农药生产废水的深度处理

来源:用户上传      作者:朱振煌

　　摘  要：该文采用膜技术对农药生产废水进行深度处理，使其达到排放要求。实验表明采用超滤、纳滤、反渗透工艺可以对排放不达标的农药生产废水进行处理，膜通量稳定，出水效果好。同时，引入高压纳滤及高压反渗透工艺，可以有效降低工艺成本。
　　关键词：农药  废水  膜分离
　　中图分类号：X786   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）03（b）-0034-02
　　农药生产废水是指农药厂在农药生产过程中排出的废水。农药废水的水质与其他的工业污水不同，生产过程中的大量有毒物质会排入污水系统，这些物质降解难度大，影响范围广，处理不好将给环境带来极大危害。研究表明，未降解的有毒物质可能通过食物链进入人体，少部分通过大气或饮用水进入人体，部分低浓度的农药也能诱导多种神经性疾病[1]。农药废水的排放可严重破坏生态环境，越来越受到人们的关注[2]。
　　农药生产废水常规处理技术主要包括化学法、物理法和生化法。比较成熟的生化法主要有厌氧生物处理技术和好氧生物处理技术，其缺点在于废水的生化性低，处理达标不容易。化学法主要采用化学药剂通过混凝、絮凝等方式降低污水浊度，去除污染物;或者通过添加氧化剂，通过化学氧化的方式去除污水中的COD。但这些方法成本较高，易产生二次污染。近年来通过膜技术对污水进行深度处理的技术逐渐成熟并广泛采用，有文献报道采用纳滤技术对农药废水进行处理[3]。该文首先对农药生产厂废水进行生化处理，处理后再通过膜技术进行深度处理，使其稳定达到排放要求。该技术稳定性好，易于通过企业现有技术改造实施，具有广阔的推广前景。
　　1  实验设备及材料
　　实验采用公司管式膜系统、卷式纳滤膜系统及RO系统。膜芯型号如下：
　　企业生产废水，其中主要污染物指标COD含量11200～12100mg/L，氨氮含量1100～1150mg/L。
　　2  实验流程
　　实验采用的工艺流程如图1所示。
　　农药废水首先经过生化处理。生化处理指通过微生物的生化作用降低废水中COD的含量，为后续处理降低负荷。具体的生化处理步骤包括水质调节、厌氧处理和好氧处理3个步骤。厌氧处理采用UASB反应器，经反应器处理的废水再进入好氧处理系统，好氧处理采用活性污泥法。具体COD指标及氨氮指标的变化见表2。
　　由表2可见，生产废水经厌氧、好氧处理后去除了大部分COD和部分氨氮，负荷降低，有利于进一步处理。其中厌氧效率较高，好氧的COD去除效率不高，主要原因可能在于农药废水中部分有机物生化性不佳，在厌氧和好氧过程中都较难降解。
　　农药生产生化系统出水添加30mg/L絮凝剂后，经由管式超滤膜进行预处理后，透析液调节pH至6.8，添加阻垢剂进入纳滤系统，浓水返回生化池;纳滤系统浓缩5倍后，浓缩液进入高压纳滤系统浓缩3倍，其产水与低压纳滤产水汇合进入下一反渗透流程。综合产水经由低压RO系统、高压RO系统后，产水达标排放。高压纳滤及高压RO产水的浓缩液分别经焚烧及蒸发处理。
　　3  实验数据及分析
　　3.1 各流程膜通量情况
　　实验过程各流程的膜通量情况如图2所示。
　　各流程都采用连续进出水模式，通过循环罐进行循环，透析液收集后进入下一个流程。由图2可见，超滤过程浓缩6倍时，通量相对稳定，通量的下降主要是由于进水中部分絮凝后的胶体对膜略有污染造成的。低压纳滤浓缩5倍污水，实验过程通量稳定，通量波动不大，说明前处理后，污水在纳滤部分并无导致膜污染的有机或无机物析出，采用纳滤对污水进行处理是可行的。经低压纳滤的透析液进入低压反渗透系统，反渗透系统的通量稳定，浓缩倍数为5倍。
　　由图2也可以看出，高压纳滤及高压反渗透的运行也十分稳定，两个系统浓缩的倍数都为3倍，可以减少后续焚烧及蒸发液体的量，大幅度降低工艺的处理成本。
　　3.2 各流程污染物截留情况
　　经以上工艺处理后，各流程的进出水COD及氨氮两个主要污染物指标的变化情况如表3所示。
　　由表3可以看出，经过多级膜处理后，污水可以达标排放。
　　3.3 膜的清洗
　　实验过程中，膜的污染情况并不严重。从图1可以看出，除了超滤过程通量有稍大波动外，其他过程的通量变化率都不高，说明膜的污染较轻。实验结束后，采用不同常规清洗剂都可以使膜通量恢复。相比较而言，碱性清洗剂的清洗效果稍好，說明膜表面的污染物主要成分还是以有机物的污染为主。
　　4  结语
　　农药废水是一类较难处理的废水，其生化性不好，单一的生化过程并不能完全降解污染物，使得部分有毒有害物质容易排放入环境之中，带来较严重的危害。该实验表明，通过膜技术可以深度处理生化后的废水，使其达到排放标准。
　　（1）采用生化、超滤、纳滤、反渗透的组合方式是合理的，能够有效避免生化后废水对膜的污染，超滤可以截留大部分污染物及絮凝后的悬浮物，其透析液对纳滤及反渗透过程污染较轻。
　　（2）对纳滤、反渗透的浓缩液进行高压的纳滤及高压反渗透过程是有必要的，一方面两个过程的产水通过适当处理都可以排放，另一方面这两个过程使得后续焚烧或蒸发的液体减少，能够有效降低处理成本。
　　（3）膜污染较轻。实验表明膜的污染不严重，通过简单的清洗即可恢复膜通量，这就保障了该技术的工业化实施。
　　总之，针对农药生产类废水，在生化效果不佳，达不到排放要求的企业，通过膜技术的引入对污水处理工艺进行改造提升，是解决这类企业环境污染的可行方案。
　　参考文献
　　[1] K.V. Plakas，A.J. Karabelas.Removal of pesticides from water by NF and RO membranes-a review[J].Desalination，2012（287）：255-265.
　　[2] 矫彩山，彭美媛，王中伟，等.我国农药废水的处理现状及发展趋势[J].农药，2007，46（2）：77-80.
　　[3] 杨志刚，巫先坤.纳滤在高盐化工废水中的应用及研究进展[J].广东化工，2018，45（17）：137-138.
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