农药生产过程中产生大量废水,废水中的特征有机污染物以长链、杂环类物质为主,为农药废水的处理带来严峻的挑战。目前,农药废水经过企业一级预处理达到接管标准后再排入园区污水处理厂进行二次处理,处理后达标排放。企业预处理后的废水主要呈现有机物种类复杂、可生化性差、水质及水量波动大、具有一定生物毒性等特点,为二级处理设施的设计及运行带来极大的难度,污水处理厂通常采取生化处理+深度处理的工艺。有研究显示,臭氧催化氧化具有氧化性强、无二次污染、便于连续操作等优点,已被广泛运用于水处理中,近年来常被新建的工业污水处理厂在设计工艺流程时采用。曝气生物滤池也是近年来水处理领域研究的重点。
本工作通过中试试验,采用“厌氧消化—A/O—臭氧催化氧化—BAF”组合工艺处理农药企业污水处理站出水,研究该工艺技术路线的可行性和稳定性,优化工艺参数,为农药废水的深度治理提供依据。
1、实验部分
1.1 实验水样
实验用水取自某农药生产企业污水处理站出水。该企业以合成农药、农药中间体为主,同时加工多种剂型的制剂。该企业污水处理站主体采用“分质预处理+生化处理”的工艺,其中生化工段的总停留时间超过8d,生化出水的水质指
1)调节池:收集企业污水处理站出水,调节水质水量,有效容积4m3,停留时间8h。
2)ABR池:采用首格升流式ABR反应器,布水方式为底部穿孔管布水,池内安装组合填料,末格污泥回流,控制污泥质量浓度为6000mg/L。厌氧池有效容积为13.54m3,停留时间为27h。
3)A/O(MBR)池:A/O池有效容积17m3,其中A池停留时间8h,O池停留时间26h。A池采用机械搅拌机搅拌,投加醋酸钠进行反硝化,O池安装聚四氟乙烯(PTFE)材质膜组件,设置硝化液回流,回流比,池内污泥质量浓度控制在8000~10000mg/L。
4)臭氧催化氧化池:包括臭氧氧化池和脱气池,有效池容积0.75m3,臭氧氧化池停留时间1h,脱气池停留时间0.5h。臭氧氧化池内部填充催化剂,填充量为35%,臭氧投加量为50mg/L,采用刚玉曝气的方式在底部投加臭氧。
5)BAF池:陶粒填充层有效容积1m3,陶粒填充高度1.5m,顶部进水底部出水,停留时间2h,分别设置气、水反冲洗系统。
1.4 分析方法
COD、BOD5、ρ(NO3--N)、ρ(NH3-N)、TN、ρ(有机氮)和ρ(Cl-)等指标的测定均采用标准方法;pH采用酸度计(pHB-2型,上海雷磁仪器厂)测定;浊度采用便携式浊度仪(2100P型,HACH公司)测定。
2、结果与讨论
2.1 ABR池处理效果
ABR池启动初期,以某开发区污水处理厂好氧回流污泥和某市政污水厂生化污泥为接种污泥,辅以投加面粉及醋酸钠溶液进行驯化。培养初期以开发区污水处理厂好氧池配水井废水作为中试进水,并逐步混入化工废水,通过观察运行数据逐步增加实际废水加入量,直至正常进水。ABR池启动期间的COD及有机氮的变化情况分别为见图2、图3。从图中可以看出:厌氧运行20d后,有机氮开始有明显的去除,COD去除率也开始明显提高;到运行35d后,厌氧污泥开始成熟,COD去除率稳定在30%左右,有机氮去除率达60%以上,厌氧出水有机氮质量浓度低于10mg/L。经测定,废水BOD5/COD由原来的小于0.10提高到0.28,废水的可生化性得到提高,为后续MBR工艺单元进一步降解创造了条件。