CN108117235B - 一种农药废水的处理系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种农药废水的处理系统及工艺,具体的,农药废水的处理系统包括高盐调节池、酸性气浮池、紫外催化氧化设备、调碱池、沉淀池、回调池、二级蒸发器和生化子系统,以上各部分通过管路依次连接。与现有技术比较,本方案针对水质的不同,有灵活的运行方式,适应性强,降解多种生化毒性物质,降低了后续生化处理的难度,提高了后续生化处理的稳定性。

Description

一种农药废水的处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及农药废水处理工艺领域,具体涉及一种农药废水的处理系统及工艺。
背景技术
我国是农药生产和使用大国,大面积的推广使用促进了精耕农业和效益农业的大发展,与此同时农药生产的污染效应也扩展到整个生态系统,因此急需农药废水的有效处理方法。
农药生产过程中产生的废水主要来自合成反应工艺废水、产品精致洗涤水、设备和车间地面冲洗水等。生产企业一般生产的产品较多,因此,在生产过程中所产生废水的水质也经常处于变化之中。废水的主要特点是(1)污染物浓度较高,化学需氧量(COD)可达每升数万mg;(2)毒性大,废水中除含有农药和中间体外,还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难以降解的物质;(3)有恶臭,对人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水质、水量不稳定,由于产品品种多,生产工艺多属于间隙性操作,废水的水量、水质及浓度波动性较大。
废水处理的目的是降低农药生产废水中污染物浓度,提高回收利用率,力求达到无害化。废水处理技术按原理分主要包括物理法(吸附法、膜分离法)、化学法和生物化学法(好氧生物处理和厌氧生物处理)以及一些新方法(光催化氧化法、磁分离法、超声波技术,等)。
目前农药废水通常集中在一个调节池后再进行后续处理,不能针对不同废水水质实现有针对性的处理,存在后续处理工艺效果差、运行成本高的问题。现有技术中对废水的处理方法蒸发浓缩配合生物化学法,处理后盐的色度较高,影响回收,同时生物化学法难以处理高COD的废水,中间体中某些副产物难以降解,难以达到预期的处理效果,使得最终出水难以达到国家排放标准。
鉴于上述缺陷,本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷,本发明针对不同废水水质,采用差异化处理工艺,降解多种生化毒性物质,降低了后续生化处理的难度,提高了后续生化处理的稳定性,节约设备成本且运行成本低。本发明采用的技术方案在于:
一种农药废水的处理系统,包括高盐调节池、酸性气浮池、紫外催化氧化设备、调碱池、沉淀池、回调池、二级蒸发器和生化子系统,以上各部分通过管路依次连接。
较佳的,还包括低盐调节池和一级蒸发器,低盐调节池通过管路连接一级蒸发器,一级蒸发器的浓水出口连接所述酸性气浮池,一级蒸发器的蒸馏水出口连接所述生化子系统。
较佳的,一级蒸发器和二级蒸发器为MVR蒸发器或者三效蒸发器。
较佳的,紫外催化氧化设备包括氧化槽和储液池,储液池与氧化槽间通过管路形成循环回路。
为实现上述发明目的,本发明还提供一种农药废水处理工艺,包括以下步骤:
步骤1:根据含盐量的高低,农药废水分别进入低盐调节池和高盐调节池;
步骤2:经低盐调节池调节的废水进入一级蒸发器浓缩,废水在蒸发器中分为浓缩水和蒸馏水,蒸馏水直接进入生化子系统;
步骤3:经过一级蒸发器的浓缩水以及高盐调节池中的高盐度废水均进入酸性气浮池,去除固体杂质和悬浮物;
步骤4:从酸性气浮池出来的废水进入紫外催化氧化设备,进行催化氧化反应;
步骤5:经紫外催化氧化工艺处理的废水进入调碱池,调节废水为碱性;
步骤6:调碱池出来的碱性废水进入沉淀池,絮凝沉淀;
步骤7:由沉淀池出来的废水进入回调池,调节碱性废水至中性废水;
步骤8:回调池出水进入二级蒸发器脱盐,盐用于回收,产生的蒸馏水进入生化子系统处理,;
步骤9:经过生化子系统处理的出水可直接排放。
较佳的,一级蒸发器和二级蒸发器的蒸发温度为60℃。
较佳的,步骤4中所述催化氧化反应的氧化剂为双氧水,其添加量占进水量体积比为20%-22%。
较佳的,步骤4中在紫外催化氧化设备中,废水循环发生催化氧化反应。
较佳的,当步骤1中低盐调节池中农药废水量低于步骤2中一级蒸发器的处理量时,关闭步骤2中一级蒸发器;此时步骤3中酸性气浮池3仅处理由步骤1高盐调节池进入的高盐度废水。
较佳的,步骤6中沉淀池中添加1‰的絮凝剂PAM,沉淀时间为2h。
与现有技术相比,本发明提供的一种农药废水的处理系统及工艺有如下优点:
1、本发明农药废水处理系统及工艺针对水质的不同,采用差异化的处理方式,节约处理成本,且运行方式灵活,适应性强;
2、本发明农药废水处理系统及工艺强化紫外催化氧化的去除效率,采用中压汞灯高光强(100kw/m3),循环处理的方式,氧化程度高,无需高温高压,对设备材质要求低,安全性高;
3、本发明农药废水处理系统及工艺通过采用MVR蒸馏器或三效蒸馏器,控制蒸发温度在60℃左右,实现在低温低压条件下实现废水的浓缩,且具有受热时间短、蒸发速度快、低能耗、低运行费用的优势;
4、本发明农药废水处理系统及工艺氧化后的水进入沉淀池处理,进一步降低废水的浊度,经过氧化和沉淀处理,COD去除效率达到90%以上,有利于后续工艺的处理;
5、采用本发明农药废水处理系统及工艺,可以有效的解决废水中存在盐、大量难降解有机物等难生化达标处理的问题,通过前期一级蒸馏、紫外催化氧化、絮凝沉淀、二级蒸馏等处理步骤后,可以有效的达到生产废水进入生化处理系统的要求,同时回收高品质的盐分。
附图说明
为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明提供的一种农药废水的处理系统的示意图;
图2为本发明提供的一种农药废水的处理工艺的路线图。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
如图1所示,为本发明提供的一种农药废水的处理系统示意图。
所述农药废水的处理系统包括调节池、用于蒸发浓缩的一级蒸发器2、去除废水中固体杂质和悬浮物的酸性气浮池3、用于氧化废水的紫外催化氧化设备、调节经氧化的废水酸碱度的调碱池5、絮凝沉淀降低废水中浊度的沉淀池6、回调废水酸碱度至中性的回调池7、对废水实现脱盐处理的二级蒸发器8、实现生物化学处理的生化子系统9以及连接管路。
针对农药废水中含盐量的高低分别设置高盐调节池11和低盐调节池12,高盐度农药废水进入高盐调节池11,低盐度农药废水进入低盐调节池12。通过单独设置调节池,便于后续工艺实现对不同盐度的农药废水分别处理。由于生产工艺多属于间隙性操作,废水的水量、水质及浓度波动性较大,通过设置调节池提供对废水处理负荷的缓冲能力,防止后续处理系统负荷的急剧变化,降低废水的不一致性对后续处理设施的影响;减少进入处理系统废水流量的波动,使处理废水时所用化学品的投料速率稳定,适合加料设备的能力。
低盐调节池12通过管路连接一级蒸发器2,管路中设有水泵,一级蒸发器2的蒸馏水出口连接至生化子系统9,一级蒸发器2的浓缩水出口连接至酸性气浮池3入口,连接浓缩水出口与酸性气浮池3入口的管路上设有水泵;高盐调节池11通过管路连接酸性气浮池3入口并且管路上设置一水泵。经过一级蒸发器2浓缩需要进入后续工艺的废水总量减少,降低设备投资成本和运行成本。
酸性气浮池3去除固体杂质和悬浮物,提高污染物的总体去除率,降低运行成本。
紫外催化氧化设备进水口连接酸性气浮池3出口。紫外催化氧化设备包括氧化槽41、储液池42和循环泵43。紫外催化氧化设备的进水口和出水口分别设置在储液池42上、储液池42还包括第一进水口和第一出水口。储液池42的第一出水口通过管路连接氧化槽41的进水口,所述管路上设置循环泵43,氧化槽41的出水口通过管路连接储液池42的第一进水口,形成循环回路。储液池42内部设置溢流堰,通过溢流堰、循环泵43和高度差实现废水在设备中的循环达到充分氧化的效果。
针对其他技术氧化不彻底,生化性不好的问题,使用紫外催化氧化工艺优势明显,反应条件温和、氧化能力强,能够降解中多种有毒难降解物质,如彻底破坏有机物而使其转化为CO2、水等排出,处理的深度比其他方法高。同时对许多无机物,如CN-、Au(CN)2-、I-、SCN-Hg2 +等也能实现催化氧化反应,是一种非常清洁的干处理法。本发明采用的紫外催化氧化设备能够对废水循环氧化,达到完全无害化的目的。
氧化槽41内设有汞灯411,优选的,氧化槽41内设有多个汞灯,通过增加废水被紫外光照射的强度提高氧化效果。优选的,汞灯411为中压汞灯,光强为100kw/m3。氧化槽41设置酸度调节装置,氧化槽41还包括添加氧化剂和催化剂的投料装置以及排气管。
调碱池5进水口与紫外催化氧化设备的出水口相连,调碱池5的出水口连接沉淀池6的进水口。调碱池5用于调节排出紫外催化氧化设备的废水的酸碱度,利于后续在沉淀池6中沉淀。
沉淀池6设有添加絮凝剂的投料装置,沉淀池6的出水口连接回调池7的进水口。
回调池7用于调节废水至中性。
二级蒸馏器8的进水口与回调池7的出水口连接,二级蒸馏器8的蒸馏水出水口连接至生化子系统9,蒸馏后获得的盐可以通过下开口排出。
经过生化子系统9处理的出水通过排出口排出。
优选的,一级蒸馏器2和二级蒸馏器8为MVR蒸发器或者三效蒸发器,控制蒸发温度在60℃左右,小分子挥发性物质会随水蒸气进入蒸馏液。在低温低压条件下实现废水的浓缩,且具有受热时间短、蒸发速度快、低能耗、低运行费用的优势。
如图2所示,为本发明提供的一种农药废水的处理工艺路线示意图。该农药废水的处理工艺包括如下步骤:
步骤1:针对不同车间农药废水水质不同的特点,分为低盐度(3%以下)及高盐度(3%以上)两类水,两类废水分别进入低盐调节池和高盐调节池。
步骤2:低盐度农药废水经低盐调节池调节后进入一级蒸发器浓缩,废水在蒸发器中分为浓缩水和蒸馏水,浓缩水进入后续处理设备,蒸馏水直接进入生化子系统。经过一级蒸发器浓缩需要进入后续工艺的废水总量减少,降低设备投资成本和运行成本。控制蒸发温度在60℃左右,小分子挥发性物质会随水蒸气进入蒸馏液。在低温低压条件下实现废水的浓缩,且具有受热时间短、蒸发速度快、低能耗、低运行费用的优势。
步骤3:经过步骤2中一级蒸发器浓缩获得的浓缩水以及高盐调节池中的高盐度废水均进入酸性气浮池3,实现去除固体杂质和悬浮物的目的。
步骤4:经过酸性气浮池3的废水进入紫外催化氧化设备,农药废水在氧化槽和储液池之间循环充分氧化。农药废水在氧化槽41中紫外光(254nm)的照射下在催化剂的作用下与氧化剂反应,浓缩出水中的多种有毒难降解物质氧化分解为水、CO2等,CO2通过设置在氧化槽41上的排气管排出,其他氧化产物溶解在废水中,在后续工艺中去除,废水COD得到显著降低,可生化性显著增强。通过酸度调节装置保证氧化反应在pH=2-4条件下进行,提高氧化效率。通过投料装置添加的催化剂及氧化剂分别为通用光催化氧化试剂,优选的,催化剂为亚铁离子,氧化剂可选自H2O2、O3、K2S2O8、K2Cr2O7、HNO3中的一种或几种。催化剂及氧化剂的使用量根据待处理废水的需氧量和后续二级蒸馏脱盐方法中对盐品质的要求确定。
步骤5:经紫外催化氧化工艺处理的废水进入调碱池,通过测试调碱池中废水pH控制氢氧化钠的加入量,调整pH为8-10。由于紫外催化氧化处理工艺的作用,废水偏酸性,而酸性溶液并不适合絮凝剂发挥作用。经过调碱池,将废水变为碱性有利于提高后续进入沉淀池的沉淀效果。
步骤6:调碱池出来的碱性废水进入沉淀池,为提高沉淀效果,向沉淀池投加絮凝剂,使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体,然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力,不仅能吸附悬浮物,还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附,体积增大而下沉。降低废水的浊度、色度等水质的感观指标,又可以去除多种有毒有害污染物。絮凝剂选自聚合氯化铝、硫酸亚铁、碱式氯化铝、三氯化铁和聚丙烯酰胺(PAM),优选的,絮凝剂为PAM。采用较高pH=8-10,较长的停留时间,来改善废水的沉淀效果。
步骤7:由沉淀池出来的废水进入回调池,回调废水pH为中性,为进入二次蒸发器做准备。将碱性废水调整为中性一方面减少对设备、管道、阀门、在线仪表的损害,另一方面保证二次蒸发后得盐为中性,降低对环境的碱性污染。
步骤8:回调池出水进入二级蒸发器脱盐,首先经过沉淀池处理后废水中仍存在大量的盐分,其次,在酸碱调节过程中加入的试剂仍存在于废水中,这样高盐的废水无法进入生化子系统处理。经过脱盐后的废水也就是二级蒸发器的蒸馏水可以直接进入生化子系统处理,二次蒸发器回收盐分可以去除盐分的色度,达到纯净的白色,具有较大的经济价值,二级蒸发器的蒸发温度在控制在60℃左右。
步骤9:生化进水有很好的生化性,经过生化子系统处理的出水达到排放标准。
优选的,在步骤1中,当低盐调节池中农药废水量低于一级蒸发器的处理量时,关闭步骤2中一级蒸发器;此时步骤3中酸性气浮池3仅处理由步骤1高盐调节池进入的高盐度废水。
优选的,在步骤1中,当高盐调节池中农药废水量为零时,步骤3中酸性气浮池3仅处理经过步骤2中一级蒸发器浓缩获得的浓缩水。
实施例1
废水水质:含盐量质量百分数1.5%,COD=10000mg/L。
将上述废水通过低盐调节池调节后,用泵送至一级蒸发器,经过一级蒸发器在60℃浓缩,浓缩后含盐量为4.9%,此时COD=31000mg/L,进入酸度气浮池。从酸度气浮池出来进入紫外催化氧化设备,调节氧化槽pH至3.0,加入占进水量体积比为22%的双氧水,相对进水量按1g/L的比例添加亚铁催化剂,经过氧化槽反应2h后,COD降解至2900mg/L,经过调碱池,用氢氧化钠调节pH至10.0,停留30min,在沉淀池中加入1‰的絮凝剂PAM增强沉淀效果,沉淀2h后,出水回调池中调节pH至中性,COD降低到1520mg/L,去除率达到95%,在二级蒸发器蒸发回收可以得到纯净白色的盐,测得BOD=684mg/L,B/C达到0.45,适合后续生化子系统处理,经生化子系统处理的出水达到排放要求。
实施例2
废水水质:含盐量质量百分数6.5%,COD=50000mg/L。
将上述废水通过高盐调节池调节后,进入酸度气浮池。从酸度气浮池出来进入紫外催化氧化设备,调节氧化槽pH至3.0,加入占进水量体积比为20%的双氧水,相对进水量按1g/L的比例添加亚铁催化剂,经过氧化槽反应2h后,COD降解至7000mg/L,经过调碱池,用氢氧化钠调节pH至8.0,停留30min,在沉淀池中加入1‰的絮凝剂PAM增强沉淀效果,沉淀2h后,出水回调池中调节pH至中性,COD降低到5000mg/L,去除率达到90.00%,在二级蒸发器蒸发回收可以得到纯净白色的盐,测得BOD=2000mg/L,B/C达到0.40,适合后续生化子系统处理,经生化子系统处理的出水达到排放要求。
实施例3
低盐废水水质:含盐量质量百分数1.5%,COD=10000mg/L。
高盐废水水质:含盐量质量百分数6.5%,COD=50000mg/L。
低盐废水进入低盐调节池调节后,用泵送至一级蒸发器,经过一级蒸发器在60℃浓缩,浓缩后含盐量为4.9%,此时COD=31000mg/L,进入酸度气浮池,高盐废水经高盐调节池调节后进入酸度气浮池。两种废水进入酸度气浮池的体积比是1:1。从酸度气浮池出来进入紫外催化氧化设备,调节氧化槽pH至3.0,加入占进水量体积比为22%的双氧水,相对进水量按1g/L的比例添加亚铁催化剂,经过氧化槽反应2h后,COD降解至4800mg/L,经过调碱池,用氢氧化钠调节pH至10.0,停留30min,在沉淀池中加入1‰的絮凝剂PAM增强沉淀效果,沉淀2h后,出水回调池中调节pH至中性,COD降低到2320mg/L,去除率达到94%,在二级蒸发器蒸发回收可以得到纯净白色的盐,测得BOD=974mg/L,B/C达到0.42,适合后续生化子系统处理,经生化子系统处理的出水达到排放要求。
本发明提供的一种有效处理农药废水的处理工艺有如下优点:
1、本发明农药废水处理系统及工艺针对水质的不同,采用差异化的处理方式,节约处理成本,且运行方式灵活,适应性强;
2、本发明农药废水处理系统及工艺强化紫外催化氧化的去除效率,采用中压汞灯高光强(100kw/m3),循环处理的方式,氧化程度高,无需高温高压,对设备材质要求低,安全性高;
3、本发明农药废水处理系统及工艺通过采用MVR蒸馏器或三效蒸馏器,控制蒸发温度在60℃左右,实现在低温低压条件下实现废水的浓缩,且具有受热时间短、蒸发速度快、低能耗、低运行费用的优势;
4、本发明农药废水处理系统及工艺氧化后的水进入沉淀池处理,进一步降低废水的浊度,经过氧化和沉淀处理,COD去除效率达到90%以上,有利于后续工艺的处理;
5、采用本发明农药废水处理系统及工艺,可以有效的解决废水中存在盐、大量难降解有机物等难生化达标处理的问题,通过前期一级蒸馏、紫外催化氧化、絮凝沉淀、二级蒸馏等处理步骤后,可以有效的达到生产废水进入生化处理系统的要求,同时回收高品质的盐分。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,对本发明而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种农药废水的处理系统,其特征在于,包括高盐调节池、酸性气浮池、紫外催化氧化设备、调碱池、沉淀池、回调池、二级蒸发器和生化子系统,以上各部分通过管路依次连接;其中,所述紫外催化氧化设备包括氧化槽、储液池和循环泵,所述储液池包括第一进水口和第一出水口,所述储液池内部设置溢流堰,所述第一出水口连接所述氧化槽的进水口,所述氧化槽的出水口通过管路与所述储液池的第一进水口连接,所述储液池与所述氧化槽间通过管路形成循环回路;还包括低盐调节池和一级蒸发器,低盐调节池通过管路连接一级蒸发器,一级蒸发器的浓水出口连接所述酸性气浮池,一级蒸发器的蒸馏水出口连接所述生化子系统。
2.根据权利要求1所述的一种农药废水的处理系统,其特征在于,所述一级蒸发器和所述二级蒸发器为MVR蒸发器或者三效蒸发器。
3.一种农药废水的处理工艺,其特征在于,基于如权利要求1或2所述的农药废水的处理系统,包括以下步骤:
步骤1:根据含盐量的高低,农药废水分别进入低盐调节池和高盐调节池;
步骤2:经低盐调节池调节的废水进入一级蒸发器浓缩,废水在蒸发器中分为浓缩水和蒸馏水,蒸馏水直接进入生化子系统;
步骤3:经过一级蒸发器的浓缩水以及高盐调节池中的高盐度废水均进入酸性气浮池,去除固体杂质和悬浮物;
步骤4:从酸性气浮池出来的废水进入紫外催化氧化设备,废水循环发生催化氧化反应;
步骤5:经紫外催化氧化工艺处理的废水进入调碱池,调节废水为碱性;
步骤6:调碱池出来的碱性废水进入沉淀池,絮凝沉淀;
步骤7:由沉淀池出来的废水进入回调池,调节碱性废水至中性废水;
步骤8:回调池出水进入二级蒸发器脱盐,盐用于回收,产生的蒸馏水进入生化子系统处理;
步骤9:经过生化子系统处理的出水可直接排放。
4.根据权利要求3所述的农药废水的处理工艺,其特征在于,一级蒸发器和二级蒸发器的蒸发温度为60℃。
5.根据权利要求3所述的农药废水的处理工艺,其特征在于,步骤4中所述催化氧化反应的氧化剂为双氧水,其添加量占进水量体积比为20%-22%。
6.根据权利要求3所述的农药废水的处理工艺,其特征在于,当步骤1中低盐度调节池中农药废水量低于步骤2中一级蒸发器的处理量时,关闭步骤2中一级蒸发器;此时步骤3中酸性气浮池3仅处理由步骤1高盐调节池进入的高盐度废水。
7.根据权利要求3所述的农药废水的处理工艺,其特征在于,步骤6中沉淀池中添加1‰的絮凝剂PAM,沉淀时间为2h。
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