Fenton氧化+气浮+厌氧+好氧工艺处理仲丁灵农药生产废水朱乐辉 邱 俊 裴浩言 叶晓东 张 玉(南昌大学环境与化学工程学院,江西南昌330031)摘要:采用Fenton氧化+气浮对仲丁灵农药生产废水进行预处理后, (C OD)<6000mg L,色度<1500倍,废水的可生化性大大提高。

经过预处理后的生产废水与厂区生活污水混合后进入水解酸化+曝气生物滤池进行生化处理,处理后出水各项水质指标可达GB8978-1996 国家污水综合排放标准 一级标准。

关键词:仲丁灵生产废水;Fenton氧化;气浮;水解酸化;BIOFOR滤池THE TREATMENT OF BUTRALIN PRODUCTION WASTEWATER BY FENTON OX IDIZATION-DISSOLVED AIR F LOTATION-HYD ROLYTIC ACIDIFICA TION-BIOFOR PROCESSZhu Lehui Qiu Jun Pei Haoyan Ye Xiaodong Zhang Yu(School of Envi ronmen t and Chemical Engineering,Nanchang Universi ty,Nanchang330031,China)Abstract:A process of Fenton oxidization-dissolved air flotation was used to pretreat Butralin production wastewater.The COD and colouri ty of the treated wastewater were less than6000mg L and1500times respecti vely.The BOD5COD ratio was i ncreased greatly.The hydrolytic acidification-BIOFOR process was used to treat wastewater mixed by sewage from the factory and pretreated production was tewater.All the indexes of the effluent could meet the firs-t order of The National Wastewater Discharge Standards (GB8978-1996).Keywords:B utralin prod uction wastewater;Fenton ox idization;dissolved air flotation;hydrolytic acidification;BIOFOR0 引言农药生产中产生的废水属于有毒有害工业废水,成分复杂,含有大量难于生物降解的有机物,废水可生化性差[1]。

江西某农药厂在生产和提纯除草剂仲丁灵的生产过程中,产生的高浓度废水中有机污染物主要有:仲丁醇(C4H10O)、氯代叔丁烷(C4H9Cl)、对特丁基氯苯(C10H13Cl)、2,6-二硝基对特丁基氯苯(C10H11N2O4Cl)、仲丁胺(C4H11N)、仲丁灵原药(C14H21N3O4)、氯苯(C6H5Cl)、丁酮(C4H8O)及生产过程中产生的部分同分异构体,废水COD为20000~ 22000mg L;无机盐主要有Na2CO3、Na2SO4、NaNO3、NaCl等,占废水总量的6%~8%。

生产废水采用Fenton氧化+气浮+厌氧+好氧工艺进行处理,该工艺经1年的连续运行,出水水质良好,处理效果稳定,达GB8978-1996 国家污水综合排放标准 一级。

1 处理工艺1 1 废水水质及水量生产废水主要来源于原药生产的最后两道工序:胺化反应阶段和清洗原药过程。

产生的胺化废水、烃化碱洗废水、烃化液闪蒸废水、仲丁胺蒸馏残液和粗氯苯蒸馏水洗液统称为硝基苯胺废水,该废水具有高色度、高COD、高盐分等特点。

综合污水主要包括厂区生活污水及各种冷却水。

废水水质水量见表1。

表1 废水水质、水量指标(COD)(mg L-1)(B OD5)(mg L-1)(SS)(m g L-1)色度倍pH值盐分(Cl-)(m g L-1)水量m3生产废水20000~220001000~2000100~15013000~15000145000020综合污水100~20050~8040~806~7360排放标准1003070505~91 2 废水处理工艺设计根据生产废水高COD、高色度、高盐分以及水量11环 境 工 程2009年10月第27卷第5期小的水质特点,将生产废水单独Fenton 氧化预处理后通过气浮除去废水中的油相,与生活污水混合进入生化处理。

Fenton 氧化对该硝基苯胺废水的COD 、色度去除率分别可达67%和90%[2-3]。

经Fenton 氧化预处理后废水的 (C OD)降至6000~7000mg L,色度降至1300~1500倍。

经Fenton 氧化、气浮预处理后的废水可生化性得到大幅提高, (B OD 5) (C OD)值由0 012升高至0 248[4]。

根据预处理后生产废水和厂区综合污水的水质水量进行估算,作为生化处理工段设计的主要参数,如表2所示。

表2 生化处理装置设计水质水量指标(COD )(mg L-1) (BOD 5)(mg L -1)(SS) (mg L-1)色度 倍p H 值盐分(Cl -) (g L-1)水量 m3混合废水240~350120~20060~100100~1506~72 5~3400根据上述废水的水质、水量,考虑废水中的有机物成分对生物处理的抑制性及厌氧脱色问题,选用水解酸化+BIOFOR 生化工艺作为生化处理工艺。

整个废水处理流程如图1所示。

图1 废水处理工艺流程1 3 主要构筑物设计参数1)集水池:尺寸3 1m 2 5m 3m,1座,有效容积22m 3,收集生产废水,调节水量、均化水质。

2)氧化池:3 2m 3 2m 2 5m,3座,用于3次Fenton 氧化,防腐采用3层环氧树脂和两层玻璃布交替处理。

上设搅拌装置,转速1~2r s 。

3)贮水池:3 2m 3 2m 2 5m,1座,收集Fenton 氧化后的出水,防腐设计与氧化池相同。

4)溶气气浮系统:气浮池体1座,不锈钢结构,尺寸2 5m 0 8m 2m,表面负荷1 4m 3(m 2h),水力停留时间30min 。

气浮溶气罐,1只,不锈钢结构, 0 2 2m,溶气压力0 2~0 4MPa 。

溶气水量与气浮水量之比为0 5。

5)调节池:尺寸10m 6 4m 3 4m,1座,有效容积180m 3,水力停留时间10h,收集Fenton 氧化预处理废水及厂区生活污水。

6)水解酸化池:尺寸11 5m 6 5m 3 2m,1座,有效容积200m 3,由公司原有水处理构筑物改建,采用穿孔管大阻力布水系统,水力停留时间12h,内设半软性填料。

7)混凝沉淀池:混凝池2座,尺寸0 5m 0 5m 3 5m,与沉淀池合建,投加PAC 、P AM 后,水力搅拌进行混凝反应。

平流式沉淀池1座,尺寸8m 2 25m 5m,表面负荷2 5m 3 (m 2h),水力停留时间3h 。

8)BIOFOR 滤池:尺寸3 2m 2 1m 5 6m,6座,BOD 5容积负荷约0 2kg (m 3d),气水比6 2 1。

承托层以上填放 8~10mm 的卵石0 3m,后填放 2~3mm 的球形陶粒,滤料高度2 7m 。

9)清水池:尺寸3 2m 3m 3m,1座,用于BIOFOR 滤池反冲洗贮水。

1 4 工艺过程Fenton 氧化部分:将苯胺废水提升至1号氧化池,用厂内生产过程中产生的废酸液调节pH 值至3~4;加入2g L FeSO 4 7H 2O,在充分搅拌的同时加入质量分数为30%的H 2O 2,投加量为15mL L;充分搅拌2h,待反应完成后加石灰将pH 值调至7~8,再加入适量PAC 和PAM [4],静置2h,用螺杆泵抽入污泥压滤机,压滤余液回流至2号氧化池。

重复上述反应过程2次并且适当减少FeSO 4 7H 2O 和H 2O 2的投加量。

经充分氧化后,废水流入贮水池。

经过3次Fenton 氧化后的废水, (COD)为6000~7000mg L,色度约为1000~1500倍,并含有部分油状物。

利用部分溶气气浮流程去除油状物后进入调节池。

生化部分:经过Fenton 氧化和气浮预处理后的废水在调节池与厂区内的其他生活废水混合并添加适12环 境 工 程2009年10月第27卷第5期量营养物质后由提升泵抽入水解酸化池,并依次流经混凝沉淀池和BIOFOR处理后达标排放。

2 调试运行2 1 Fenton预处理工段的调试运行在中试确定的最佳pH值、FeSO4 7H2O和H2O2投加量以及反应时间的基础上适当改变上述条件,检测出水指标,得出工程应用上的最佳反应条件。

2 2 厌氧、好氧生物处理的调试运行2 2 1 水解酸化池的调试运行水解酸化池的启动包括两个阶段:污泥接种和污泥驯化阶段[5]。

污泥接种阶段在水解酸化池进水前向池内投加部分化粪池污泥和部分厌氧硝化污泥,污泥(含水率约85%)投加量约占池体积的1 5。

启动初期水解酸化池采用间歇进水方式,HRT=24h,并加入适量的尿素和磷肥,保证进水 (COD) (N) (P)=200 5 1。

启动初期,废水对接种污泥存在一个洗泥过程,污泥中死亡的微生物及絮凝性能较差的污泥随出水流出,出水水质带黑色,且悬浮物较多。

缺氧池在此条件下运行7d后发现软性填料上已经布满活性污泥。

从池底取污泥进行观察,发现污泥内有大量细微气泡产生。

此时污泥中的微生物已被激活,对COD的降解能力逐渐加强,水解酸化池的调试进入污泥驯化阶段。

水解酸化池在第8天改为连续进水, HRT=12h。

进水方式改变后,缺氧池COD的去除率逐步提升。

启动运行20d后池表面有少量气泡产生,出水COD波动较大,C OD去除率最高达到44%,色度去除率也进一步提高。

水解酸化池启动30d后,C OD 去除率稳定在40%~50%,色度去除率稳定在60%~ 70%,出水成淡黄色,SS含量较低,池体水表面有大量气泡,此时水解酸化池启动基本完成。

在整个调试启动过程中气温较高,废水温度基本维持在25~32 ,微生物繁殖速度较快,大大缩短了启动时间。

2 2 2 BIOFOR的调试运行BIOFOR采用自然挂膜法,滤池进水之前,先对滤池进行冲洗和曝气,使陶粒中的泥沙和杂质被带走。

启动的前7d由于水解酸化池采用间歇进水,所以滤池进水方式也为间歇式,HRT=12h。