10-24h。
(5) 好氧池 宜采用活性污泥曝气池、生物接触氧化池或SBR等。由于农药化工废水属于难生物降解有机废水,所以采用好氧生物处理时一般应采用较长水力停留时间和较低的污泥负荷(Ns)。采用活性污泥曝气池时,一般Ns为0.2-0.3kgCOD/(kgMLSS·d)。采用生物接触氧化池时,填料容积负荷为0.5kgCOD/(m3·d)左右,有效接触时间为24-48h,具体应根据实际水质而定。