农药污水处理技术设计方案

-1-第一章工程概述1.1概述XX化工有限公司位于天津市，主要从事农药制剂生产，产品包括除草剂和杀菌剂两大类，年产量达8200吨。在生产过程中，排出一定的高污染废水，如不加以治理直接排放，将超出受纳水体的承受能力，引起受纳水体的水质波动变化，对受纳水体产生一定影响。尤其是废水中的杀菌剂类物质，对水中微生物有一定生理毒害作用，影响生化处理效率。为确保废水排放满足受纳水体的水质要求，同时保证该生产线的顺利投产，公司拟建设一套污水处理设施，与农药制剂工艺生产线同时设计、同时建设、同时投入使用。受贵公司委托，我公司技术人员通过对该废水的水质分析比较，认真查阅国内外相关农药制剂废水的治理方法，对比国内外先进的治理技术，结合我们处理相似水质废水的环保治理经验，并充分利用本公司先进的水处理技术，拟定了一套完整的污水处理初步技术方案，使废水经处理后满足天津市《污水综合排放标准》（DB12/356-2008）三级标准要求，经市政管网排入开发区污水处理厂进行二级处理。方案编制设计过程中，得到了建设单位的积极配合，在此表示衷心的感谢！本方案敬请贵公司领导及上级主管部门审核。-2-1.2设计依据1、天津市《污水综合排放标准》（DB12/356-2008）2、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）3、国家现行的建设项目环境保护设计规定4、甲方提供的相关资料1.3设计原则认真贯彻国家关于环境保护的方针和政策，使设计符合国家的相关法规、规范。经处理后的水质符合国家和地方的相关标准和规定，符合环境影响评价的要求。根据厂方所需处理的水质、水量特征，在充分调查研究的基础上，选择成熟可靠、管理方便、运行费用低的先进处理工艺；考虑与厂方的协调和自身的独立完整，充分利用好厂区的预留地，工艺顺畅，布局合理；充分考虑节能措施。1.4设计范围本工程包括农药制剂废水的处理和生活污水的综合处理，设计范围具体包括废水处理站的工艺流程、自控系统、配电、标准设备采购、非标设备的设计和制造以及废水处理系统的安装、调试、运行、土建工程的设计等；不包括土建工程施工；设备间根据厂区规划待定。-3-第二章废水处理工艺介绍2.1废水来源、特点及分类2.1.1废水来源本项目废水包括生活污水、生产废水和清净下水，其生活污水为厂区员工生活用水，清洁下水为制纯水所排浓水，生产废水主要为农药制剂生产废水，包括:(1)水剂SL生产过程排水；(2)油悬浮剂OD生产过程排水；(3)水分散粒剂WDG生产过程排水；(4)悬浮剂SC生产过程排水；(5)生产车间地面冲洗水、实验室分析排水以及其他未预见排水。2.2.2废水特点生活污水主要含BOD、SS，污染较轻，且可生化性好，经简单预处理即能达到排污标准；清洁下水含有一定的无机盐，其COD、SS污染轻，能直接排放；农药制剂废水COD含量高，排放无规律，且制剂中的有效成分对微生物有较大的生理毒害作用。2.2.3废水分类根据废水治理工艺的需要，将该项目废水分为综合废水和生产废水两大类，其中综合废水包括生活污水、清洁下水、地面冲洗水、实验室分析排水；生产废水包括水剂SL生产过程排水；油悬浮剂OD生产过程排水；水分撒粒剂WDG生产过程排水以及悬浮剂SC生产过程排水；其废水分类依据如下所述：1、生活污水和清洁下水污染较轻，且可生化性好，不需要进行-4-特殊的预处理就能进后续生化处理系统；地面冲洗水和实验分析排水属间歇性排水，不易集中收集，且所含农药制剂成分低，对后续生化处理效率影响不大，为节省收水管网投资考虑，不单独设置收水管网，直接通过厂区排污管网进入污水处理系统。2、农药制剂废水成分复杂，各组分随生产产品的不同有较大变化，对后续微生物系统生长繁殖以及生化处理效率极为不利，易引起微生物中毒，而本项目所包括农药制剂废水在生化特征上具有相似性，因此，将所有制剂废水归为一类，进行必要的预处理，改变其分子结构，降低其对后续微生物系统的生理毒性，再进入后续生化处理。将上述废水分类有如下几个优点：(1)与实际情况符合，可操作性强；（2）将农药制剂废水单独收集进行预处理，减小预处理投资规模，降低工程投资和运行费用；（3）将预处理后的农药制剂废水与综合废水混合后进行后期生化处理，降低后续生化处理的有机负荷，同时为微生物提供必要的营养条件，提高生化处理效率。2.2设计处理能力按照甲方提供的相关资料，并考虑水量变化的波动性和后期扩产造成的水量增加，生产废水预处理规模定为30m3/d，综合废水为70m3/d，总处理规模为100m3/d。由于生产废水间歇式属间歇排水，时变化系数较大，因此，提高小时处理规模，以应对瞬间排水对预处理系统的冲击，本设计取3m3/h；后续生化处理阶段取5m3/h。-5-2.3进出水水质的确定2.3.1设计进水水质按照甲方提供的资料及类比同类型废水水质，确定本项目进水水质如下所示：农药制剂废水：COD≤5000mg/L；pH：6.0~6.8；SS≤700mg/L生活污水：COD≤400mg/L；NH3-N≤30mg/L；SS≤400mg/L2.3.1设计出水水质按照项目要求，处理后出水在厂区总排口执行天津市《污水综合排放标准》（DB12/356-2008）中三级排放标准的要求，其主要排放指标如下所示：COD≤500mg/L；NH3-N≤35mg/L；PH：6.0~9.0；2.4设计指导思想根据废水分类特点，本设计方案围绕以下几点进行设计:(1)生产废水中的水剂SL生产过程排水、油悬浮剂OD生产过程排水、水分撒粒剂WDG生产过程排水以及悬浮剂SC生产过程排水，分布分散，距离废水处理设施较远，因此，在各生产车间设单独的集水池，由耐腐蚀泵泵至生产废水调节池，废水在调节池内均质均量，由耐腐蚀泵定量泵至后续预处理单元；(2)农药制剂中的有效成分如芳香类物质、杂环类物质以及生色基团难于生物降解，且对微生物系统有一定的生理毒害作用，因此，设置-6-预处理系统，将上述物质降解为直链烃类物质，并将大的胶体物质絮凝沉淀予以去除，降低废水毒性，提高废水可生化性，为后续生化处理提供有利条件。为降低工程造价和综合运行费用，综合废水不进入预处理系统；(3)综合废水调节池内的废水COD含量较高，并不满足排放要求，因此，设置生化处理系统，进一步降解废水中的可生物降解有机物，使最终出水COD达标排放；(4)本废水处理设施工艺单元较多，设置适当的在线监控设备，达到降低劳动强度、稳定处理、达标排放的目的。2.5工艺流程确定及工艺流程图根据本工程原水水质以及设计依据，确定本工程的主要工艺为预处理和生化处理两部分，其具体工艺确定依据分析如下：2.5.1预处理系统对于难生物降解废水预处理工艺，目前国内用到湿式催化氧化法、臭氧催化氧化法、铁碳微电解以及芬顿试剂法等，每种预处理技术都有其优缺点，并且有其使用条件。对于本项目污水来说，铁碳微电解技术，因其工艺简单、操作方便且投资费用和运行费用较低，具有很强的可行性。微电解法是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生高低电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机-7-污染物的目的。微电解规整填料主要成分为铁、炭、低电位合金及催化剂，并且以极小颗粒的形式分散在微电解剂内；有很高的比表面积，可以与废水充分地接触。由于炭、合金的电极电位比铁低，加上催化剂的催化作用，当电解剂处在电解质溶液中时就形成无数个腐蚀微电池，在它的表面就有电流在成千上万个细小的电池内流动，铁作为阳极被腐蚀消耗，当体系中有宏观的阴极材料存在时，又可以形成宏观腐蚀电池。电极反应生成的Fe2+及进一步氧化成Fe3+及它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。在中性或偏酸性的环境中，微电解剂本身及其产生的新生态[H]、Fe2+等与废水中的许多组分发生氧化还原反应。比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，可以脱色，降低CODCr提高可生化性，还可以氧化金属离子，降低其毒性。另外，由于电池的电极周围存在电场效应，使溶液中的带电粒子在电场作用下作定向移动，附积到电极上，从而去除水中的污染物。本工程中农药制剂废水的部分反应如下：阳极反应：Fe－2e→Fe2+E0(Fe2+/Fe)=－0.44V阴极反应：2H++2e→H2↑E0(H+/H2)=0.00V当有氧气时：-8-O2+4H++4e→2H2OE0(O2)=1.23VO2+2H2O+4e→40H－E0(O2/OH－)=0.40VRH＋·OH→R＋H2O（RH代表有机污染物）。当农药制剂混合废水流过铁碳微电解池时，发生如下几种作用：①还原作用：由上述反应的标准电极电位E0可知，酸性充氧条件下低电位的Fe与高电位的C在废水中的电位差达到1.67V，Fe和Fe2+对废水中的一些有机物起到还原作用，反应所产生的新生态H和Fe2+，使废水中的有机污染物有机官能团发生变化，使废水中的组成向易于生化的方向转变；②电场作用：废水中分散的胶体颗粒、极性分子、细小污染物受微电场的作用后形成电泳，向相反电荷的电极方向移动，聚集在电极上，形成大颗粒沉淀，使污染物浓度降低；③络合作用。反应所产生Fe(OH)3水解生成Fe(OH)2+，Fe(OH)2+等络离子具有很强的絮凝作用，加碱中和沉淀后是良好的混凝剂。另外，由于本项目农药制剂废水中还有表面活性剂以及植物油类物质，铁碳微电解对于这两项物质的降解效率不高，因此，废水经过铁碳微电解处理后，混凝沉淀阶段加入H2O2，利用产生的Fe2+组合成芬顿试剂，进行催化氧化，进一步将废水中难降解的有机物以及LAS、植物油类物质降解为小分子物质，利于后期生化处理；催化氧化后的废水加碱调节pH，进行混合絮凝反应，并在沉淀池进行泥水分离，化学污泥排入污泥浓缩池，上清液溢流至后续处理系统。2.5.2生化处理系统-9-生产废水经预处理后，与综合废水一起排入综合废水调节池，可生化性得到提高，废水中主要含长链型有机物以及溶解性污染物，并且氨氮几乎没有去除，所以还要进行生化处理，以去除COD、氨氮，确保废水达标排放。生化处理工艺目前可采用厌氧、好氧，或两种工艺串联使用。本工程采用这两种工艺串联的组合形式，保证处理效果。1、水解酸化厌氧系统选用两级水解酸化工艺。第一级水解酸化池相当于缓冲池，内置厌氧污泥和高分子组合填料，仅生产废水进入。一方面，缓冲前面预处理系统所加药剂对于后续生化系统的不利影响；另一方面，由斜板沉淀池带出一定的絮体，当絮体经过厌氧污泥层和高分子组合填料，絮体被截留，消除其对后续生化系统的不利影响。第二级水解酸化池采用大阻力穿孔管布水，环形收水方式，以保证水力系统的均匀性。废水经过综合废水稀释、水解酸化，其COD得到部分去除，且可生化性提高，溢流至后续生物接触氧化池。2、生物接触氧化常用的好氧工艺主要有传统活性污泥法、生物接触氧化法、气提三相流化床、PAC生物活性炭活性污泥法、SBR工艺等。活性污泥法在污水处理系统运行后对管理的要求较高，且容易引发污泥膨胀等事故，在小型污水处理站中不适用；气提三相流化床和PAC生物活性炭活性污泥法工艺具有很好的处理效果，但工艺复杂且造价高，难于运行管理；SBR工艺对自控系统要求程度很高，需要专-10-业的操作人员操作管理，也不适用。本工程拟采用接触氧化工艺，其优越性在于：a、对污染物的去除率高，污泥产生量少，不产生污泥膨胀。在去除COD的同时，又较好的脱氮、除磷效果。出水水质稳定可靠，出水中悬浮物含量少，降低后续沉淀过滤池的处理负荷；b、采用新型的高分子组合填料，具有挂膜时间短、挂膜稳定、微生物含量高的特点，使得基建更加紧凑，节省占地，降低建设费用；纤维丝在水中处于自由漂动状态，有很好的分散性，提高废水与微生物的有效接触时间，且填料不易堵塞；c、生物接触氧化池的微生物量在运行过程中，会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出