农药废水处理设计方案.docx

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农药废水处理设计方案

******化工有限公司

——农药生产废水处理工程

设计方案

*****化工有限公司

*****化工有限公司

——农药生产废水处理工程设计方案

第一章概述

一、项目概况

本项目为*****化工有限公司农药生产废水处理工程，废水来源为丙溴磷和嘧啶类原药产品生产的工艺废水，设计最大废水排量30m3/天。

二、设计目标：

根据山东省半岛地区水污染物排放标准、有机磷类农药工业水污染物排放标准，以及*****化工有限公司工厂现场地理环境，本工程设计遵循的水质排放标准为山东省半岛地区水污染物排放标准（DB37/676-2007）和有机磷类农药工业水污染物排放标准。

三、设计依据

1、《中华人民共和国环境保护法》

2、《中华人民共和国水污染防治法》

3、《农田灌溉水质标准》GB5084-92

4、《GB8978污水综合排放标准》

5、《GB3838地面水环境质量标准》

6、《CJ生活杂用水水质标准》

7、《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》（DB37/676-2007）

8、《城市污水处理工程项目建设标准》（2001）

9、《给水排水工程设计规范》（GB50069-2002）

10、《钢制焊接常压容器》（JB／T4735-1997）

11、《建筑电器设计建设规范》（GBJ69-84）

四、设计原则

1、根据国家和山东省污/废水有关环境保护法规和用户的要求，排放标准按山东省半岛地区水污染物排放标准（DB37/676-2007）和有机磷类农药工业水污染物排放标准。

2、工艺合理、成熟、稳定。

3、设备运行过程中，便于操作，便于维修，动力消耗为节能性设计，降低运行费用。

五、建设规模和处理程度

1、处理能力

农药生产废水处理，设计处理能力30m3/天。

2、原水水质

本工程设计处理污水的进水水质指标为：

丙溴磷与嘧啶类农药生产一般性废水。

第二章工艺流程设计

一、废水特点

****化工有限公司是以丙溴磷、嘧霉胺等嘧啶类为主要产品的农药企业，其产生的废水属于可生化性差、难降解的有机废水，浓度高（COD值30000mg/l以上）、废水量小（少于30m3/天）。

丙溴磷（profenofos）——

化学名称：

O-（4-溴-2-氯苯基）O-乙基S-正丙基硫代磷酸酯；

分子式：

C11H15BrClO3PS；

分子量：

；

结构式：

嘧霉胺（pyrimethanil）——-

化学名称：

N-（4,6-二甲基嘧啶-2-基）苯胺；

分子式：

C12H13N3；

分子量：

；

结构式：

****化工有限公司的生产废水，一部分为酯化反应工艺的高盐废水（含盐量13%以上），一部分为缩合反应的低盐废水（含盐量小于1000mg/L），各自约占总生产废水排放量的一半。

二、工艺原理

****化工有限公司针对该废水特性，开发出一套循环利用的“治污用污”废水治理工艺。

此项技术的设计创新点在于摒弃传统的农药废水处理思路，不走单纯的废水处理路线，而是在对农药废水进行物化处理之后，变废为宝，合理利用加工成新产品，再经生化处理达到中水回用，从而实现环境保护和经济效益的双赢。

本工艺原理为多级物化与生化处理相结合，机理如下：

1）酸化：

废水中某些化合物具有环状结构，化学性质非常活泼，可与多种含有活泼氢原子的化合物在一定催化剂条件下发生亲核开环反应，分别生成小分子醇类，液相酸作催化剂可加快反应速度。

例如酸性条件下的乙基氯化物可水解为乙醇、磷酸和硫化氢，通空气吹脱，水解逸出的H2S气体用碱吸收生成硫化钠回用，水解产生的磷酸在微电解后用石灰乳中和，中和液经分离、沉淀、回收磷酸氢钙可作农用肥。

反应方程式如下：

酸化工艺一方面促进某些化合物水解，另一方面为下一步微电解工艺的进水PH做准备。

2）微电解：

微电解是基于金属腐蚀的电化学原理，通过铁炭在电解质溶液中形成原电池，使溶液中的胶体粒子沉积到电极上，同时电极反应的产物与溶液中污染物质起氧化还原化学反应，得到降解，成为较易处理的小分子，达到去除废水中污染物的目的。

原电池反应机理如下：

尤其在高盐度下，废水具有较高的导电性，采用铁碳微电解法处理更具有优势。

在此过程中，苯环类物质被氧化可能发生开环反应如下：

3）絮凝沉淀：

在酸性条件下用铁屑处理废水时，会产生Fe2+和Fe3+，它们是很好的絮凝剂，将溶液调节至碱性且有O2存在时，会形成Fe（OH）2和Fe（OH）3絮凝沉淀，Fe（OH）3是胶体絮凝剂，它的吸附能力高于一般药剂水解得到的Fe（OH）3的吸附能力。

这样废水中原有的悬浮物，通过微电解反应产生的不溶物和构成色度的不溶性染料均可被其吸附絮凝。

本步工艺将微电解出水用CaOH调节pH至9～10，静置30min，然后过滤。

4）电解：

针对生产废水中产生的高盐废水，特设置电解处理段。

废水的电解反应是相当复杂的，一般认为在反应中可产生三个可能的反应过程：

电氧化、电絮凝、电气浮。

高盐度有机废水，在敞开式电解过程中，可能发生以下反应：

5）生化（厌氧、好氧）：

经过上述步骤以后，大分子有机物基本上降解为无害的气体或小分子有机物，含小分子有机物的废水进入生化处理——厌氧生化段和好氧生化段。

有机物在好氧条件和厌氧条件下的分解过程和产物不同，在好氧条件下，好氧微生物通过好氧呼吸作用将有机物分解；厌氧条件下厌氧菌通过无氧呼吸或发酵作用分解有机物。

二者联用，可提高为有机物的处理程度。

与废水处理有关的主要微生物有细菌、真菌、藻类和原生动物，其中好氧微生物群有细菌、真菌、藻类和大部分的原生动物，厌氧微生物几乎全部是细菌。

微生物在生长、繁殖和代谢过程中产生了大量的酶系，通过各种酶的作用将废水中的有害污染物分解为无害物质。

以下给出几种针对丙溴磷工艺废水的有机物代谢机理。

在以卤代烷烃化合物为唯一碳源和能量的微生物中，有3种不同的代谢途径，

（1）由谷胱甘肽依赖型脱卤酶完成，

（2）氧化，（3）水解。

以原料溴丙烷为例，给出代谢机理如下：

而微生物对烷烃分子的代谢作用有三种类型：

途径A是将一个未端甲基通过单加氧反应生成伯醇，接着经过两步脱氢作用生成脂肪酸；途径B是将分子两端的甲基氧化生成一种α︰w-二羧酸；途径C为次末端氧化成酮。

脂肪酸通过β-氧化分解为乙酰COA，乙酰COA进入TCA循环被氧化为CO2和H2O。

大多数卤代芳香化合物都能通过卤代邻苯二酚降解，降解途径见图：

苯环的好氧生化降解机理如下：

在厌氧条件下，饱和烷烃可矿化为甲烷和CO2，如：

苯甲酸的厌氧生物降解机理为：

三、流程综述

针对****化工丙溴磷和嘧啶类农药生产废水COD（50,000mg/l）和总磷含量极高，属于可生化性差、难降解的高浓度小分子有机废水的特性，以及生产废水的高盐和低盐特征，主要采用均质调节、电化反应、化学反应、氧化脱色、污泥压滤等综合理化工艺。

治理工艺流程中既有传统活性污泥法、A/O生物除磷，又有精密过滤、超滤、THC微电解氧化、次氯酸钠氧化、臭氧氧化等深度理化处理工艺，处理后的水作为生产原料改性用水不进行排放。

生产废水首先流入调节池，依次经过酸化池酸化、THC池微电解氧化、ORP加药絮凝沉淀反应、压滤机除泥、次氯酸钠电解氧化工艺后用做抑蝇制剂生产工艺用水，制剂工艺产水经A/O生物处理和精密过滤工艺后可作为生产原料用水不进行排放。

图1工艺流程图

四、明细表

表1—主要构筑物明细表

序号

名称

编号

规格尺寸

数量（座）

备注

1

调节池1

V-11

100m3

1

利用原有土建

2

调节池2

V-21

30m3

1

框架砖砼结构

3

反应池1

V-12

25m3

1

框架砖砼结构

4

反应池2

V-13

25m3

1

框架砖砼结构

5

THC池

V-14

100m3

1

框架砖砼结构

6

反应池3

V-15

25m3

1

框架砖砼结构

7

生化池

V-16

260m3

1

框架砖砼结构

8

沉淀池

V-17

120m3

1

利用原有土建改造

9

排水池

V-18

30m3

1

利用原有土建改造

10

综合设备间

Z-01

150m2*6m

1

保温彩钢结构

注：

以上土建构筑也可由模块化污水处理单元替代。

表2—主要设备明细表

序号

名称

编号

规格

（主要技术参数）

数量

备注

1

原水提升泵

V-11-PT

8-10-0

2台

交替运行，

互为备用

2

V-02循环泵

V-12-PX

8-10-0

2台

交替运行，

互为备用

3

定量加药装置

S-121

定量100L*2，溶药100L，射流式

1套

容积定量控制

4

板框压滤机

S-11/111/112

BP-30

3台

污泥浓缩

5

ORP加药装置

S-131

EC301PH/12L

1套

PH/ORP控制

6

V-03循环泵

V-13-PX

8-10-0

2台

交替运行，

互为备用

7

V-03提升泵

V-13-PT

8-10-0

2台

交替运行，

互为备用

8

THC布水系统

V-14BS

PVC-U，5m3/h

1套

THC段

9

THC曝气系统

V-14BQ

PP-R，5m3/h

1套

THC段

10

气动洗涤系统

V-14QD

min,

1套

THC段

11

THC保安微

滤系统

V-14BW

1~10um，5m3/h

1套

THC段

12

罗茨鼓风机

S-141

WS100，

2台

交替运行，

互为备用

13

负压流体泵

V-14PF

4-30-0

2台

交替运行，

互为备用

14

PH加药装置

S-151

EC301PH/12L

1套

PH/ORP控制

15

生化回流泵

V-15-PZ

8-10-0

2台

交替运行，

互为备用

16

V-05提升泵

V-15PT

8-10-0

2台

交替运行，

互为备用

17

生物弹性填料

V-15SL

PP，￠100

微生物着床

18

活性污泥回流泵

V-16PH

8-10-0

2台

交替运行，

互为备用

19

排污泵

V-16PW

8-10-0

2台

交替运行，

互为备用

20

自动控制系统

ZH-24U*2

～

1套

全自动运行

表3—主要设备详细配置表

序号

名称

编号

规格

（主要技术参数）

数量

备注

1

定量加药装置

S-121

1台

容积定量控制

PE溶药罐

1台

V=1000L

定量式计量柱

2只

￠100*1500

文丘里加药器

3只

￠25

有机玻璃反应柱

1台

￠300*2000

工程塑料转子

流量仪

1套

LFS-50

液位保护开关

2套

AB-70

管阀配件

1套

配套

2

ORP加药装置

S-131

1套

PH/ORP控制

ORP检测

1套

EC301ORP

ORP传感器

1套

转换系数

η=97%

隔膜计量泵

1台

12L/h

PE溶药罐

1台

V=1000L

文丘里加药器

1只

￠25

反应柱

1台

￠300*2000

工程塑料转子

流量仪

1套

LFS-50

液位保护开关

2套

AB-70

管阀配件

1套

配套

3

THC曝气系统

V-14BQ

1套

THC段

微孔曝气管

100只

PP-R

管阀配件

1套

PP-R

4

气动洗涤系统

V-14QD

1套

THC段

min,

2台

气动执行阀

12个

气压管路

配套

热镀锌钢管

5

THC保安微

滤系统

V-14BW

1套

THC段

精滤管

200只

PE

6

PH加药装置

S-151

1套

PH/ORP控制

PH检测装置

1套

EC301PH

PH传感器

1套

PH

隔膜计量泵

1台

12L/h

PE溶药罐

1台

V=1000L

文丘里加药器

1只

￠25

反应柱

1台

￠300*2000

工程塑料转子

流量仪

1套

LFS-50

液位保护开关

2套

AB-70

管阀配件

1套

配套

7

生物弹性填料

V-15SL

310m3

微生物着床

弹性填料

310m3

PP，￠100

填料架

配套

8

好氧生化

曝气系统

V-16A/O

1套

微孔曝气管

448只

PP-R

曝气管网

配套

热镀锌钢管

9

臭氧发生装置

1套

臭氧发生器

2台

2*40g/h

文丘里混合器

2只

PVC-U

氧气瓶（15Kgf）

2套

普通市售钢瓶

10

竖流式溶氧罐

￠1000*6000

1台

钢质

11

自动控制系统

ZH-24U

~～

1套

全自动运行

12

精密过滤装置

S-22

5m3/h，5um

1台

承压式

13

溶盐调节罐

S-23

5000L

1台

PE

14

次氯酸钠

发生装置

S-24

CLS-1500

1套

直流电源部分

1台

电解槽

1台

1800*650

*1450

冷却部分

1套

15--35℃

15

贮液罐

￠*8000,21m3

2台

PE材质

16

设备底座/机架

配套

配套

钢质

17

布水管网

配套

配套

PVC-U

五、工艺流程说明

⑴、***化工农药生产废水分成两部分，一部分为低盐废水（全盐量小于1000mg/l），集合至调节池1（V-11），预先折流沉淀出原水中较粗大的固体物质。

沉入池底较少的沉淀物，定期清理送至污泥浓缩段；

在调节池1（V-11）池内设置有原水提升泵（V-11-PT），将原水送至反应池1（V-12）；

⑵、来自调节池1（V-11）的水体，在反应池1（V-12）由药定量加药装置（S-121）自动定量投加药剂（HC-Ⅰ），在循环泵（V-12-PX）的协同作用下，发生不同次序的化学反应；

此处的水力停留时间约小时；

反应池1（V-12）完全反应的水体经过板框压滤机（S-11），清液流至反应池2（V-13），压滤污泥落入污泥池；

⑶、反应池2（V-13）水体由ORP加药装置（S-131）自动计量投加药剂（HC-Ⅱ），在循环泵（V-13-PX）的协同作用下，发生不同次序的化学反应；

此处的水力停留时间约小时；

反应池2（V-13）完全反应的水体经过提升泵（V-13-PT）、板框压滤机（S-111），清液流至反应池THC段（V-14）；

⑷、THC段（V-14）在曝气装置（S-141（V-14BQ））的协同作用下，与投加的THC滤料的发生多种作用。

气动洗涤系统（V-14QD）保持THC滤料的良好作用。

THC保安微滤系统（V-14BW）防止THC随水力流失；

此处的水力停留时间大于2小时；

⑸、THC段（V-14）处理后的水体，经过上述大幅度处理的水体，通过负压流体泵（V-14PF）送至反应池（V-15），由PH加药装置（S-151）自动计量投加药剂（HC-Ⅲ），在循环泵（V-15-PX）的搅匀作用下，产生固液相分离，完全反应的水体经过板框压滤机（S-112），清液流至好氧生化池（V-16），压滤污泥落入污泥池；

此处的水力停留时间约小时；

⑹、好氧生化池（V-16），在曝气环境和微生物的作用小，使少量的小分子有机物降解为CO2和H2O；

⑺、好氧生化后的水体，经泵提升经臭氧氧化装置后，进一步降COD，并杀灭超标的细菌和微生物，此处水力停留时间约1小时；

⑻、流经臭氧氧化后的水体至沉淀池（V-17），在沉淀池（V-17）降SS。

活性污泥排污泵（V-17PW）回流至生化池（V-16）的前端；

⑼、从沉淀池排出的清澈水体至排放池（V-18）排放；

⑽、上述系统均受自动化系统ZH-24U*2连锁控制，完成全自动运行要求。

⑾、另一部分高盐废水，进入调节池2，由V-11PT提升泵加压至精密过滤装置（S-22）去除悬浮、沉淀及粗大颗粒，由溶盐调节罐（S-23）进行盐度调节后，于高氧化剂发生装置中，在外加直流电能的作用下，生成氧化药剂或消毒药剂、或者漂白药剂的原料产品。

六、处理后水质标准

低盐废水处理后出水水质达到山东省半岛地区水污染物排放标准（DB37/676-2007）和《有机磷类农药工业水污染物排放标准》相关标准，详见表4。

表4—低盐废水处理后水质参数表

单位：

mg/l（PH、色度除外）

序号

污染物项目

排放限制

污染物排放监控位置

1

PH（无量纲）

6～9

企业污水总排放口

2

化学需要量（CODcr）

100

企业污水总排放口

3

五日生化需氧量（BOD5）

20

企业污水总排放口

4

悬浮物（SS）

70

企业污水总排放口

5

色度（稀释倍数）

50

企业污水总排放口

6

氨氮

15

企业污水总排放口

7

挥发酚

企业污水总排放口

8

硫化物（以S计）

企业污水总排放口

9

磷酸盐（以磷计）

15

企业污水总排放口

10

单质磷

企业污水总排放口

11

甲醛

企业污水总排放口

13

中等毒性

丙溴磷

设施废水排放口

14

粪大肠菌群数，个/L≤

10000

企业污水总排放口

15

蛔虫卵数，个/L≤

2

企业污水总排放口

第三章运行成本分析

一、电耗

本项目实际运行功率负荷约32kW，日工作时间按12小时计算，属于间歇序批式运行，运行系数按计，电费按元/度计算，

吨水费用：

32×12××÷30≈元/吨水。

二、人工费

根据处理规模及设计经验，需专职工人1名（兼职也可），按1200元/月计算，

吨人工费用：

1×1200÷30÷30=元/吨污水。

三、药剂费

日常运行主要药剂消耗平均费用为23元/吨水。

四、总运行成本

总运行成本约为（电费+人工费+药剂费）：

30元/吨水。

`

第四章设计评估

1、采用预降解好氧生化法（THCO）处理****化工有限公司农药生产废水是可行的。

COD平均去除率达99%以上，色度平均去除率达到87%，SS平均去除率达90%。

2、在THC有机降解滤料设计中，处理苯环类物质的开环反应是是成功的。

3、废水处理运行费（含设备折旧费）较低，是能够满足实践情况的。

第五章建设工期及实施进度

该项目自合同签订后，90日内完成土建和设备的建造安装。

调试及操作培训20天，共计110天内完成全部工作。

****化工有限公司