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LEVAPOR生物膜工艺处理含高浓度盐的农药废水工程案例

如何有效地处理含高浓度盐分的农药废水对广大工程技术人员提出了很大的挑战。农药废水表现出以下特点:


农药的生产通常是非连续性的,进水的波动较大,生产出最终产品需要经过很多步的合成过程。


废水中含有很多不同种类的化学物质,其化学结构和性质差异很大。


很多污染物的溶解度很低,阻碍或抑制微生物菌群,因此对降解过程有拮抗和毒害作用。


盐度较高,一般情况下可达到15-45g/L,因其高渗透压减少了活性污泥的营养摄入。


但是通过现代生物技术的应用中这些污染物也能被非常有效地降解,在实际运用中以下因素应充分考虑到:


存在一定量的特殊活性的微生物菌群。


有效和稳定的生物降解所需要的微观环境,其参数可通过实验确定,一般来说生物降解可在好氧、缺氧和厌氧的环境下进行。


生物反应池。


对相关生物菌群的容纳和保护,防止其流失。有些微生物菌群的繁殖速度慢,容易被污水带出反应器,从而导致生化反应过程不稳定。


LEVAPOR生物膜工艺


通过将微生物菌群固定在有吸附能力和孔隙的LEVAPOR悬浮填料上,一些特殊生物菌群在反应池中的容纳和保护难题就迎刃而解,在悬浮填料上形成的高效生物膜能有效拮抗抑制剂和毒性物质,并使生化降解稳定进行。其作用的有效性已通过大量基于好氧,缺氧或厌氧环境的工程实例得到证明。





横截面  LEVAPOR®悬浮填料  厌氧细菌在其表面繁殖 


因为 LEVAPOR®悬浮填料的高吸附率和孔隙度,其对含难降解物质的污水的处理基于以下机理:


有毒抑制物质被吸附在悬浮填料表面,从而其对液相的抑制作用显著降低


微生物菌群能在生物膜上更快地繁殖生长,从而


在生物膜上的菌群对毒性物质的抵抗力显著增强


对吸附在悬浮填料上的污染物有极佳的降解效果


LEVAPOR悬浮填料的生物再生能力强


单位时间和空间的处理效率明显提高


剩余污泥的产量显著减少


LEVAPOR生物膜工艺处理农药废水工程案例


该项目所处理的废水有以下特点:


含盐浓度高。


原料和生产过程中的副产品对微生物菌群有毒害和抑制作用。


含有大量的溶剂,如甲醇、甲苯、二氯甲烷、甲基-异丁基酮等,这些物质容易生化降解。


项目概要


该农药厂的原料为三嗪和苯基脲,日均处理污水2000立方米。COD浓度为6000-10000 mg/L 。凯氏氮(TKN)浓度为500-800 mg/L, 其中的主要物质是很难水解酸化的有机氮(三嗪)。盐的浓度在10-28 mg/L 之间波动,主要是氯化钠。


原来该厂使用活性污泥法来处理废水,COD的降解率只能达到40-50%,无法达到所要求的80%的降解率。


项目实施


1.首先在实验室做了厌氧-好氧的模拟实验,得出以下结论:


1)污水的生化降解能力主要是由终产品和对微生物菌群有毒害和抑制作用的原料的浓度所决定。


2)在厌氧阶段和硝化阶段盐度的波动对废水的处理效果影响也很大。


3)微生物菌群需要固载在LEVAPOR上以避免水力和毒性物质的冲击。


4)在同样的负荷条件下如果只使用好氧工艺COD能被去除70-80%,而采用厌氧-好氧工艺COD去除率能达到85-93%。


2. 中试试验


为了确定最佳的工艺方案在该工厂做了与实际情况很相近的中试,在中试过程中充分考虑到因为季节原因产品线的变化情况,该中试持续了一年的时间。在厌氧和好氧反应器中均投加了一定量的LEVAPOR产品。


在中试过程中对各种流程参数和工艺条件作了充分的研究。在COD的单位负荷为3-4 kg/m3x天的相同条件下如果单独采用好氧段处理,COD的去除率为75%,而采用厌氧-好氧联级处理COD的去除率则能达到85-90%,超出了所要求达到的80%的降解率的目标。


工艺流程图如下:

从中可以看出厌氧处理的重要性,尽管80%COD的组成是易降解的有机物,但是因为随时间的推移抑制性和毒性物质会不断在反应池中累积,其对降解的效率与稳定性有较大的影响。


下面的表格说明了各种污染物的进水浓度以及水解+厌氧和好氧对去除率的贡献程度。





易降解的物质无论过程的稳定性如何都能全部去除,但绝大部分是在水解和厌氧阶段降解掉的。如果过程稳定性稍差,有些物质如甲基异丁基酮和胺类的一部分是在好氧阶段去除。


在该项目中还观察到在厌氧段过程稳定性对去除难降解物质的重要性。稳定性很好的情况下三嗪的去除率能达到92%,在不稳定状态下只能去除60%的三嗪。同样多的情况也可在硝化反应中观察到,如果流程不稳定原本正常运行的硝化过程也会中断。过程的不稳定性对非对称性苯基脲的影响相反比较小。


此后当地政府要求该厂对氨氮也做处理。通过对硝化菌和亚硝化菌的接种和对污水环境的适应,在厌氧-好氧环境中含氮有机物的去除率明显高于好氧环境。其中LEVAPOR发挥了很关键的作用,因为这些菌群的繁殖速度很慢,产率很低,很容易被污水从反应池中带出,其对酸碱度、温度和盐度的敏感性很高,此外有机和无机抑制物质对硝化反应的影响非常大,经常导致硝化反应不稳定。这些菌群固定在LEVAPOR悬浮填料中,其对有毒抑制物质以及酸碱度和温度的变化的耐受性更强,它们的存活时间也更长。

农用化学品有毒废水的多联级生物处理设施,包括硝化/反硝化

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