CN203411434U - 一种草甘膦农药废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种草甘膦农药废水处理系统。解决了现有技术还未有一套对草甘膦废水处理的有效的系统。废水处理系统包括有预处理系统、生化处理系统和臭氧催化氧化-生物活性炭系统，所述预处理系统与生化处理系统连接，生化处理系统与臭氧催化氧化-生物活性炭系统连接。本实用新型的优点是系统具有蒸发除盐、催化铁碳微电解、零价铁-Fenton、生化、催化氧化、活性炭和过滤吸附处理，能有效对草甘膦废水进行处理，达到综合排放标准。

Description

一种草甘膦农药废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种草甘膦农药废水处理系统。 

背景技术

草甘膦生产废水中主要含有甲醛、甘氨酸、盐酸、双甘酸、亚磷酸和氯离子、二乙醇胺以及大量的难以推测成分和结构的中间副产物，其中双甘膦废水中大量有机膦化合物以及二乙醇胺及其衍生物，有的含有生物抑制剂甲醛。组分相当复杂，具有高有机物浓度、高生物毒性、高盐度等特点，是一种非常难处理的有机废水，目前还没有一种切实可行的工艺路线和与之对应的系统。这种废水的排放，给环境带来巨大的影响，采用常规的生化技术或者稀释形式，也造成了资源的浪费。如申请号为201010561524.X，名称为草甘膦废水处理方法的发明专利申请，该专利中采用厌氧生化-物化-好氧生化处理流程及系统，但该处理系统只是进行了稀释盐份、铁碳微电解和生化处理，处理效果还不是很理想。 

发明内容

本实用新型主要解决了现有技术还未有一套对草甘膦废水处理的有效的系统，提供了一种包含蒸发除盐、催化铁碳微电解、零价铁-Fenton、生化、催化氧化、活性炭和过滤吸附处理，实现达标排放的草甘膦农药废水处理系统。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种草甘膦农药废水处理系统，包括有预处理系统、生化处理系统和臭氧催化氧化-生物活性炭系统，所述预处理系统与生化处理系统连接，生化处理系统与臭氧催化氧化-生物活性炭系统连接。本实用新型中先通过预处理系统去除部分有机物，提高废水可生化性。然后通过生化处理系统，进行脱氮除磷，利用缺氧微生物能耗低的特点提高废水生化特性，引入高效菌种，培养优势菌群。最后通过臭氧催化氧化-生物活性炭系统，利用臭氧超强氧化能力和微生物的作用取出废水中有机污染物，并充分利用活性炭吸附和生物再生的双重作用，确保废水达标排放。 

作为一种优选方案，所述预处理系统包括有废水调节池、电解池、Fenton池、中和池、第一混凝池沉淀池，所述废水调节池、电解池、Fenton池、中和池、第一混凝沉淀池依次相连接。 

废水首先进入废水调节池，在调节池内充分混合，调节水质，且废水调节池对水量具有调节作用。 

废水调节池内的废水进入电解池，在该电解池内对废水进行微电解，电解池内保持酸性条件，一般pH值2-3，活性元素铁和惰性元素碳能形成无数个微电流反应器，利用铁碳所形成的微电解所产生的强还原性的新生态[H]可以还原硝基苯为苯胺，利用微电解产生活性较大的羟基自由基（·OH）和Fe²⁺，二者有较强的氧化还原作用，能还原氧化废水中的有机物，对大分子有机物有很好的断链作用以及对芳香烃类、杂环类有机物具有很好的开环作用，可以氧化分解苯环等有机物，大大降低污染物浓度和毒性。同时能破坏污染物中的发色基团，从而达到脱色的目的。 

Fenton氧化法作为一种高级氧化技术，具有操作过程简单、反应速度快、设备简便、费用便宜等优点，近年来已广泛应用于有机废水的处理。Fenton试剂是由H₂O₂和Fe²⁺组成的组合体系，在酸性条件下（pH2~5），H₂O₂在Fe²⁺的催化作用下产生具有高反应活性的·OH，·OH的氧化电位高达2.8V，能够有效氧化废水中的有机污染物。传统的Fenton法一般采用FeSO₄7H₂O、草酸铁等作为催化剂，然而随着Fenton反应的进行，溶液中的Fe²⁺逐渐氧化为Fe³⁺，由于Fe²⁺对H₂O₂的催化速度为51Lmol^-1s^-1，远大于Fe³⁺的催化速率0.001~0.01 Lmol^-1s^-1，因此·OH的产生速率和有机物的降解速率大大降低。Fe⁰法因其原料廉价易得，实用性等优点在有机废水处理中的应用越来越广泛。Fe⁰中加入H₂O₂，通过Fe⁰的微电解过程中不断地产生Fe²⁺持续催化分解H₂O₂，提高H₂O₂利用率和Fenton降解效率，从而建立Fe⁰-Fenton反应体系。微电解之后废水进入Fenton池，在该池中投加双氧水等氧化剂，与铁离子形成Fenton试剂，该试剂氧化能力极强，可以氧化分解硝基苯、醛等有机物。经过上述综合反应，可以降解COD_Cr并提高废水的可生化性，为生化创造良好的条件，同时取得了良好的脱色效果。使用该处理工艺废水COD_Cr可以去除30～50%，可生化指标BOD₅/COD_Cr值可提高0.1~0.2，其脱色率可达50%~98%。 

该中和池用于中和作用，在池中加入碱性药剂，调节pH7-8。加碱中和所产生的Fe（OH）₃具有较强的吸附混凝效果，亦可以去除部分污染物。通过铁离子的转化，可以避免后续处理废水颜色灰暗变黄的弊端。 

混凝沉淀池，通过混凝反应，利用产生胶体的强吸附能力和网捕作用，把废水中污染物质形成大的絮体，从废水中分离出来，降低原水的SS和COD_Cr。 

作为一种优选方案，所述废水调节池和中和池内均设置有穿孔曝气管，在穿孔曝气管进气端连接有鼓风机。废水调节池中曝气，对废水进行搅拌，进一步均匀混合，且防止悬浮物沉淀。中和池利用空气氧化微电解所产生的Fe²⁺为Fe³⁺，新生态的Fe³⁺具有很强的氧化性，可以分解部分有机物。 

作为一种优选方案，所述生化处理系统包括有厌氧生化池、兼氧生化池、好氧生化池、接触氧化池、二沉池和第二混凝沉淀池，所述厌氧生化池、兼氧生化池、好氧生化池、接触氧化池、二沉池、第二混凝沉淀池依次连接，所述厌氧生化池与第一混凝沉淀池相连接。厌氧生化池中进行厌氧水解酸化，将原水中的非溶解态有机物转变为溶解态有机物，特别是工业废水处理，主要是将其中微生物难降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。该厌氧生化石采用上流式厌氧污泥床，有效停留时间约3天，下部设置专用的布水装置，完成污水和微生物的接触和传质；上部设置三相分离器，实现污水、厌氧颗粒污泥、产甲烷气等的分离。废水在兼氧池内有效停留时间12h；好氧有效停留时间约36h；废水在兼氧池和好氧池内通过兼氧菌和好氧菌的同化异化作用降解有机污染物，使得废水达标排放。生化处理系统末端设置二沉池，二沉池负荷0.5~0.7m³/(m²h)，池内设置中心管导流筒以及可调式出水三角堰。 

作为一种优选方案，所述厌氧生化池、兼氧生化池、好氧生化池和接触氧化池内均设置有穿孔曝气管，穿孔曝气管进气端连接有风机，所述接触氧化池内设置有高效生物弹性立体填料层。接触氧化池内设置高效生物弹性立体填料。与其他生物法相比，具有以下特点：1）固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。可处理高浓度难降解工业废水。2）生物膜含水率比活性污泥小，不会有污泥膨胀，运转管理较方便。3）由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比泥龄长的微生物不能繁殖。因此，在生物膜法中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中微生物种群具有一定分布。4）因高营养级的微生物存在，有机物代谢时较多的转移为能量，合成新细胞及剩余污泥量较少。5）由于生物膜的生长特性，接触氧化工艺具有更为强大的脱氮能力。6）能耗更低，对氧的利用率更高，对营养元素的需求较活性污泥法少得多。7）生物相更加丰富，处理污染物，尤其是一般活性污泥法难以降解的有机物有更好的去除效果，具有更强的抵抗冲击负荷的能力，运行更加稳定。8）生物膜培养驯化速度快，效率高，生化系统启动周期短，缩短工程施工时间。 

作为一种优选方案，所述臭氧催化氧化-生物活性炭系统包括催化氧化池和生物炭池，所述催化氧化池与第二混凝沉淀池相连。混凝出水先进入催化氧化池，利用臭氧的强氧化能力和微生物的作用彻底去除废水中有机污染物，臭氧投加量25mg/L污水。生物炭池上升流速1.0m/h，生物炭池有效停留时间3~4h。 

作为一种优选方案，所述臭氧催化氧化-生物活性炭系统还包括高效过滤池，该高效过滤池并接在生物炭池的出水管路上。设置高效过滤池，为达标排放提供保障。生物炭出水一般情况下，超越高效过滤池，直接经标准排放口达标排放，水质恶化或系统异常时经过高效过滤池之后达标排放。 

作为一种优选方案，所述Fenton池、第一混凝沉淀池、二沉池和第二混凝沉淀池的底部还分别连接到污泥浓缩池，该污泥浓缩池与污泥脱水系统相连。污泥浓缩池内收集物化污泥以及剩余生化污泥，利用重力作用自然沉降浓缩，浓缩污泥经螺杆泵至板框压滤机脱水，脱水污泥外运处置，浓缩池上清液及压滤机过滤液收集在集水池内，经提升进入调节池。 

本实用新型的优点是：系统具有蒸发除盐、催化铁碳微电解、零价铁-Fenton、生化、催化氧化、活性炭和过滤吸附处理，能有效对草甘膦废水进行处理，达到综合排放标准。 

附图说明

图1是本实用新型的一种结构框架示意图。 

1-废水调节池  2-电解池  3-Fenton池  4-中和池  5-第一混凝沉淀池  6-厌氧生化池  7-兼氧生化池  8-好氧生化池  9-接触氧化池  10-二沉池  11-第二混凝沉淀池  12-催化氧化池  13-生物炭池  14-污泥浓缩池

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。 

实施例： 

本实施例一种草甘膦农药废水处理系统，如图1所示，包括有预处理系统、生化处理系统和臭氧催化氧化-生物活性炭系统三部分。 

该预处理系统包括废水调节池1、电解池2、Fenton池3、中和池4、第一混凝池沉淀池5，废水调节池、电解池、Fenton池、中和池、第一混凝沉淀池依次相连接。且在废水调节池和中和池内均设置有穿孔曝气管，在穿孔曝气管进气端连接有鼓风机。 

生化处理系统包括厌氧生化池6、兼氧生化池7、好氧生化池8、接触氧化池9、二沉池10和第二混凝沉淀池11，厌氧生化池、兼氧生化池、好氧生化池、接触氧化池、二沉池、第二混凝沉淀池依次连接，第一混凝沉淀池与厌氧生化池相连接。在厌氧生化池、兼氧生化池、好氧生化池和接触氧化池内均设置有穿孔曝气管，穿孔曝气管进气端连接有风机，接触氧化池内设置有高效生物弹性立体填料层。 

臭氧催化氧化-生物活性炭系统包括相连接的催化氧化池12和生物炭池13，第二混凝沉淀池与催化氧化池相连。 

另外Fenton池3、第一混凝沉淀池5、二沉池10和第二混凝沉淀池11的底部还分别连接到污泥浓缩池14，该污泥浓缩池与污泥脱水系统相连。 

系统的工作过程为： 

步骤一，高含盐母液废水先经过脱盐，然后进入废水调节池。 

步骤二，综合废水在废水调节池内进行曝气，改善废水生化特性。 

步骤三，废水进入电解池，池内保持酸性，pH值在2-3，活性元素铁和惰性元素碳能形成无数个微电流反应器，利用铁碳所形成的微电解所产生的强还原性的新生态[H]可以还原硝基苯为苯胺，利用微电解产生活性较大的羟基自由基（·OH）和Fe²⁺，二者有较强的氧化还原作用，能还原氧化废水中的有机物，对大分子有机物有很好的断链作用以及对芳香烃类、杂环类有机物具有很好的开环作用，可以氧化分解苯环等有机物。 

步骤四，进入Fenton池，投加双氧水，形成0价铁+Fenton工艺，双氧水与铁离子形成Fenton试剂，氧化水中有机物。 

步骤五，氧化出水进入中和池，投加石灰、氢氧化钠等，通入空气曝气，调节pH7~8。 

步骤六，进入混凝沉淀池，投加高分子助凝剂聚丙烯酰胺，经沉淀池进行泥水分离。 

步骤七，废水进入生化处理系统，先在厌氧生化池内利用微生物的水解和酸化作用来提高废水的可生化性，然后废水在兼氧池和好氧池内通过兼氧菌和好氧菌的同化异化作用降解有机污染物，再通过接触氧化池与生物填料反应，使得废水达到排放标准。 

步骤八，生化出水在第二混凝沉淀池进行混凝反应，调节pH值7~8，投加混凝剂、助凝剂，泥水混合物在沉淀池中完成泥水分离。 

步骤九，混凝出水进入催化氧化池，利用臭氧的强氧化能力和微生物的作用彻底去除废水中有机污染物，臭氧投加量25mg/L污水，然后废水进入生物炭池，生物炭池上升流速1.0m/h，生物炭池有效停留时间3~4h。 

步骤十，最后设置高效过滤池，生物炭出水一般情况下，超越高效过滤池，直接经标准排放口达标排放，水质恶化或系统异常时经过高效过滤池之后达标排放。 

步骤十一，Fenton池、第一混凝沉淀池、二沉池和第二混凝沉淀池的底部污泥排放污泥浓缩池，利用重力作用自然沉降浓缩，浓缩污泥经螺杆泵至板框压滤机脱水，脱水污泥外运处置，浓缩池上清液及压滤机过滤液收集在集水池内，经提升进入废水调节池。 

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 

尽管本文较多地使用了废水调节池、电解池、Fenton池、中和池等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。 

Claims (6)

1.一种草甘膦农药废水处理系统，其特征在于：包括有预处理系统、生化处理系统和臭氧催化氧化-生物活性炭系统，所述预处理系统与生化处理系统连接，生化处理系统与臭氧催化氧化-生物活性炭系统连接，所述预处理系统包括有废水调节池（1）、电解池（2）、Fenton池（3）、中和池（4）、第一混凝池沉淀池（5），所述废水调节池、电解池、Fenton池、中和池、第一混凝沉淀池依次相连接，所述生化处理系统包括有厌氧生化池（6）、兼氧生化池（7）、好氧生化池（8）、接触氧化池（9）、二沉池（10）和第二混凝沉淀池（11），所述厌氧生化池、兼氧生化池、好氧生化池、接触氧化池、二沉池、第二混凝沉淀池依次连接，所述厌氧生化池与第一混凝沉淀池（5）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种草甘膦农药废水处理系统，其特征是所述废水调节池（1）和中和池（4）内均设置有穿孔曝气管，在穿孔曝气管进气端连接有鼓风机。

3.根据权利要求1所述的一种草甘膦农药废水处理系统，其特征是所述厌氧生化池（6）、兼氧生化池（7）、好氧生化池（8）和接触氧化池（9）内均设置有穿孔曝气管，穿孔曝气管进气端连接有风机，所述接触氧化池内设置有高效生物弹性立体填料层。

4.根据权利要求1所述的一种草甘膦农药废水处理系统，其特征是所述臭氧催化氧化-生物活性炭系统包括相连接的催化氧化池（12）和生物炭池（13），所述催化氧化池与第二混凝沉淀池（11）相连。

5.根据权利要求4所述的一种草甘膦农药废水处理系统，其特征是所述臭氧催化氧化-生物活性炭系统还包括高效过滤池，该高效过滤池并接在生物炭池（13）的出水管路上。

6.根据权利要求1所述的一种草甘膦农药废水处理系统，其特征是所述Fenton池（3）、第一混凝沉淀池（5）、二沉池（10）和第二混凝沉淀池（11）的底部还分别连接到污泥浓缩池（14），该污泥浓缩池与污泥脱水系统相连。

Images