一种综合处理草甘膦有机磷废水的方法与流程

本发明涉及微生物处理废水技术领域，更具体的是涉及一种综合处理草甘膦有机磷废水的方法。

背景技术：

环境是人类赖以生存和发展的基础，然而随着工业化和城市化进程的加快，污水成分已愈来愈复杂，草甘膦废水是化工农药行业生产草甘膦粉剂、水剂过程中排出的有机高浓度含重金属废水，主要特点为：碱度大，cod浓度大、含盐量高，并含有难降解的草甘膦、增甘膦、甘氨酸、亚磷酸盐等有机物，成为难处理有机废水之一，目前草甘膦生产废水，常用处理方法为：物理化学方法或生物方法，物理化学方法主要是通过一些强氧化剂或沉淀剂来破坏或转化有毒有害物质；生物方法是一种净化效果更高的方法，针对某些难以降解的有机物质和有毒物质，利用污水具备微生物生长和繁殖的条件，利用微生物的生命活动，使微生物能从污水中获取养分，对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法。其中，生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐，但同样存在反应时间长，生化效率低等局限性，由于环保形势越来越严峻，不同地区不同指标要求严格，因此需要系统化的生化工艺及装置对废水进行高效处理，以满足不同的实际情况。

单独的物理化学方法和生物方法均有自己的缺陷和不足，造成预处理结果不稳定，对后续生物处理造成影响，并且普通生物处理对预处理不彻底的大分子难降解有机物质无能为力，致使草甘膦废水处理后不能达标排放的问题发生。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提出了一种综合处理草甘膦有机磷废水的方法，所述方法包括预处理、物化处理、生化处理以及后处理步骤，具体包括以下步骤：

预处理：将草甘膦有机磷废水通入沉淀池内，投加沉淀剂进行初级沉淀，沉淀剂可将水体中的磷酸根以沉淀形式沉淀下来，达到快速除磷的目的；然后调节废水ph为2-3，使之更好地适应微电解反应；

物化处理：将调节ph值后的废水排入微电解-fenton反应器进行微电解，铁碳微电解是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2v电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的；在酸性充氧条件下发生电化学反应，其中电位低的铁成为阳极，铁失去电子成为fe²⁺进入溶液，电位高的碳成为阴极，电极上发生还原反应释放氢气；而亚铁离子与过氧化氢形成fenton试剂，在酸性条件下，h2o2在fe²⁺的催化作用下产生具有高反应活性的·oh，·oh的氧化电位高达2.8v，具有极强的氧化性能，可以将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物；另外，微电解-fenton组合反应的出水中含有fe³⁺和fe²⁺，均匀曝气将会在反应器均匀布散氧气，产生絮凝性极强的fe(oh)3，吸附废水中的悬浮物；其中，酸性越强微电解效果越好，从经济角度考虑，将ph设定为2-3。

生化处理：厌氧降解前将废水ph已调至5.5-8，然后将废水依次输入厌氧反应器和好氧反应器进行厌氧强化水解反应和好氧强化降解反应；一级厌氧水解酸化将大分子有机物转变为易生化的小分子有机物，提高废水的可生化性，再经二级好氧生物降解将有机物转化为h2o和co2等无害产物，最后将剩余杂质及磷酸根通过化学药剂絮凝沉淀，达到彻底净化的目的。

后处理：将生物处理后的废水依次经化学沉淀、絮凝沉淀和机械过滤步骤，进一步去除残余污染物，最终实现达标排放；

所述的微电解-fenton反应器包括壳体，设置于壳体上部的上分隔板和壳体下部的下分隔板将壳体内部空间分隔为上部空间、中部空间和下部空间；所述的中部空间内填充有铁碳填料；中部空间内设置有沿壳体高度方向左右交替设置的截流板，所述截流板倾斜设置且与水平方向的夹角为20-40°；所述下部空间内设置有螺旋形绕制的曝气盘管，所述曝气盘管管壁上设置有透气孔；所述曝气盘管通过一进气管与设置在壳体外的鼓风机相连；壳体下部空间设置有污水进口，所述污水进口通过污水管道与污水泵相连；所述的污水泵与污水进口之间的污水管道通过加药管与h2o2加药箱相连，所述的加药管上设置有计量泵；所述上分隔板和下分隔板上均设置有过水孔。

优选地，所述的厌氧反应器和好氧反应器均包括罐体、设置在罐体内部的多层反应单元；所述的罐体设有内壁和外壁，内壁与外壁之间围合的形成夹层空间，外壁的下部和上部分别设有保温水入口和保温水出口，内壁的下部设有进水口和出水口，内壁底部设有排泥口；所述反应单元由与罐体内壁固定设置的双层多孔板以及填充在所述双层多孔板之间的微生物填料组成，所述的微生物填料由多孔载体与吸附在多孔载体上的微生物菌种组成；其中，所述的好氧反应器外壁的下部还设有压缩空气入口。

优选地，所述的物化处理时间为3-5h，曝气盘管采用均匀不连续曝气，曝气量1-1.5l/min，曝气时间为每30min曝气10min。

优选地，所述的沉淀剂为三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁中的一种或几种。

优选地，所述的生化处理步骤中控制厌氧反应温度为25-40℃，反应时间为4-12h，含氧量小于1mg/l。

优选地，所述的生化处理步骤中控制好氧反应温度为25-40℃，反应时间为4-12h，含氧量大于8mg/l。

优选地，后处理步骤中化学沉淀使用铁系或铝系沉淀剂，所述的铁系或铝系沉淀剂为聚合氯化铝、氯化铁或聚合硫酸铁中的一种或几种的组合。

优选地，后处理步骤中的絮凝沉淀步骤投加的絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺或阳离子聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合。

优选地，所述的多孔载体选用纤维素纤维或聚酯，多孔载体孔隙率为95％以上，单元体积为0.1-5cm³，反应部件在装置中填充率为60-70％。

本发明的有益效果如下：

(1)包括预处理、物化处理、生化处理以及后续的絮凝沉淀等工艺，成本低，针对性强，工艺简单，将微电解电化学反应与fenton氧化反应合并入同一反应器中，提高铁碳微电解床体分解有机大分子的能力，提高废水的可生化性，大幅度地降低废水的cod和色度，进而大幅度降低生化处理系统负荷，具有反应迅速、氧化较彻底、不产生二次污染等优点。

(2)微电解-fenton反应器内设置有倾斜的截流板，能最大可能地延长废水在铁碳填料中反应的流程，而且可以使废水在铁碳填料中的流路更加顺畅，废水可以均匀地向上流动，减少乱流、窜流现象，有助于微电解反应的顺利进行；设置螺旋形绕制的曝气盘管，使得盘管透出的气体分布更为均匀，避免设备出现板结短流现象；

(3)本发明设置一级厌氧和二级好氧工序，一级厌氧水解酸化将大分子有机物转变为易生化的小分子有机物，提高废水的可生化性，再经二级好氧生物降解将有机物转化为h2o和co2等无害产物，最后将剩余杂质及磷酸根通过化学药剂絮凝沉淀，达到彻底净化的目的。

附图说明

图1为本发明中微电解-fenton反应器结构示意图；

图2为本发明中的曝气盘管结构示意图；

图3为本发明中的厌氧反应器和好氧反应器的罐体结构示意图；

图中，1-壳体、10-铁碳填料、11-上分隔板、12-下分隔板、13-上部空间、131-污水出口、14-中部空间、15-下部空间、16-截流板、17-曝气盘管、170-透气孔、171-进气管、172-鼓风机、2-污水管道、21-污水泵、3-h2o2加药箱、31-加药管、32-计量泵、4-罐体、41-反应单元、411-双层多孔板、412-微生物填料、42-内壁、43-外壁、44-保温水入口、45-保温水出口、46-进水口、47-出水口。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

草甘膦有机磷废水(cod为1834mg/l，tp为121mg/l)；投加铁系除磷剂进行初级沉淀预处理，用量为4g/l；预处理后废水cod1620mg/l，tp为32mg/l，出水加酸调节ph至2-3，进入微电解-fenton反应器反应4.5h，曝气盘管采用均匀不连续曝气，曝气量1l/min，曝气时间为每30min曝气10min；以污水投加量，h2o2投加量为10.0g/l，反应后期会出现乳白色混浊物，此时可以停止反应；物化处理后废水cod523mg/l，tp为22mg/l，出水用石灰调节ph为5.5-8，然后将废水通过厌氧反应器的进水口引入厌氧反应器进行反应，反应温度控制为35℃，反应时间为9h，含氧量为0.5mg/l；然后将废水引入好氧反应器进行反应，反应温度控制为35℃，反应时间为11h，含氧量为8.0mg/l；厌氧反应器和好氧反应器的多孔载体单元体积为1cm³，多孔载体在装置中填充率为65％；处理后废水经好氧反应器的出水口排出；处理后废水的cod为86mg/l、tp为15mg/l；生化污泥由排泥口排出；最后将废水输入絮凝沉淀池处理，依次投加氯化铁、阴离子聚丙烯酰胺，最后经机械过滤步骤，出水指标为cod:43.1mg/l、tp：0.87mg/l，水质澄清透明，符合园区纳管排放标准。

所述的微电解-fenton反应器包括壳体1，设置于壳体1上部的上分隔板11和壳体下部的下分隔板12将壳体内部空间分隔为上部空间13、中部空间14和下部空间15；所述的上部空间13侧壁设置有污水出口131；所述的中部空间14内填充有铁碳填料10；中部空间14内设置有沿壳体高度方向左右交替设置的截流板16；所述截流板16倾斜设置且与水平方向的夹角为20-40°；所述下部空间15内设置有螺旋形绕制的曝气盘管17，所述曝气盘管管壁上设置有透气孔170；设置有所述曝气盘管17通过一进气管171与设置在壳体外的鼓风机172相连；壳体1下部空间设置有污水进口，所述污水进口通过污水管道2与污水泵21相连；所述的污水泵21与污水进口之间的污水管道通过加药管31与h2o2加药箱3相连，所述的加药管31上设置有计量泵32；所述上分隔板11和下分隔板12上均设置有过水孔(未示出)。

所述的厌氧反应器和好氧反应器均包括罐体4、设置在罐体4内部的多层反应单元41；所述的罐体4设有内壁42和外壁43，内壁42与外壁43之间围合的形成夹层空间，外壁43的下部和上部分别设有保温水入口44和保温水出口45，内壁42的下部设有进水口46和出水口47，内壁底部设有排泥口48；所述反应单元41由与罐体内壁固定设置的双层多孔板411以及填充在所述双层多孔板之间的微生物填料412组成，所述的微生物填料由多孔载体与吸附在多孔载体上的微生物菌种组成；其中，所述的好氧反应器外壁的下部还设有压缩空气入口(未示出)。

实施例2

草甘膦有机磷废水(cod为2143mg/l，tp为132mg/l)；投加铁系除磷剂进行初级沉淀预处理，用量为4g/l；预处理后废水cod1765mg/l，tp为45mg/l，出水加酸调节ph至2-3，进入微电解-fenton反应器反应5h，曝气盘管采用均匀不连续曝气，曝气量1.5l/min，曝气时间为每30min曝气10min；以污水投加量，h2o2投加量为9.3g/l，反应后期会出现乳白色混浊物，此时可以停止反应；物化处理后废水cod640mg/l，tp为28mg/l，出水用石灰调节ph为5.5-8，然后将废水通过厌氧反应器的进水口引入厌氧反应器进行反应，反应温度控制为40℃，反应时间为12h，含氧量为0.6mg/l；然后将废水引入好氧反应器进行反应，反应温度控制为40℃，反应时间为10h，含氧量为8.2mg/l；厌氧反应器和好氧反应器的多孔载体单元体积为2cm³，多孔载体在装置中填充率为65％；处理后废水经好氧反应器的出水口排出；处理后废水的cod为92.5mg/l、tp为18mg/l；生化污泥由排泥口排出；最后将废水输入絮凝沉淀池处理，依次投加氯化铁、阴离子聚丙烯酰胺，最后经机械过滤步骤，出水指标为cod:53.2mg/l、tp：1.3mg/l，水质澄清透明，符合园区纳管排放标准。

实施例3

草甘膦有机磷废水(cod为1940mg/l，tp为109mg/l)；投加铁系除磷剂进行初级沉淀预处理，用量为3g/l；预处理后废水cod1536mg/l，tp为34mg/l，出水加酸调节ph至2-3，进入微电解-fenton反应器反应5h，曝气盘管采用均匀不连续曝气，曝气量1l/min，曝气时间为每30min曝气10min；以污水投加量，h2o2投加量为12g/l，反应后期会出现乳白色混浊物，此时可以停止反应；物化处理后废水cod494mg/l，tp为25mg/l，出水用石灰调节ph为5.5-8，然后将废水通过厌氧反应器的进水口引入厌氧反应器进行反应，反应温度控制为35℃，反应时间为12h，含氧量为0.5mg/l；然后将废水引入好氧反应器进行反应，反应温度控制为40℃，反应时间为12h，含氧量为8.0mg/l；厌氧反应器和好氧反应器的多孔载体单元体积为1.5cm³，多孔载体在装置中填充率为65％；处理后废水经好氧反应器的出水口排出；处理后废水的cod为89.3mg/l、tp为13mg/l；生化污泥由排泥口排出；最后将废水输入絮凝沉淀池处理，依次投加氯化铁、阴离子聚丙烯酰胺，最后经机械过滤步骤，出水指标为cod:53.1mg/l、tp：1.37mg/l，水质澄清透明，符合园区纳管排放标准。

实施例4

草甘膦有机磷废水(cod为1346mg/l，tp为143mg/l)；投加铁系除磷剂进行初级沉淀预处理，用量为2g/l；预处理后废水cod1245mg/l，tp为38mg/l，出水加酸调节ph至2-3，进入微电解-fenton反应器反应3h，曝气盘管采用均匀不连续曝气，曝气量1l/min，曝气时间为每30min曝气10min；以污水投加量，h2o2投加量为9.5/l，反应后期会出现乳白色混浊物，此时可以停止反应；物化处理后废水cod325mg/l，tp为23mg/l，出水用石灰调节ph为5.5-8，然后将废水通过厌氧反应器的进水口引入厌氧反应器进行反应，反应温度控制为40℃，反应时间为12h，含氧量为0.5mg/l；然后将废水引入好氧反应器进行反应，反应温度控制为35℃，反应时间为10h，含氧量为8.8mg/l；厌氧反应器和好氧反应器的多孔载体单元体积为1.5cm³，多孔载体在装置中填充率为65％；处理后废水经好氧反应器的出水口排出；处理后废水的cod为72mg/l、tp为13mg/l；生化污泥由排泥口排出；最后将废水输入絮凝沉淀池处理，依次投加氯化铁、阴离子聚丙烯酰胺，最后经机械过滤步骤，出水指标为cod:42mg/l、tp：0.88mg/l，水质澄清透明，符合园区纳管排放标准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。