1设计内容
本次设计选用“厌氧—好氧—高级氧化”的处理工艺,并对其工艺过程及设备进行优化设计。主要包括以下几个部分:
(1)厌氧:将农药生产废水进行厌氧处理,通过厌氧发酵,将有机污染物转化为CO2和水。
(2)好氧:对经过厌氧处理的废水进行好氧处理,使其进一步去除 COD,同时可以去除部分 BOD。其设计主要包括以下几个部分:①反应器内的空气量。②鼓风机风量。③污泥回流比。④水解酸化装置。
(3)高级氧化:通过高级氧化技术对农药生产废水进行进一步处理,通过高级氧化技术可以将部分有机物转化为无害的物质。其设计主要包括以下几个部分:①调节池内的 pH值;②接触氧化池内的 pH值;③二沉池内的 pH值;④污泥浓缩池内的 pH值。
(4)辅助设备:为了使农药生产废水能够进行有效处理,还需要配备一些辅助设备,包括真空泵、曝气器等。这些辅助设备都是为了使农药生产废水能够进行有效处理,使得其达到国家规定的排放标准。
1.1调节池
调节池主要用于调节废水中的 pH值,同时也可以用于调节废水中的盐分和有机物浓度,可以确保后续好氧过程进行。调节池设计面积为100m,设计深度为5m,其有效容积为1200m³。在调节池内安装了两套高效 pH计,并且将其安装在调节池的进水口和出水口处。这两套 pH计通过将 pH值的变化显示出来,使其能够及时的对农药生产废水进行控制和调节,同时还能够使污水得到进一步的净化处理。在调节池内安装了两套离心泵,其型号为DZLX-601R。离心泵的型号为HT-500-60,其工作压力为0.8 MPa。该离心泵将污水输送到反应池后,再进行搅拌混合。其混合比根据实际情况进行设计,一般情况下为1:1或者2:1。在反应池中加入适量的混凝剂进行混凝反应后,再将其输送到污泥浓缩池内。
1.2接触氧化池
接触氧化池主要是使接触氧化池内的微生物能够有效地接触氧化废水,从而使其能够充分发挥自己的功能。在接触氧化池内,需要设置曝气器,这种曝气器的设置,主要是为了使微生物能够更好地进行呼吸作用,同时可以使微生物进行降解有机污染物,从而降低其浓度。在本设计中采用的曝气器有两种类型,即双室式和单室式。在进行设计时,首先要根据其工作原理进行设计,这样可以使其能够充分发挥自己的功能。在设计接触氧化池时,要注意以下几点:①曝气强度要适当。因为其是生物处理过程中非常重要的一个环节,如果曝气强度过大,会使得微生物死亡较多;而如果曝气强度过小,会使得微生物的活性受到影响。因此,在设计时要对曝气器的曝气量进行适当调整。
②生物填料要合理设计。为了使生物处理效果得到保证,还需要根据实际情况选择合适的生物填料。本次设计中采用了蜂窝式生物填料和悬浮式生物填料两种生物填料。其中,悬浮式生物填料采用了大孔型蜂窝状结构,具有良好的透气性;而蜂窝状结构则能够有效地提高其表面的比表面积。通过实验数据可知:这种生物填料与其他传统生物填料相比,具有较好的处理效果。
1.3二沉池
二沉池主要作用是将废水中的大颗粒物质进行沉淀,然后将水中的悬浮颗粒进行分离。本设计中采用了斜板沉淀池,主要是为了去除废水中的悬浮物。
二沉池为钢筋混凝土结构,容积约为10m3,主要包括:
(1)斜板沉淀池:斜板沉淀池为圆筒形,直径约为3m,总高度约为5m,每一个斜板之间的距离约为0.5m。在二沉池底部设置了一个进水阀门和一个出水阀。
(2)斜管沉淀池:斜管沉淀池分为上流式和下流式两种。上流式斜管沉淀池由上流式沉砂池、斜板、回流泵、斜管提升泵等组成;下流式斜管沉淀池由下流式沉砂池、污泥回流泵、污泥提升泵等组成。上流式斜管沉淀池池型为矩形,其主要是由1个圆形的孔板和1个矩形的隔板组成;下流式斜管沉淀池池型为圆形,其主要是由1个方形的孔板和1个矩形的隔板组成。
(3)接触氧化池的作用是将废水中的有机物进一步去除。设计的接触氧化池主要包括以下几个部分:①混合区;②缺氧区;③厌氧区;④好氧区;⑤二沉池;⑥污泥浓缩池;⑦污泥脱水机房。
2工艺流程设计
根据农药生产废水的水质和水量,设计采用“隔油—气浮—活性炭吸附— UASB—A/O”工艺流程。
该工艺流程中的隔油池是废水处理系统中的第一道工序,其主要作用是除去废水中的大颗粒悬浮物,降低废水的表面张力,提高废水的可生化性。隔油池中的水采用泵抽至气浮管道,在气浮管道内加入化学药剂进行气浮处理,可以使废水中大颗粒悬浮物充分释放,通过气浮管道进入隔油池进行分离。气浮池出水进入活性炭吸附装置,通过活性炭吸附作用去除水中的氨氮和色度。经过处理后的出水再经过 UASB反应器进一步处理。UASB反应器内采用污泥回流技术,可以减少剩余污泥量,提高系统处理效率。
UASB反应器内设置填料,当废水流入反应器时,使水流上升到反应器的表面,水中悬浮物被填料上附着的微生物吸附,从而被微生物分解为CO2和H2O。经 UASB反应器处理后的水进入活性炭吸附装置进行进一步处理。活性炭吸附装置主要对废水中难降解污染物进行吸附处理。经混凝沉淀池处理后的出水再经过A/O氧化池进一步处理,最终达到《污水综合排放标准》排放标准。
2.1隔油池
隔油池是将废水中的油与水分离的构筑物,它可分为重力式隔油池和斜板隔油池。重力式隔油池是在沉淀池的基础上进行改造,利用重力原理进行废水分离的构筑物。其主要特点是:结构简单,占地面积小,但是结构紧凑、占地面积小,处理效率低;斜板隔油池是在重力式隔油池的基础上进行改造,利用斜板进行废水分离的构筑物,其主要特点是:结构紧凑,占地面积小、处理效率高、造价低。在农药生产废水处理中,斜板隔油池主要用于去除废水中的大颗粒悬浮物。其结构如下:(1)进水管设置在斜板下部;(2)进水管与斜板连接处设置集水槽,集水槽的截面尺寸为0.5m×0.5m;(3)集水槽下端设置进出水堰槽;(4)进水口安装格栅;(5)出水管安装在斜隔板上方。整个斜板隔油池是一个倾斜的矩形结构,其上部和底部都设进水管和出水管,中间部分设集水槽。
1.2气浮
气浮池中的废水是由隔油池上的隔油器抽出,用泵抽至气浮管道内进行气浮。在气浮池中加入一定浓度的 PAC、 PAM等化学药剂,使水中大颗粒悬浮物充分释放,经气浮池内的水流上升到一定高度后,随水流排出气浮池上的隔油器。气浮池内设置机械搅拌装置,利用机械搅拌使水中悬浮物和油珠充分混合,达到较好的去除效果。气浮出水进入混凝沉淀池进行进一步处理。气浮池内设置多个浮筒,当废水流入气浮管道时,由于浮筒的表面具有一定的粗糙度,使水中的油珠与浮筒表面接触从而达到去除油的效果。由于废水中含有大量难降解污染物,采用气浮池后难以达到理想的处理效果,因此需对废水进行深度处理。当气浮出水进入混凝沉淀池后,由于水与混凝剂形成混凝反应,使废水中不溶性固体物质及胶体物质分离出来而去除。经混凝反应后的废水进入A/O氧化池进行进一步处理。
1.3活性炭吸附
活性炭吸附法是目前常用的一种废水处理方法,其基本原理是通过对有机物的吸附来降低废水中的有机污染物含量。活性炭具有发达的微孔结构,比表面积大,吸附能力强,选择性好,吸附速度快,因此能够有效去除废水中的难降解有机物。
在该污水处理工艺中,为了确保活性炭吸附装置能够正常工作,必须设置预处理环节。该预处理环节包括活性炭预处理和稀释废水两个部分。其中,活性炭预处理是指将活性炭颗粒投入到废水中以去除水中的悬浮物和溶解性有机物;稀释废水是指将活性炭颗粒投入到废水中并调节 PH值以使其符合使用要求。为确保活性炭吸附装置的正常运行,必须对活性炭吸附装置进行定期维护与保养。对其进行维护和保养的主要内容包括:定期清洗吸附床内的滤芯和清洗吸附床上的颗粒状污染物;定期清理吸附床上的滤网,以保证过滤效果;定期清理吸附床底部和顶部的沉淀污泥;定期更换反洗水管路中的活性炭;定期检查、更换、清洗反洗水泵和过滤器。
为提高活性炭吸附装置处理能力,降低运行成本,对该污水处理工艺进行技术经济分析后认为:该污水处理工艺在生化出水达标排放的基础上,运行成本较低,具有较好的经济效益。
3工艺说明
根据《污水综合排放标准》的一级标准,在综合考虑农药生产企业生产废水的水质特点、排放水量和处理成本等因素的基础上,对农药生产废水处理工艺进行了设计。本工程主要采用物化法和生物法相结合的工艺来对废水进行处理,经过处理后的水质达到了《污水综合排放标准》中一级标准。
(一)物化法:主要是利用絮凝、混凝、气浮等方法使废水中的有机污染物分离去除,达到净化水质的目的。本工程中使用了絮凝沉淀和气浮工艺。
本工程中使用了生物接触氧化法,采用间歇运行方式。
(二)主要设备及材料
3.1曝气池:该装置是曝气池的核心,该装置包括鼓风机和曝气管道等。
3.2格栅:格栅主要是用于去除水中的大颗粒物质。
3.3调节池:该池主要是用于调节废水的水质,使其达到标准后进入后续处理装置中。
3.4反应池:该池主要用于进行废水处理,该池一般设置在调节池之后,在反应过程中需要大量的有机物作为原材料。
3.5沉淀池:该池主要是用来进行泥水分离,将沉淀后的污泥进行脱水处理,降低废水中的有机物含量。
3.6二沉池:该池长为1m,宽为0.6m,深为0.5m,主要是将废水中的部分污泥进行回收。
3.7污泥浓缩器:该设备可以使废水中的大部分污泥被浓缩,在浓缩后可以使废水得到进一步处理。
3.8消毒装置:该设备用于对废水中的重金属离子进行处理,同时还可以将消毒后的水排放出去。
3.9风机及鼓风机房:该设备用于输送药剂以及空气。在使用过程中需要将空气输送到鼓风机房内进行循环使用。
3.10配电间及控制柜:该设备用于将水处理装置和控制装置连接起来,便于对处理过程进行控制和管理。
4效果分析
在实际的处理过程中,物化法和生物法相结合的方法能够取得比较好的处理效果,并且具有很好的灵活性。在该处理工艺中,物化法是使用混凝气浮工艺进行处理,而生物法则是采用曝气生物滤池工艺进行处理。混凝气浮工艺主要是利用聚丙烯酰胺作为絮凝剂,使废水中的胶体物质能够快速地沉到水底。在水中投加聚丙烯酰胺之后,能够有效地去除水中的悬浮物。在该工艺中,混凝气浮工艺所起到的作用主要有两个方面:一是将水中的悬浮物通过絮凝剂进行絮凝沉淀;二是通过混凝气浮工艺对水中的有机物进行有效去除。在实际处理过程中,由于农药生产废水中含有大量的无机盐以及有机酸,而这些物质对微生物起到抑制作用。为了提高处理效果,在实际处理过程中,需要将混凝气浮工艺和曝气生物滤池工艺相结合。在这种处理工艺中,曝气生物滤池所起到的作用是提高废水的可生化性。通过曝气生物滤池技术能够有效地降低废水中的有机物含量,提高废水中有机物的可生化性。当废水中含有大量无机盐以及有机酸时,会使废水的可生化性降低。为了提高废水的可生化性,就需要对曝气生物滤池技术进行适当地改造,使其能够将这些物质分离出来。
需要注意曝气生物滤池所起到的作用是降低废水中有机物浓度。在实际处理过程中,为了提高废水中有机物浓度,通常都会采用生化处理方法进行处理。在进行生化处理时需要向水中投加大量的有机碳源、无机碳源以及少量无机碳源。这些物质不仅可以促进微生物更好地生长繁殖,还能够对废水中有机物进行分解。但是当投加有机碳源和无机碳源时会导致微生物营养不足,从而降低微生物活性。因此在实际处理过程中需要加入少量无机碳源来促进微生物生长繁殖。因为有机物含量降低可以提高废水的可生化性。为了提高废水可生化性就需要增加曝气生物滤池中的曝气量,这样才能有效地提高废水可生化性。
结束语
综合以上分析可知,物化法和生物法相结合是处理农药生产废水最适合的方法。如果采用物化法,就要对废水中的污染物进行彻底的氧化,否则就不能有效去除废水中的污染物;如果采用生物法,就要利用微生物将农药废水中的污染物分解为二氧化碳和水等无害物质。因此,在对农药生产废水进行处理时,一定要根据实际情况选择适合自己的处理方法。只有这样才能保证农药生产企业能够持续稳定的发展,同时还能保证环境的可持续发展。
参考文献:
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