苯磺隆生產廢水物化處理工藝設計

林振鋒，吳榮芳，解清杰*

（1.江蘇蘇凈集團有限公司，江蘇蘇州 215000；2.江蘇大學 環境與安全工程學院，江蘇鎮江 212013）

苯磺隆是一種重要的磺酰脲類除草劑，主要用于苗后防除谷物田闊葉雜草。截至2018年4月，29家企業的苯磺隆原藥在我國登記，另有168種制劑產品獲得登記[1]。農藥生產廢水常用的處理方法主要有：物化法、生物法、鐵炭微電解、Fenton氧化法、物化—生物聯用法等[2-7]。鐵炭微電解和Fenton氧化技術具有處理成本低、操作簡便等特點，已成為高濃度有機廢水常用處理方法。江蘇某企業以苯磺隆原藥為主要生產產品，生產工藝產生的廢水中含有大量有毒有害物質。為了保護環境，響應當地環保部門要求，該企業投資280余萬元新建廢水處理設施，處理后的出水達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）三級標準要求。

1 廢水來源及水質

該企業廢水主要來源于苯磺隆生產車間的生產廢水，地面沖洗、淋浴、公廁、廚房等生活污水。生產廢水和生活污水均為間斷排放。廢水排放量和水質如表1所列。

表1 廢水排放情況

2 工藝設計

2.1 工藝流程選擇的依據

該廢水處理工藝需解決3個關鍵問題：1）有效去除高濃度有機污染物，降低色度，保證水質達標；2）可用于該廠廢水處理設備的土地面積緊張；3）廢水處理系統要求間斷運行，設計運行時間8 h/d。

2.2 污水處理系統設計原則

針對該企業廢水的特點，結合處理工藝技術要求，工藝設計原則如下：

1）廢水處理工藝必須具有針對性，穩定有效去除廢水中的污染物，以確保處理后出水達到環保部門提出的排放要求。

2）針對廢水COD濃度、色度高的特點，處理工藝系統必須具有高效可靠的處理單元。

3）受占地和間斷運行的限制，工藝系統需實現自動、快速凈化功能。

4）充分利用該企業原有的調節池、混凝沉淀池和污泥干化池。

5）處理系統所需的化學藥劑應盡可能采用本地易購產品或該企業現有原材料。

6）采用自動化控制系統，以保證處理效果穩定，減少人員配置。

7）處理系統需具有靈活的調節能力，以適應生產產品的調整。

2.3 廢水處理工藝流程

圖1為該企業廢水處理工藝流程圖。

圖1 廢水處理工藝流程圖

2.4 工藝流程說明

2.4.1 廢水的處理工藝說明

廢水自車間集水池泵入廢水處理站調節池，定時攪拌以均勻水質。由于廢水顯堿性，調節廢水pH值后，提升進入混凝沉淀單元，采用聚丙烯酰胺（PAM）、硫酸亞鐵去除廢水中懸浮固體和部分有機污染物。

經絮凝沉淀后的廢水進入復合微電解塔，塔中填料鐵炭在弱酸性條件下，以廢水為電解質，形成微電解環境，發生電化學反應和絮凝作用。電化學反應陽極產生Fe2+，其具有絮凝作用；陰極產生的活性H，以還原反應破壞廢水中難降解物質的結構，使大分子物質分解為小分子物質，使難生化降解物質轉變成易處理物質，提高廢水的可生化性。

經過微電解反應后的廢水中含有大量Fe2+、Fe3+，這些物質和廢水一起進入多級Fenton反應器，進一步去除廢水中的有機污染物。Fenton反應裝置內加入氧化劑、催化劑，產生大量氧化能力極強的自由基，有機物分子發生氧化分解，COD得到有效降低。

Fenton反應器出水進入化學調節池，采用氫氧化鈣調節pH值，并進一步凈化水質，同時確保水質達標。

化學調節池出水基本可以滿足排放要求，但是為了適應水質在一定范圍內的波動，確保出水穩定達標，化學調節池出水再經過活性炭濾池進行深度過濾，進一步凈化水質。炭濾反沖洗廢水入調節池重新處理。

2.4.2 污泥的處理工藝說明

各單元產生的污泥用污泥泵定期泵入污泥干化池，收集干化后的污泥，并外運至指定場所，過濾水回流至調節池，重新處理。

2.5 主要設備及參數

表2列出該企業廢水主要處理設備。除調節池、混凝沉淀池，以及污泥干化池為原有設備，其他設備均為后投資建設。

表2 廢水主要處理設備及參數

3 廢水處理系統的運行效果

經過近6個月的運行測試，整個廢水處理系統運行正常，出水水質達到設計要求，并通過當地環保局驗收。運行監測結果見表3，廢水處理系統各單元處理效果見表4。

表3 系統整體運行檢測效果

表4 廢水處理系統各單元處理效果

4 廢水處理系統的技術經濟分析

該苯磺隆生產企業廢水處理系統總占地面積217.9 m2（包括綠化和道路），其中廢水處理占地152.8m2。工程總投資280萬元，廢水處理系統進/出水量為20 m3/d。

統計廢水處理系統運行成本。1）電費。廢水處理系統總設計功率為14.4 kW，常用運行功率為8.7 kW。1 kW/h電能按0.60元計，廢水處理流量為2噸/h，則廢水處理電費為8.7×0.7×0.60/2=1.83元/噸。其中，0.7為常用設備的運行效率。2）人工費。廢水處理站可實現自動運行，無需專人管理，只配置場內環保管理人員1人兼職負責維護。因此，人工費可忽略不計。3）藥劑費。該廢水處理工藝需用硫酸亞鐵、絮凝劑PAM、雙氧水、氫氧化鈣和硫酸等藥劑，但每種藥品用量均較少。根據現行物價，PAM消耗量大約為0.2 kg/d，價格為30元/kg；硫酸亞鐵消耗量為1 kg/d，價格為4元/kg；雙氧水消耗量大約為5 kg/d，價格為3 000元/噸（液態）；氫氧化鈣消耗量大概為2 kg/d，價格為200元/噸；硫酸消耗量大概為0.05 kg/d，價格為4 000元/噸（液態）。廢水處理系統藥劑估計費用為1.28元/噸。廢水總計處理費用為：電費＋人工費＋藥劑費=1.83＋0＋1.28=3.11元/噸（不含折舊、大修費用）。

5 結論

采用混凝沉淀、復合微電解、多級Fenton氧化處理苯磺隆生產廢水具有良好的處理效果，排放水達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）三級標準。該處理工藝可行，可為苯磺隆生產廢水快速處理提供新思路。