農藥廢水生物處理工藝的現(xiàn)狀和進展.doc

農藥廢水生物處理工藝的現(xiàn)狀和進展今日農藥三廢處理一,農藥廢水生物處理現(xiàn)狀農藥廢水是極難降解的工業(yè)廢水.它們因毒性大,濃度高,組分復雜,而成為現(xiàn)代工業(yè)廢水治理難題之一.在農藥廢水治理方法中生物處理工藝的發(fā)展前景良好.目前美國有農藥等污水處理廠約2萬座,其中84%為二級生物處理工藝;英國有5000多座污水處理廠幾乎全部采用二級生物處理工藝:日本有600多座.絕大部分采用生物法.對于農藥工業(yè)廢水處理,西方經濟發(fā)達國家目前已大多采用生物處理工藝.因此,廢水生物處理技術對農藥行業(yè)控制水污染十分重要.自從1914年英國曼徹斯特活性污泥法二級生物處理技術問世以來,一直被世界各國采用.目前發(fā)達國家已經普及了二級生物處理技術,但由于活性污泥法存在著工藝流程復雜,投資大,能耗高,運行管理繁瑣等缺點,各國研究人員對該技術不斷進行改造和發(fā)展.為將其與物化法相匹配,先后出現(xiàn)了標準活性污泥法,厭氧一好氧活性污泥法(A/O,AA/O),間歇式活性污泥法(SBR法),改良型SBR(MSBR)法,一體化活性污泥法(UNITANK),BIOLAK法,兩段法(AB法),生物膜法,生物接觸氧化法,氧化溝法,CASS,ICEAS,DATIAT,IDEA,BAF生物處理系統(tǒng).生物流化床,生物濾池,土池處理系統(tǒng)(慢速滲濾處理系統(tǒng)SR,快速滲濾處理系統(tǒng)RI,地表溫流處理系統(tǒng)OF,污水濕地處理系統(tǒng)WL和地下滲濾土地處理系統(tǒng)UG).上述改進的處理工藝技術各具特點,但都是圍繞高效低耗,系統(tǒng)穩(wěn)定運行及操作方便等進行創(chuàng)新的.對農藥工業(yè)污水的生物處理,目前重點圍繞脫氮除磷技術開發(fā),脫氮除了傳統(tǒng)的硝化一反硝化工藝以外.又發(fā)展了亞硝化厭氧氨氧化新工藝(SharonAnammox工藝);除磷工藝通過聚磷菌好氧聚磷,厭氧放磷來加以實現(xiàn);對于農藥工業(yè)廢水一的處理,目前重點圍繞有毒有害難降解有機污染物的強化生物處理工藝技術的開發(fā),通過功能性微生物或者酶催化作用將大分子難降解的有機化合物分解為小分子易降解的有機化合物,使傳統(tǒng)的生物處理方法能有效去除這些污染物.二,農藥廢水生物處理工藝國內農藥廠大多建有生物處理裝置,但目前幾乎沒有一家能夠獲得理想的處理效果.因此,對這類廢水的生物處理研究是十分必要的.已有大量研究表明真菌,細菌,藻類等微生物對于農藥有很好的降解作用.1,預處理工藝有機農藥廢水的COD質量濃度高,可生化性差,化學結構穩(wěn)定是其有機物難降解的主要原因,也是目前農藥廢水處理的技術難點.如果能夠采取有效的預處理措施解決這兩個問題,就可實現(xiàn)農藥廢水可生化條件,其處理問題即可迎刃而解.一般的物理,化學廢水預處理方法只能去除農藥廢水中的不溶顆粒物,水解酸化等生物預處理方法由于農藥廢水毒性也很難奏效.因此可采用以下方法進行預處理.(1)臭氧預處理有機磷農藥廢水臭氧(0)是一種強氧化性氣體,可以將有毒,難生物降解有機物環(huán)狀分子或長鏈分子的部分斷裂,從而使大分子物質變成小分子物質,生成易于生化降解的物質,消除或減弱它們的毒性,提高廢水的可生化性.因此,臭氧氧化與生物處理工藝聯(lián)用在處理有毒,難降解有機物時非常有效.夏曉武,孫世群通過工程實踐證明,采用臭氧預處理高濃度有機農藥廢水能夠提高其可生化性,聯(lián)用傳統(tǒng)的生化處理技術,處理后的農藥廢水能夠穩(wěn)定實現(xiàn)達標排放,污染物COD的平均去除率可以達到95%以上.沈群,劉月,王群等應用臭氧降解農藥百菌清,5min后百三廢處理菌清降解率幾乎達到100%.(2)電解法預處理有機磷農藥廢水電解法是借助電流來進行化學反應的過程.在電解槽中通入一定電壓的直流電,讓廢水通過電解槽,使廢水中電解質的陰離子移向陽極,并在陽極失去電子而被氧化,陽離子移向陰極,并在陰極得到電子而被還原.利用這種反應使污染成分生成不溶于水的沉淀物,或生成氣體從水中逸出,使廢水得到凈化.劉福達,何延青,馬放,劉俊良針對某農藥廠生產廢水COD值高,濃度大的特點,研究了電解法進行預處理的效果和影響因素,最佳條件下COD去除率達43%,為后續(xù)處理創(chuàng)造了有利條件.雍文彬等對廣東省羅定農藥廠的農藥廢水用微電解法處理進行了試驗研究,當農藥廢水的初始pH值調節(jié)為3.5,停留時問控制在40min左右時,微電解法對農藥f三唑磷,田安,殺蟲雙和單殺蟲1生產廢水中的COD,色度,砷,氨氮,有機磷和總磷的去除率分別可達76.2%,80%,69.2%,55.7%,82.7%,62.8%.(3)光催化氧化法預處理有機磷農藥廢水TiO作為一種新興的光催化劑,目前引起了各國環(huán)境工作者的興趣.銳鈦型TiO在紫外光的照射下能產生氧化性極強的羥基自由基,能夠氧化降解有機物,使其轉化為CO,H:O以及無機物,降解速度快,無二次污染,為降解處理有機磷農藥提供了新思路.袁勝利,張宗權用磁控反應濺射制備TiO薄膜,研究其對有機磷農藥廢水敵敵畏fDDVP1光催化的降解效果及與其相關影響因素的關系.在相同條件下,20,30,40cm納米TiO2/不銹鋼箔片對400mL初始濃度為4.52X10mol?L敵敵畏溶液3h的光催化降解率分別為39.2%,57.3%和81.2%,以40em的納米TiO/3<銹鋼箔片光催化降解效果最好.李濤,譚欣,任俊革探討了磁性顆粒負載型TiO:用于光催化氧化一生物工藝,處理有機磷農藥廢水的可行性.試驗結果表明,難降解廢水經80min光催化氧化后,在生物段的COD去除率可達85%以上;在光催化預處理階段生成的中間產物f對硝基苯酚和磷酸三乙酯)對后續(xù)生物處理會產生特別嚴重的影響.張新容,楊平,趙夢月利用納米TiO一SiO/beads負載復合光催化劑,利用其光催化活性及高效吸附性,能使有機磷農藥在其表面迅速離集,隨光照時間的延長,有機磷農藥的光解率逐漸提高,光照80min后,試驗用敵百蟲已完全降解.(4)催化濕式氧化法預處理有機磷農藥廢水4-日農藥濕式氧化技術fWetairoxidation,簡稱WAO或WO1是20世紀5O年代發(fā)展起來的一種處理有毒,有害,高濃度有機廢水的有效方法,由于需要在高溫f150300)和高壓fll0MPa)條件下操作,能耗高,要求設備材料耐高溫,高壓并耐腐蝕.七五期問沈陽化工研究院針對樂果廢水進行了濕式氧化處理的攻關研究,并建立了3套中試裝置.在230240,67MPa條件下.對樂果廢水處理后再進行生化處理,COD去除率可達93%95%(只有生化處理時,COD去除率僅為45%55%).董俊明,曾光明,楊朝暉通過浸漬法制備4種氧化物為主活性組分的負載固定型催化劑,用于過氧化氫催化濕式氧化(CWHPO)處理有機農藥廢水.用試驗確定了催化濕式氧化的條件,不同催化劑處理效果的比較表明,四元組合MnO,CuO,CeO:,CoO催化劑性能較好,當反應在常溫常壓下,維持pH79,反應時間為40min時,COD的去除率大于80%.色度去除率大于90%.2,生物碳處理法工藝生物碳處理含氟農藥廢水工藝是采用生物接觸氧化+沉淀+生物碳濾池工藝,對微電解處理后出水進行生物處理.簡單的工藝流程示意圖如下圖1:匾囹一匿鯉一匭匹麴t唾巫*醫(yī)弼蕊鷲l塵塑絲嬰簽!.璺逖!I生物碳濾池f一級】i+;生物接觸氧化fB段t匡覡凰I達標排放圖1生化處理工藝流程示意圖微電解處理后出水經稀釋配成生化進水,進入調節(jié)池(6L)貯存.在此調節(jié)廢水的pH=7.58.5,以及適當?shù)腃/N,C/P比例.原廢水進入調節(jié)池經均質,均量后,不調節(jié)pH,直接計量后泵入微電解反應器中進行微電解預處理,有效去除廢水的色度和部分難降解有機物,另外通過對難降解有機物的去除以及結構的改變.大大改善廢水的可生物降解性.出水經石灰中和除氟.去除絕大部分的F后,再經稀釋配水,進入生化池.廢一3湓4-日農藥水在生物接觸氧化池(A,B段)中的多種微生物菌群的作用下,將大部分有機物最終分解成二氧化碳,氮氣及水,少量難分解的有機物及其分解產物,經兩級生物濾池中生物碳的吸附和多種微生物的協(xié)同分解作用,出水達標排放或回用.3,生物膜法工藝生物膜法將微生物細胞固定在填料上,微生物附著于填料生長,繁殖,在其上形成膜狀生物污泥.與常規(guī)的活性污泥法相比.生物膜具有生物體積濃度大,存活世代長,微生物種類繁多等優(yōu)點,尤其適宜于特種菌在廢水體系中的應用.專家利用半軟性填料進行掛膜,處理菊酯類,雜環(huán)類綜合農藥廢水.當進水CODCr為6810,3130,1890mg/L時,經過24h的作用,細菌膜對CODCr的降解率分別達到24.8%,43.5%,53.4%.但可以看出由于農藥廢水毒性大等特點,不適合一些微生物生長,所以對農藥廢水的處理效果也不是很好.4,序批式活性污泥法工藝從土壤中分離得到以多菌靈生產農藥廢水為唯一碳源生長的13株菌.經鑒定為假單胞菌屬,研究了序批式活性污泥法(SBRSequencingBatchReac.tor)藝運行的最佳條件.所篩選的菌株對多菌靈農藥廢水的CODCr去除率為52.3%.專家從生產甲胺磷農藥的廢水中篩選具有促生化活性及可降解甲胺磷的光合細菌菌株,培養(yǎng)后第7天,該菌株可降解甲胺磷(65.2%,500mg/L和49.6%,1000m#L),樂果(45.4%,400mg/L),毒死稗(51.5%,400mg/L),該菌株也能夠以三唑磷,辛硫磷作為唯一碳源生長.5,活性污泥法工藝活性污泥法是當前應用最為廣泛的一種生物處理技術.其運行方式很多,主要有傳統(tǒng)活性污泥法,階段曝氣法,生物吸附法,完全混合法,延時曝氣法,漸減曝氣法.為了進一步提高活性污泥法的處理效果,豐富凈化功能,簡化設備和方便運轉,近年來活性污泥法在技術上有了不少的改進,如用氧氣代替空氣的純氧曝氣法,深水曝氣法,向曝氣池投加粉末活壯碳,兩級活性污泥法f吸附+傳統(tǒng)活性污泥法或AB法),問歇式活性污泥法(SBR法)等,還進一步研究關于活性污泥法脫氮,除磷,脫色,除臭和絮凝劑的應用.河南省某農藥廠主要生產氧化樂果農藥,日排工業(yè)廢水約2000m,現(xiàn)在采用中和微堿解一厭氧水解一SBR生化工藝處理該廠廢水,使廢水處理能力一3三廢處理提高到400mVd,取得了較為滿意的成效.三,農藥廢水生物處理展望目前,農藥工業(yè)的廢水生物處理工藝技術的主要發(fā)展趨勢是多種技術組合為一體的新技術,新工藝,如同步脫氮除磷好氧顆粒污泥技術,電一生物耦合技術,吸附一生物再生工藝技術,生物吸附技術以及利用光,聲,電與高效生物處理技術相結合的處理高濃度有毒有害難降解有機廢水的新型物化一生物處理組合工藝技術,如光催化氧化一生物處理新工藝,電化學高級氧化一高效生物處理技術,超聲波預處理一高效生物處理技術,濕式催化氧化一高效生物處理技術以及輻射分解生物處理組合工藝等.結合生物法和電化學法發(fā)展起來的電極生物膜法具有脫氮效率高,運行管理方便,處理費用低廉等優(yōu)點.電極生物膜法的原理是采用固定化技術將提純的反硝化菌固定在陰極表面,在低壓直流電作用下,陰極產生氫并在酶的催化作用下陰極表面的反硝化菌以電解產生的氫氣為電子供體,發(fā)生反硝化反應使硝酸鹽氮還原.Tomohide等使用復合電極生物膜反應器與微濾膜工藝結合地下水處理試驗,發(fā)現(xiàn)該組合工藝不僅可以去除生物反應脫落的懸浮物質,而且比一般的電極生物膜反應器高出360倍的脫氮效率.由以上農藥工業(yè)廢水處理工藝技術的發(fā)展趨勢中可以看出,農藥工業(yè)的廢水處理正朝著綜合,系統(tǒng),高科技的方向發(fā)展,