CN111170545A - 一种农药废水处理系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高效的农药废水处理系统及工艺，所述处理系统包括预处单元和生化处理单元；所述预处理单元包括依次连接的调节池、絮凝沉淀池、中间水池、除盐系统和精馏回收系统；所述精馏回收系统为二级精馏冷凝系统，包括顺次连接的甲醇精馏提纯系统、二氯甲烷精馏提纯系统和一甲胺及二甲胺精馏提纯系统。所述工艺，包括（1）预处理、（2）生化处理、（3）末端深度处理、（4）污泥处理和（5）废气处理。本发明操作简单、成本低，可以有效处理甲维盐生产过程中产生的废水，实现达标排放，最大限定的降低对环境的污染，实现真正的绿色生产。

Description

一种农药废水处理系统及工艺
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种农药废水处理系统及工艺。
背景技术
目前我国农药年产量约计40万吨，其中杀虫剂年产量占全国农药产量的60%，据不完全统计，全国农药生产行业废水排放量约15亿吨/年，其中7%已进行处理，处理达标仅占已处理的1%。
甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(emamectin benzoate，简称甲维盐)，商品名Proclaim(banleptm)，是一种超高效绿色杀虫剂。甲维盐的制备是从发酵产品阿维菌素B1开始合成的，与阿维菌素相比，其杀虫活性提高了3个数量级，对哺乳动物(大鼠)的毒性仅是母体阿维菌素的1/6。甲维盐对鳞翅目昆虫的活性好于阿维菌素，对螨类杀虫活性两者相当，而在对同翅目昆虫(特别是蚜虫)的活性要低于阿维菌素。基于甲维盐的高效生物活性，而且具有生物源、易降解、无公害等特点，目前世界上许多国家已将其用于粮食、经济作物和蔬菜等害虫防治，需求量极大，市场前景广阔。
然而，甲维盐生产过程产生合成反应生产废水、产品精制洗涤水、设备及车间冲洗水等，含有一定浓度原药和中间体，含盐量及COD浓度高达数十万毫克升，总氮浓度数万毫克升，常规处理工艺难以实现废水完全达标。
因此，亟需开发一种高效的农药废水处理系统及工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效的农药废水处理系统及工艺，其操作简单、成本低，可以有效处理甲维盐生产过程中产生的废水，实现达标排放，最大限定的降低对环境的污染，实现真正的绿色生产。
为了解决以上技术问题，本发明提供了以下技术方案：
一种高效的农药废水处理系统，包括预处单元和生化处理单元；所述预处理单元包括依次连接的调节池、絮凝沉淀池、中间水池、除盐系统和精馏回收系统；
所述精馏回收系统为二级蒸馏冷凝系统，包括顺次连接的甲醇精馏提纯系统、二氯甲烷精馏提纯系统、一甲胺及二甲胺精馏提纯系统。
进一步地，所述精馏回收系统包括蒸馏釜、冷凝器、精馏塔和提纯储罐。
进一步地，所述除盐系统为三效蒸发系统，包括至少三组依次连接的加热器和分离器，所述分离器的顶部设蒸汽口、中部设进汽口，底部设回流口和母液排放口；所述分离器的进汽口与加热器顶部的排汽口连接，所述回流口与加热器底部的进口连接，所述蒸汽口与次级加热器的蒸汽入口连接和/或与冷凝水进水口连接。
进一步地，所述絮凝沉淀池分为絮凝区和重力沉淀区两部分，其中絮凝区设搅拌和加药装置。
所述的生化处理单元包括依次连接的综合调节池、厌氧生化池、好氧生化池和二沉池。
进一步地，所述精馏回收系统的残液口与所述综合调节池的进水口连接。
进一步地，所述的农药废水处理系统还包括深度处理单元、污泥处理单元和废气处理单元。
更进一步地，所述深度处理单元为絮凝沉淀池。
更进一步地，所述污泥处理单元包括污泥浓缩池和机械脱水装置。
更进一步地，所述废气处理单元为生物除臭装置。
本发明还提供了上述农药废水处理系统的工艺方法，包括以下步骤：
（1）预处理：
农药废水进入调节池，曝气、均衡水质后，进入絮凝沉淀池，在絮凝区进行絮凝反应，使废水中不溶性污染物形成絮体，并在沉淀区内通过重力沉降去除；去除沉淀后的废水进入中间水池，调节废水的pH为酸性后，进入三效蒸发系统，蒸馏去除盐分，得到馏分和母液；其中，母液外运至定点单位统一处理，馏分进入二级精馏冷凝系统，依次回收甲醇、二氯甲烷和一甲胺及二甲胺，并得到精馏残液；
（2）生化处理：
步骤（1）得到的精馏残液进入综合调节池，与冲洗水、生活污水混合，曝气、均衡水质水量后，进入厌氧生化池，在厌氧菌作用下将馏分中残留大分子有机物降解为小分子有机物，有机氮降解为无机氮，厌氧处理后的废水进入好氧生化池，利用活性污泥继续降解水中的小分子有机物；好氧处理后的废水进入二沉池，经重力沉降去除水中老化微生物；
（3）末端深度处理：
步骤（2）中二沉池的出水进入末端深度处理单元，进行深度处理，进一步去除水体中的磷酸盐和不溶性有机物后，排入市政管网；
（4）污泥处理：
农药废水处理过程中产生的物化泥、剩余污泥经污泥浓缩池浓缩后，进行机械脱水，干化污泥外运至有资质企业进行深度处理，渗滤液回流至综合调节池；
（5）废气处理：
对农药废水处理过程中产生异味的单元加盖集气罩进行异味收集，通过废气处理单元吸收降解废气中的硫化氢、甲烷等废气后经高空排放。
本发明的有益效果为：
（1）本发明选用三效蒸发系统除盐，将废水中盐含量降至微生物可耐受范围，减少对后续生化单元冲击，控制酸性条件下高温蒸发，将高沸点有机物及铵盐保留在蒸发母液中，实现分流处理，降低处理难度及投资运行费用；
（2）根据三效蒸发系统馏分组成及各自沸点不同，依次设置两级精馏冷凝系统，将各组分分别提纯回用，降低馏分中污染物浓度的同时，带来经济效益；
（3）本发明对提纯后馏分中残留有机物及总氮类物质，设置厌氧+多级AO组合工艺，经厌氧将大分子有机物及有机氮降解为小分子物质，为后续好氧处理提供有利条件。好氧单元采用多级AO强化脱氮工艺，提高总氮去除效率；
（4）末端深度处理单元通过化学除磷方式，磷酸盐去除率高达95%，确保废水中磷酸盐指标达标；
（5）同时，本发明兼顾污泥、异味处理，避免了废水处理设施运行过程中产生的二次污染，真正实现了绿色生产。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1、调节池，2、絮凝沉淀池，2.1、预处理絮凝区，2.2、预处理重力沉淀区，3、中间水池，4、除盐系统，4.1a、加热器、4.1b、分离器，5、精馏回收系统，5.1a、蒸馏釜，5.1b、冷凝器，5.1c、精馏塔，5.1d、提纯储罐，6、综合调节池，7、厌氧生化池，8、好氧生化池，8.1、A池，8.2、O池，9、二沉池，10、末端深度处理单元，10.1、末端絮凝区，10.2、末端重力沉淀区，11、污泥处理单元，11.1、污泥浓缩池，11.2、机械脱水装置，12、废气处理单元。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，在本发明的描述中，术语“一端”、“另一端”、“上”、“下”、“前端”、“后端”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
甲维盐废水的盐含量高达数十万毫克升，COD浓度在20-50万毫克升，同时，含有一定浓度一甲胺、DMF等难生物降解有机氮物质，废水总氮浓度2-5万毫克升。直接进行化学氧化或生物氧化，投资及运行费用高昂，企业难以承受。本发明首先采取预处理单元，去除盐分，将馏分中盐含量降至微生物可耐受范围，然后，利用分级精馏冷凝处理，将馏分中含有的甲醇、二氯甲烷、一甲胺、二甲胺等低沸点有机物进行精馏，回收得到的一甲胺/二甲胺混合物、二氯甲烷和甲醇，显著降低了后续处理单元负荷，为农药废水的高效处理 提供了保障。
下面通过具体实施方案结合附图及对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种高效的农药废水处理系统，包括预处单元和生化处理单元；所述预处理单元包括依次连接的调节池1、絮凝沉淀池2、中间水池3、除盐系统4和精馏回收系统5；
所述精馏回收系统5为二级蒸馏冷凝系统，包括顺次连接的甲醇精馏提纯系统、二氯甲烷精馏提纯系统、一甲胺及二甲胺精馏提纯系统。
进一步地，所述精馏提纯系统包括依次连接的蒸馏釜5.1a、冷凝器5.1b、精馏塔5.1c和提纯储罐5.1d。
进一步地，所述除盐系统4为三效蒸发系统，包括至少三组依次连接的加热器4.1a和分离器4.1b，所述分离器4.1b的顶部设蒸汽口、中部设进汽口，底部设回流口和母液排放口；所述分离器4.1b的进汽口与加热器4.1a顶部的排汽口连接，所述回流口与加热器4.1a底部的进口连接，所述蒸汽口与次级加热器的蒸汽入口连接和/或与冷凝水进水口连接。
进一步地，所述絮凝沉淀池2分为预处理絮凝区2.1和预处理重力沉淀区2.2两部分，其中絮凝区设搅拌和加药装置。
所述的生化处理单元包括依次连接的综合调节池6、厌氧生化池7、好氧生化池8和二沉池9。
进一步地，所述厌氧生化池7为UASB厌氧反应器。
进一步地，所述好氧生化池8为二级AO池，A池8.1内设置潜水搅拌机， O池8.2内设置旋流曝气装置。
进一步地，所述精馏回收系统5的残液口与所述综合调节池6的进水口连接。
本发明所述的农药废水处理系统还包括深度处理单元10、污泥处理单元11和废气处理单元12。
进一步地，所述深度处理单元10为絮凝沉淀池，包括末端絮凝区10.1和末端重力沉淀区10.2。
进一步地，所述污泥处理单元11包括污泥浓缩池11.1和机械脱水装置11.2。
进一步地，所述废气处理单元12为生物除臭装置。
本发明还提供了上述农药废水处理系统的工艺方法，包括以下步骤：
（1）预处理：
农药废水进入调节池1，曝气、均衡水质后，进入絮凝沉淀池2，在预处理絮凝区2.1进行絮凝反应，使废水中不溶性污染物形成絮体，并在预处理重力沉淀区2.2内通过重力沉降去除；去除沉淀后的废水进入中间水池3，调节废水的pH为酸性后，进入除盐系统4，蒸馏去除盐分，得到馏分和母液；其中，母液外运至定点单位统一处理，馏分进入精馏回收系统5，依次回收甲醇、二氯甲烷和一甲胺及二甲胺，并得到精馏残液；
（2）生化处理：
步骤（1）得到的精馏残液进入综合调节池6，与冲洗水、生活污水混合，曝气、均衡水质水量后，进入厌氧生化池7，在厌氧菌作用下将馏分中残留大分子有机物降解为小分子有机物，有机氮降解为无机氮，厌氧处理后的废水进入好氧生化池8，利用活性污泥继续降解水中的小分子有机物；好氧处理后的废水进入二沉池9，经重力沉降去除水中老化微生物；
（3）末端深度处理：
步骤（2）中二沉池的出水进入末端深度处理单元10，进行深度处理，进一步去除水体中的磷酸盐和不溶性有机物后，排入市政管网；
（4）污泥处理：
农药废水处理过程中产生的物化泥、剩余污泥经污泥进入污泥处理单元11，经浓缩、机械脱水，干化污泥外运至有资质企业进行深度处理，渗滤液回流至综合调节池6；
（5）废气处理：
对农药废水处理过程中产生异味的单元加盖集气罩进行异味收集，通过废气处理单元12吸收降解废气中的硫化氢、甲烷等废气后经高空排放。
进一步地，步骤（1）中所述絮凝反应为：向预处理絮凝区投加NaOH溶液调节废水pH值至10后，投加脱色剂和聚丙烯酰胺（PAM）溶液；所述预处理重力沉淀区的表面负荷为0.6-0.8m3/（m2·h）。
进一步地，步骤（1）中所述调节废水的pH为酸性具体为：向中间水池投加硫酸调节废水的pH值至5-6。
进一步地，步骤（1）中所述除盐系统4为三效蒸发系统；所述蒸馏为在80-100℃下蒸馏2-4h。
进一步地，步骤（1）中所述进入精馏回收系统5为二级精馏冷凝系统，其中甲醇精馏提纯系统的工作温度为65℃、二氯甲烷精馏提纯系统的工作温度为40℃、一甲胺及二甲胺精馏提纯系统的工作温度为7℃。
进一步地，步骤（2）中所述厌氧生化池7为UASB厌氧反应器，池体采用碳钢防腐结构，池内设有蒸汽加热系统、三相分离系统、沼气净化系统、布水系统、内循环系统、集水系统，控制水温为35℃，上升流速为1.5m/h，污泥浓度为6000-8000mg/L。
进一步地，步骤（2）中所述好氧生化池8为二级AO池，A池8.1内设置潜水搅拌机，溶解氧控制在0.2-0.5mg/L，O池8.2内设置旋流曝气系统，溶解氧控制在2-4mg/L，每级O池设置内回流系统（4倍流量）回流硝化液至各自A池，AO生化池污泥浓度为3500-5000mg/L，脱氮负荷0.01-0.03kgNO3-N/ kgMLSS·d，C/N控制在4-6。
进一步地，步骤（2）中所述二沉池9为竖流式，表面负荷0.6-0.8m3/（m2·h），停留时间2h。
进一步地，步骤（3）中所述末端深度处理单元10为絮凝沉淀池，分为末端絮凝区10.1和末端重力沉淀区10.2两部分，所述末端絮凝区投加除磷剂和聚丙烯酰胺（PAM）溶液；所述末端重力沉淀区10.2的表面负荷为0.6-0.8m3/（m2·h）。
进一步地，步骤（4）中所述污泥处理单元11包括污泥浓缩池11.1和机械脱水装置11.2。
进一步地，步骤（4）中所述废气处理单元12为生物除臭装置。
本发明选用三效蒸发系统除盐，将废水中盐含量降至微生物可耐受范围，减少对后续生化单元冲击，控制酸性条件下高温蒸发，将高沸点有机物及铵盐保留在蒸发母液中，实现分流处理，降低处理难度及投资运行费用；
同时，根据三效蒸发系统馏分组成及各自沸点不同，依次设置两级精馏冷凝系统，将各组分分别提纯回用，降低馏分中污染物浓度的同时，带来一定经济效益；
本发明对提纯后馏分中残留有机物及总氮类物质，设置厌氧+多级AO组合工艺，经厌氧将大分子有机物及有机氮降解为小分子物质，为后续好氧处理提供有利条件。好氧单元采用多级AO强化脱氮工艺，提高总氮去除效率；
其末端深度处理单元通过化学除磷方式，磷酸盐去除率高达95%，确保废水中磷酸盐指标达标；
本发明了兼顾污泥、异味处理，避免了废水处理设施运行过程中产生的二次污染，真正实现了绿色生产。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种农药废水处理系统，包括预处单元和生化处理单元，其特征在于，所述预处理单元包括依次连接的调节池、絮凝沉淀池、中间水池、除盐系统和精馏回收系统；
所述精馏回收系统为二级精馏冷凝系统，包括顺次连接的甲醇精馏提纯系统、二氯甲烷精馏提纯系统和一甲胺及二甲胺精馏提纯系统。
2.根据权利要求1所述的农药废水处理系统，其特征在于，所述除盐系统为三效蒸发系统。
3.根据权利要求1所述的农药废水处理系统，其特征在于，所述的生化处理单元包括依次连接的综合调节池、厌氧生化池、好氧生化池和二沉池。
4.根据权利要求3所述的农药废水处理系统，其特征在于，所述精馏回收系统的残液口与所述综合调节池的进水口连接。
5.根据权利要求1所述的农药废水处理系统，其特征在于，还包括深度处理单元、污泥处理单元和废气处理单元。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述的农药废水处理系统进行废水处理的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预处理：
农药废水进入调节池，曝气、均衡水质后，进入絮凝沉淀池，在絮凝区进行絮凝反应，使废水中不溶性污染物形成絮体，并在沉淀区内通过重力沉降去除；去除沉淀后的废水进入中间水池，调节废水的pH为酸性后，进入三效蒸发系统，蒸馏去除盐分，得到馏分和母液；其中，母液外运至定点单位统一处理，馏分进入二级精馏冷凝系统，依次回收甲醇、二氯甲烷和一甲胺及二甲胺，并得到精馏残液；
（2）生化处理：
步骤（1）得到的精馏残液进入综合调节池，与冲洗水、生活污水混合，曝气、均衡水质水量后，进入厌氧生化池，在厌氧菌作用下将馏分中残留大分子有机物降解为小分子有机物，有机氮降解为无机氮，厌氧处理后的废水进入好氧生化池，利用活性污泥继续降解水中的小分子有机物；好氧处理后的废水进入二沉池，经重力沉降去除水中老化微生物；
（3）末端深度处理：
步骤（2）中二沉池的出水进入末端深度处理单元，进行深度处理，进一步去除水体中的磷酸盐和不溶性有机物后，排入市政管网；
（4）污泥处理：
农药废水处理过程中产生的物化泥、剩余污泥经污泥浓缩池浓缩后，进行机械脱水，干化污泥外运至有资质企业进行深度处理，渗滤液回流至综合调节池；
（5）废气处理：
对农药废水处理过程中产生异味的单元加盖集气罩进行异味收集，通过废气处理单元吸收降解废气中的硫化氢、甲烷等废气后经高空排放。
7.根据权利要求6所述的工艺方法，其特征在于，步骤（1）中所述絮凝反应为：在絮凝区内投加NaOH溶液调节废水pH值至10后，投加脱色剂和聚丙烯酰胺溶液；所述重力沉淀区的表面负荷为0.6-0.8m3/（m2·h）。
8.根据权利要求6所述的工艺方法，其特征在于，步骤（1）中所述调节废水的pH为酸性具体为：向中间水池投加硫酸调节废水的pH值至5-6。
9.根据权利要求6所述的工艺方法，其特征在于，步骤（1）中所述蒸馏为：在80-100℃下蒸馏2-4h。
10.根据权利要求5所述的工艺方法，其特征在于，步骤（1）中所述二级精馏冷凝系统中甲醇精馏提纯系统的工作温度为65℃、二氯甲烷精馏提纯系统的工作温度为40℃、一甲胺及二甲胺精馏提纯系统的工作温度为7℃。
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CN114477471A (zh) * 2022-02-16 2022-05-13 杭州秀川科技有限公司 一种复合菌群处理甲维盐胺化废水的方法

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