MBR深度处理农药工艺废水的应用

李嘉俊

(中山市技师学院，广东　中山　528400)



MBR深度处理农药工艺废水的应用

李嘉俊

(中山市技师学院，广东中山528400)

采用预处理-超滤膜工艺深度处理某农药化工厂拟除虫菊酯类农药生产工艺废水。经过深度处理出水COD为 28 mg/L，P(NH3-N)为0.1 mg/L，SS为0.08 mg/L，完全达到污水综合排放一级标准要求。MBR深度处理系统连续运行两个月以上，运行过程稳定，出水水质检测合符回用要求。采用预处理-超滤膜工艺产水回用于螺杆压缩制冷机组水冷却系统补水的成本为每吨产水1.79元，低于现行的自来水每吨2.2元的费用。

超滤膜；农药；废水；回用

为了满足农药生产工艺取水和排水指标的严格要求，许多工厂采用膜技术对达标污水进行深度处理后回用[1]。膜技术具有不发生化学相变、环保、高效、占地少、能耗低、自动化程度高、维护方便等优点。但在应用过程中，膜会被无机盐垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染，污染物沉积在膜表面，会引起膜装置产水量下降、运行压力升高或脱盐率降低，需要对膜进行清洗，以保证膜装置的长期运行[2]。

拟除虫菊酯类农药生产工艺废水的特点是水体有机物种类较多，对水生鱼类高毒，传统工艺处理后排放对江河水体风险大。下面以某农药化工厂拟除虫菊酯类农药生产工艺污水处理站的入口废水为原水，采用预处理-超滤膜工艺深度处理，产水回用于螺杆压缩制冷机组水冷却系统补水，其中预处理工艺包括隔油调节酸碱度工艺、水解酸化工艺和接触氧化[3]工艺。

1　原水水质

原水(生产工艺污水)中COD为600～1250 mg/L，平均COD为900 mg/L；P(NH3-N)为25～35 mg/L，平均P(NH3-N)为30 mg/L；P(石油类)为0.22～23 mg/L，平均P(石油类)为2.86 mg/L；pH为5.5～8.2，平均pH为6.6；氰化物为0.005～0.015 mg/L，平均为0.010 mg/L；SS为200～450 mg/L，平均为300 mg/L。

2　处理流程与装置

预处理+水解酸化+接触氧化+MBR深度处理工艺流程见图1。

图1　预处理+水解酸化+接触氧化+MBR深度处理工艺流程

原水(废水)经格栅隔油预处理后进入调节池；在调节池中以氢氧化钠均衡水质、调节水量后泵入水解酸化池；在水解酸化池中，废水中的小分子有机物(主要是有机酸)与微生物(主要是产甲烷菌)水解酸化反应，使小分子有机物进一步断链降解，同时使废水中的有机物进一步无机化，去除部分COD；反应后的污水进入生物接触氧化池进行生物好氧反应，达到去除部分SS、NH3-N和大部分COD的目的；上述工艺简称为预处理。出水经溢流槽进入MBR池作进一步生化处理，MBR膜池内装有浸没式超滤膜膜堆，经超滤膜过滤后，水中所有悬浮物、微生物、绝大部分胶体和有机污染物被超滤膜截留下来，出水进入中间水池；在抽吸泵出水管路上注入杀菌剂，杀灭水中的微生物；再经多介质过滤器进一步深度去除悬浮物、胶体等杂质；然后进入离子交换塔，去除水中的大部分离子，产水直接回用。

膜池中，底部设有曝气装置，用于膜堆定期擦洗。膜池中的浓水通过回流泵输送至原有水解酸化池，作进一步的生化反应过程。MBR膜系统经过较长时间的运行后，浸没式膜柱会出现污堵，仅靠反洗已无法恢复通量，这时需要进行在线化学清洗和系统外化学清洗，以恢复通量。

该处理装置采用连续进原水运行方式处理来自于农药生产的工艺废水。水解酸化池容积52 m3，长4 m，宽4 m，高3.5 m，内部设有复合式填料，填料框尺寸为长3.4 m，宽3.4 m，高2.3 m，停留时间6 h；接触氧化池容积52 m3，长4 m，宽4 m，高3.5 m，内有微孔曝气器64个，气水比(体积比)3:1，停留时间6 h，处理水量7 m3/h。MBR装置采用的膜组件为PDF225-150型柱状立式PVDF膜堆，单柱膜面积1.5 m2，单柱膜设计产水量1.0～1.2 m3/h·d，形成8组独立膜堆。多介质过滤器采用GJA6-100滤型，滤膜的微孔直径0.01～0.05μM,滤速为10 m/h。

3　分析方法

采用快速密闭催化消解法(水和废水检测分析方法第四版)测定废水COD；采用红外分光光度法(HJ 637-2012)测定废水中P(石油类)；采用玻璃电极法(GB 6920-1986)测定废水pH值；采用纳氏试剂分光光度法(HJ 535-2009)测定P(NH3-N)；采用异烟酸-吡唑啉酮分光光度法(HJ 484-2009)测定废水氰化物；采用重量法测定废水SS[4]。

4　运行情况

4.1预处理的效果

水解酸化池对废水SS和NH3-N的去除效果较好，进水COD为900 mg/L，出水COD为522 mg/L，COD去除率仅为42%：进水NH3-N为30 mg/L，出水P(NH3-N)为21.3 mg/L，NH3-N去除率仅为29%。水解酸化池对SS的去除率相对好些，进水SS为300 mg/L，出水SS为57 mg/L，SS去除率为81%。

接触氧化池对废水中各种污染物的去除率均较高，进水COD为522 mg/L，出水COD为141 mg/L，COD去除率为73%；进水P(石油类)为3 mg/L，出水P(石油类)为1.5 mg/L，石油类去除率为48%；进水P(NH3-N)为21.3 mg/L，出水P(NH3-N)为3.6 mg/L，NH3-N去除率为83%；进水SS为57 mg/L，出水SS为27 mg/L，SS去除率为53%。

预处理工艺对废水中的主要污染物具有较好的去除效果，COD去除率为84%，石油类去除率为48%，SS去除率高达91%，出水水质达到膜系统进水水质要求。

4.2MBR膜系统的运行情况

超滤膜堆在产水流量基本恒定的条件下运作，由于膜堆的无选择性截留特性使膜堆上活性污泥一直保持较高水平。同时，膜的截留作用使大分子有机物和难降解有机成分能在有限的膜堆空间内有足够的停留时间，保证了出水的稳定性，对难降解废水表现出较强的处理能力。另外，通过膜的截留作用，使硝化菌长期停留在好氧池内，在不增加池容的前提下延长污泥龄，同时。由于好氧活性污泥的颗粒直径比较大，在菌胶团内部形成厌氧区，使好氧活性污泥具有同步硝化反硝化的功能[5]。故此，MBR对水分子的良好通透性，使得MBR在通透与截留过程达到很好的运行效果。经过连续运行两个月，出水水质均达到或优于污水综合排放指标如表1所示。

表1　MBR系统连续运行情况数据表

4.3经济效益分析

预处理单元运行成本包括接触氧化池调节废水pH所消耗氢氧化钠的费用，以及接触氧化池和曝气生物滤池运行消耗的电费，合计预处理单元每吨产水需要0.93元。MBR系统运行成本包括超滤单元杀菌剂次氯酸钠的费用和还原剂氯化钠的费用以及系统运行消耗的电费，MBR系统每吨产水需要0.86元。整个预处理-MBR深度工艺处理拟除虫菊酯类农药生产工艺废水回用于螺杆压缩制冷机组水冷却系统补水的成本为每吨产水1.79元，低于企业现有的新鲜水每吨2.2元的费用。MBR系统产水回用后，每年可为企业节约10多万元，具有一定的经济效益和环境效益。

5　结　论

(1)采用预处理-MBR深度工艺处理某农药化工厂拟除虫菊酯类农药生产工艺废水，经过连续两个月的检测结果表明产水水质稳定达到回用标准，直接回用于螺杆压缩制冷机组水冷却系统补水。

(2)预处理-MBR深度工艺处理系统运行稳定，在原水正常波动情况下，对废水的处理能力缓冲能力强，可以满足拟除虫菊酯类农药生产工艺废水的深度处理要求，实现回用缓解排放压力。

(3)预处理-MBR深度工艺处理某农药化工厂拟除虫菊酯类农药生产工艺废水的成本为每吨产水1.79元，低于企业现有的自来水每吨2.2元的费用。该优质产水取代自来水回用至螺杆压缩制冷机组水冷却系统每年可为企业节约10多万元。

[1]刘正.我国石化企业节水技术探讨[J].化工环保,2007,27(2):1-5．

[2]任延霞.超滤和反渗透工艺的污水深度处理回用[J].工业设计,2011(7):114-115．

[3]张锦荣.生物接触氧化法处理生活污水[J].油气田环境保护,1997,4(7):17-20．

[4]烟台市环境监测中心站．GBll901-1989水质悬浮物的测定重量法[s].北京：中国标准出版社，1996．

[5]孙秀云,王连军,田爱军．MBR在污水处理中的应用[J]．污染防治技术,2003,16(4):39-41．

Application of MBR Technology in the Advanced Treatment of Wastewater from Pesticide Production

LI Jia-jun

(Zhongshan Technician College,Guangdong Zhongshan 528400,China)

Pretreatment and MBR technology were applied in the treatment of wastewater from pyrethroids pesticide production.Through the advanced treatment,COD of the final effluent was 28 mg/L,P(NH3-N) was 0.1 mg/L and SS was 0.08 mg/L,which came up the primary standard of integrated discharge of the wastewater.The MBR advanced treatment system was run more than two months,and its operation was stabled,and indexes of the final effluent met the requirements of the recovered reusing water.The cost of recovered reusing water,which produced by the pretreatment and MBR technology applied in the treatment of wastewater and were used as the filling water of water cooling system in screw compression refrigeration unit,was 1.79 yuan/ton,and it was less than the current water fee (2.2 yuan/ton).

MBR; pesticide; wastewater; reusing

李嘉俊，男，硕士，从事环境保护与分析的研究和教学工作。

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1001-9677(2016)011-0198-03