CN107176718A - 一种膜法处理农药废水的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种膜法处理农药废水的装置，包括混凝沉淀池、超滤装置、反渗透装置、反渗透浓水箱、纳滤装置，其特征在于：所述混凝沉淀池(1)圆锥形钢结构桶体，所述原水箱(2)为一箱体，所述超滤装置(5)通过原水增压泵(3)与原水箱连接，所述中间水箱(6)为一箱体，所述反渗透装置(8)设有反渗透膜，所述反渗透浓水箱(11)为一箱体，箱体的底端通过纳滤高压泵(12)与纳滤装置(13)底部连接；纳滤装置设有纳滤膜，所述污泥储存水箱(15)的顶端与混凝沉淀池的底端连接。本发明具有装置结构简单、制作方便，对CODCr、TOC的平均去除率达到90％，废液减量可达到70％以上，撬装式一体化设备和方便运输安装的优点。

Description

一种膜法处理农药废水的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水处理装置，具体地说，是一种膜法处理农药废水的装置和方法。
背景技术
进入21世纪，伴随着工业化水平的突飞猛进，我国的废水产生量与日俱增。尤其是农药废水，具有机物浓度高、成分复杂、且含有对环境和人体有害有毒的物质，再加上近年来我国对于环境的重视程度越来越高，不断完善的环境保护法以及修改的排放的标准对于处理这些农药危险废水更是加大了难度。于是，如何既能合理的处理又能减少企业的成本赢得最大的利润是当今社会正在探索的问题之一。
农药废水是指农药厂在农药生产过程中排出的废水。废水水质、水量不稳定。主要分为含苯废水、含有机磷废水、高浓度含盐废水、高浓度含酚废水、含汞废水。农药品种繁多，农药废水水质复杂，其主要特点是污染物浓度较高,COD(化学需氧量)可达每升数万毫克；毒性大,废水中除含有农药和中间体外,还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难以降解的物质；有恶臭，对人的呼吸道和粘膜有刺激性；水质、水量不稳定。因此，农药废水对环境的污染非常严重。农药废水处理的目的是降低农药生产废水中污染物浓度，提高回收利用率，力求达到无害化，但处理技术尚不完善。
另一方面，目前处理农药废水的主要方法是焚烧法，此方法具有简单易行等优点，但也有不少问题。其中最大的问题就是会造成资源的浪费，因为绝大多数危险废水含有大量的水分，可以进行二次处理即减量化。而近年来膜技术发展越来越成熟，它具有操作简单，占地面积小，自动化程度高等优点，最重要的是可以进行废水的浓缩，恰好达到减量化的效果。
膜处理技术一般包括超滤、纳滤、反渗透，膜材料不同，膜孔径也逐渐减小，可分离更小的物质。目前在膜***之前还要进行预处理，已降低污水对膜的损坏。然而，目前这种工艺大多应用于饮用水、生活污水、低浓度工业废水方面，用于农药废水，且COD含量高的废水研究报道还比较少。由于某些农药废水含水量高，如果全部按照危险废水进行处理，会造成资源的严重浪费，而且转移这些废水，会增加运行费用，急剧提高成本。
因此已知的农药废水处理方式存在着上述种种不便和问题。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种高效、操作简便、运行成本较低的膜法处理农药废水的装置。
本发明的另一目的，在于提出一种废水减量化的膜法处理农药废水的装置。
本发明的又一目的，在于提出一种高效、操作简便、运行成本较低的膜法处理农药废水的装置的处理方法。
本发明的再一目的，在于提出一种废水减量化的膜法处理农药废水的装置的处理方法。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种膜法处理农药废水的装置，农药废水含有农药生产中的清洗废水，清洗废水包括增稠剂、分散剂以及吡唑醚菌酯农药活性成分，包括混凝沉淀池、原水箱、超滤装置、中间水箱、反渗透装置、反渗透浓水箱、纳滤装置、最终浓水箱、污泥储存水箱、污泥脱水装置，其特征在于：
所述混凝沉淀池圆锥形钢结构桶体，桶体顶端设有搅拌器，搅拌器的频率范围为0-50HZ，以控制搅拌机转速，伴随搅拌机加入混凝药剂和絮凝药剂；
所述原水箱为一箱体，箱体与混凝沉淀池的中部连通，混凝沉淀池中的上清液排至原水箱；原水箱底部与原水增压泵连接；
所述超滤装置通过原水增压泵与原水箱连接，且原水箱的原水经保安过滤器进入超滤装置；超滤装置设有滤膜，滤膜采用中空纤维膜，使用聚丙烯PP滤芯或聚偏氟乙烯PVDF滤芯；
所述中间水箱为一箱体，中间水箱顶部与超滤装置连接，接受经超滤的水；中间水箱底部与反渗透高压泵的进口端连接；
所述反渗透装置设有反渗透膜，反渗透装置底部与反渗透高压泵的出口端连接，反渗透装置顶部与合格水箱连接；反渗透装置设有加药***，通过加药***的泵加入阻垢剂和杀菌剂；
所述反渗透浓水箱为一箱体，箱体的顶端与中间水箱连接，其连接管路的旁路中与小推车清洗装置连接，箱体的底端通过纳滤高压泵与纳滤装置底部连接；纳滤装置设有纳滤膜，纳滤装置的顶端通过管道与最终浓水箱连接；
所述污泥储存水箱的顶端与混凝沉淀池的底端连接，其连接管路的旁路中与清洗装置连接，污泥储存水箱的底部通过污泥泵与污泥脱水装置连接，污泥脱水装置与滤液储存装置连接。
本发明的膜法处理农药废水的装置还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的膜法处理农药废水的装置，其中所述混凝药剂包括氢氧化钠、聚合氯化铝、聚合氯化铁。
前述的膜法处理农药废水的装置，其中所述絮凝药剂包括聚丙烯酰胺、壳聚糖及有机高分子絮凝剂。
前述的膜法处理农药废水的装置，其中所述聚丙烯PP滤芯的滤精度为1-10μm。
前述的膜法处理农药废水的装置，其中所述反渗透膜设有芳香族聚酰胺螺旋卷式复合膜，平均膜通量30-58L/h/m2，采用串联方式连接。
前述的膜法处理农药废水的装置，其中所述纳滤膜平均膜通量为10～27L/h/m2，采用并联方式连接；
前述的膜法处理农药废水的装置，其中所述清洗装置为小推车式清洗装置，能借助车轮移动，清洗装置装有清洗剂，清洗装置设有快速接头能与反渗透装置、纳滤装置相应设置的接头快速连接，且对纳滤膜或反渗透膜进行清洗；清洗装置设有单独的保安过滤器、清洗泵、清洗剂配制桶、恒温装置。
前述的膜法处理农药废水的装置，其中所述清洗剂为氢氧化钠及柠檬酸；
前述的膜法处理农药废水的装置，其中所述处理农药废水的装置为一体化装置，所有单元装置包括混凝沉淀池、超滤装置、反渗透装置、纳滤装置均集成密集安装在一个箱体内。
前述的膜法处理农药废水的装置，其中所述箱体为集装箱。
前述的膜法处理农药废水的装置，其中特征在于，所述处理农药废水的装置为撬装式装置，便于运输安装。
一种膜法处理农药废水的装置的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
a、废水经絮凝沉淀进原水箱通过保安过滤器去除颗粒较大固体悬浮物
将吨桶中的农药废水通过水泵打入混凝沉淀池至刻度线，混凝沉淀池中投入一定量配置好的聚合氯化铝溶液；伴随搅拌器投入一定量配置好的絮凝剂聚丙烯酰胺溶液，沉淀2-24小时，将混凝沉淀池清澈的上清液排至原水箱；
b、废水经超滤装置处理水中的胶体及悬浮物质进中间水箱
检查保安过滤器，在压力的作用下，使废水通过保安过滤器、超滤膜及其水箱管路阀门，开启原水箱增压泵，进入产水模式；待产水结束如需要，进行超滤膜清洗；
c、废水经反渗透处理装置产水达标排放
检查纳滤和反渗透装置的管路阀门开启状态，开启反渗透高压泵和纳滤高压泵，调节高压泵的频率，以及产水/浓水流量，进入产水状态，产水结束后关闭高压泵、进出水阀门；如需要，进行膜清洗；在清洗桶里配好清洗液，检查清洗桶-高压泵-纳滤、反渗透管路阀门开启状态。开起纳滤高压泵和反渗透高压泵，进行循环清洗；
d、絮凝沉淀池的污泥排放
检查污泥***的管路阀门开启状态，开启污泥泵，将絮凝沉淀池的污泥打入污泥储存水箱，开启污泥泵以及污泥脱水装置，一部分污泥排放，另一部分污泥脱水进入滤液收集装置与废水一起打入絮凝沉淀池再进行废水循环处理。
本发明的膜法处理农药废水的装置的处理方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的方法，其中所述聚合氯化铝溶液浓度为20％。
前述的方法，其中所述聚丙烯酰胺溶液浓度为1mg/L。
前述的方法，其中所述保安过滤器的过滤孔径0.5～120μm范围。
前述的方法，其中所述超滤膜的孔径0.2um。
前述的方法，其中所述超滤膜清洗在清洗剂配制桶里配好清洗液，先采用浓度0.1％NaOH，加入0.025％十二烷基苯磺酸钠的清洗液进行碱洗，再采用浓度3％柠檬酸进行酸洗；清洗的压力为0.4MPa，清洗时间30min，清洗温度25℃，检查增压泵、超滤装置的烦清洗管路阀门处于开启状态，开起清洗泵，进行超滤膜的反冲洗。
前述的方法，其中所述膜法处理农药废水的装置的处理方法适用于化工行业产生的废水或其他危险废水处理。
采用上述技术方案后，本发明的膜法处理农药废水的装置和方法具有以下优点：
1、装置结构简单、制作方便，占用面积小、成本低，自动化程度高；
2、膜法处理效果显著，能全部去除悬浮物，对CODCr、TOC、活性成分的平均去除率达到90％，产水完全能保证达到国家的相关排放标准，甚至可以回用于生产；
3、撬装式一体化设备，处理***集成在集装箱内，方便运输安装。
4、装置为经济、高效的废液处理设备，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例的膜法处理农药废水的装置的工艺流程框图；
图2为本发明实施例的膜法处理农药废水的装置的设备布置示意图。
图中：1混凝沉淀池，2原水箱，3原水增压泵，4保安过滤器，5超滤装置，6中间水箱，7反渗透高压泵，8反渗透装置，9合格水箱，10小推车清洗装置，11反渗透浓水箱，12纳滤高压泵，13纳滤装置，14最终浓水箱，15污泥储存水箱，16污泥泵，17污泥脱水装置，18滤液储存装置。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。
实施例1
本发明的膜法处理农药废水的装置，包括混凝沉淀池1、原水箱2、超滤装置5、中间水箱6、反渗透装置8、反渗透浓水箱11、纳滤装置13、最终浓水箱14、污泥储存水箱15、污泥脱水装置17。
图1为本发明实施例的膜法处理农药废水的装置的工艺流程框图。所述混凝沉淀池1圆锥形钢结构桶体，桶体顶端设有搅拌器，搅拌器的频率范围为0-50HZ，以控制搅拌机转速，伴随搅拌机加入混凝药剂和絮凝药剂；所述混凝药剂包括氢氧化钠、聚合氯化铝、聚合氯化铁。所述絮凝药剂包括聚丙烯酰胺、壳聚糖及有机高分子絮凝剂。
所述原水箱2为一箱体，箱体与混凝沉淀池的中部连通，混凝沉淀池中的上清液排至原水箱；原水箱底部与原水增压泵3连接；
所述超滤装置5通过原水增压泵3与原水箱2连接，且原水箱的原水经保安过滤器4进入超滤装置；超滤装置设有滤膜，滤膜采用中空纤维膜，使用聚丙烯PP滤芯或聚偏氟乙烯PVDF滤芯；所述聚丙烯PP滤芯的滤精度为1-10μm。
所述中间水箱6为一箱体，中间水箱顶部与超滤装置连接，接受经超滤的水；中间水箱底部与反渗透高压泵7的进口端连接；
所述反渗透装置8设有反渗透膜，反渗透装置底部与反渗透高压泵7的出口端连接，反渗透装置顶部与合格水箱9连接；反渗透装置设有加药***，通过加药***的泵加入阻垢剂和杀菌剂；所述反渗透膜设有芳香族聚酰胺螺旋卷式复合膜，平均膜通量30-58L/h/m2，采用串联方式连接。
所述反渗透浓水箱11为一箱体，箱体的顶端与中间水箱连接，其连接管路的旁路中与小推车清洗装置10连接，箱体的底端通过纳滤高压泵12与纳滤装置13底部连接；纳滤装置设有纳滤膜，纳滤装置的顶端通过管道与最终浓水箱14连接；所述纳滤膜平均膜通量为10-27L/h/m2，采用并联方式连接；。
所述污泥储存水箱15的顶端与混凝沉淀池1的底端连接，其连接管路的旁路中与小推车清洗装置10连接，污泥储存水箱15的底部通过污泥泵16与污泥脱水装置17连接，污泥脱水装置与滤液储存装置18连接。
实施例2
本发明膜法处理农药废水的装置的处理方法，包括以下步骤：
a、将吨桶中的废水，废水含有农药生产中的清洗废液包括增稠剂、分散剂以及吡唑醚菌酯等农药活性成分，通过水泵打入混凝沉淀池至刻度线，先加入氢氧化钠使pH达到8-11，再投入一定量配置好的聚合氯化(PAC)溶液，20％浓度的PAC溶液，投加量在1000-8000mg/L。开启搅拌器，搅拌速率60-100转/分钟，搅拌10-20分钟，停止搅拌；投入一定量配置好的聚丙烯酰胺(PAM)溶液，PAM配置浓度1mg/L，投加浓度1-10mg/L。开启搅拌机，搅拌速率20-50转/分钟，搅拌3-5分钟，停止搅拌；此时废水矾花逐渐形成并长大，沉淀2-24小时；将混凝沉淀池清澈上清液排至原水箱。
b、检查保安过滤器，保安过滤器采用成型的滤材，在压力的作用下，使原液通过滤材，滤渣留在管壁上，滤液透过滤材流出，从而达到过滤的目的。保安过滤器结构：滤布、滤网、滤片、烧结滤管、线绕滤芯、熔喷滤芯等。因滤材的不同，过滤孔径也不相同。精密过滤是介于砂滤(粗滤)与超滤之间的一种过滤，选用过滤孔径一般在0.5～120μm范围。超滤膜采用PP材质，孔径0.2um，中空纤维膜结构，使水箱管路阀门的开启状态；开启原水箱增压泵，调整产水/浓水的流量，通过阀门和流量计，进入产水模式。待产水结束后，如需要进行膜清洗；在清洗桶里配好清洗液，先采用浓度0.1％NaOH+0.025％十二烷基苯磺酸钠的清洗液进行碱洗(pH＝11-12)，再采用浓度3％柠檬酸进行酸洗(pH＝3-4)，清洗的压力为0.4MPa，清洗时间30min，清洗温度25℃。检查增压泵、超滤装置的烦清洗管路阀门处于开启状态，开起清洗泵，进行超滤膜的反冲洗。
c、检查纳滤和反渗透装置的管路阀门开启状态；开启反渗透高压泵和纳滤高压泵，调节高压泵的频率以及产水/浓水流量，进入产水状态。产水结束后关闭高压泵、进出水阀门；如需要，进行纳滤膜清洗；在清洗桶里配好清洗液，检查清洗桶-高压泵-纳滤、反渗透管路阀门开启状态。开起纳滤高压泵和反渗透高压泵，进行循环清洗。
d、检查污泥***的管路阀门开启状态，开启污泥泵，将絮凝沉淀池的污泥打入污泥储存水箱，开启污泥泵以及污泥脱水装置，排出污泥，污泥脱水进入滤液收集装置与新的废水一起打入絮凝沉淀池进行再循环处理程序。
实施例3
某农药厂每年有约250t农药废水。废水水质(平均值)：CODCr为16500mg/L，TOC为4537mg/L，电导率为654.4μS/cm，pH为6.48，悬浮物(SS)质量浓度约为6000mg/L。经实施例2的工艺处理后的出水水质见表1。
表1农药厂废水经处理后出水水质
一吨原水进入***可产生7000千克的合格水和2600千克的浓缩废液以及400千克的污泥。
实施例4
某化工涂料生产厂商生产水性漆涂料，用于汽车喷漆，其生产废水进水COD为9340mg/L，SS为4500，经实施例2的工艺处理后出水COD、SS均达到排放标准。经实施例2的工艺处理后的出水水质见表2。
表2化工涂料厂废水经处理后出水水质
实施例5
某农药厂废水中含有活性成分二甲戊灵、醚菌酯、苯醚甲环唑、二甲四氯、苯醚甲环唑，进入水体会造成严重的环境问题，间接影响人类健康，企业规定的排放标准分别为小于0.20、2.20、6.8、0.063、1.91，经实施例2的工艺处理后，其进出水水质见表3，各项混凝物去除率可达到99％以上。
表3另一农药厂废水经处理后出水水质
稳定运行一个月左右，膜***压差未见明显差异，反渗透产水流量在500L/h，产水符合排放标准。
本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的膜法处理农药废水的装置和方法，采用撬装式装置，结构简单，占用面积小成本低，自动化程度高，可所采用的膜处理工艺处理效果显著，经过处理后，对悬浮物能够全部去除；对CODCr、TOC、活性成分的平均去除率都可达到90％以上且达到了国家排放标准。本发明在技术上可实现废水的减量化、有良好的经济效益、具有广阔的应用前景，是一项经济高效的废水处理设备。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种膜法处理农药废水的装置，农药废水含有农药生产中的清洗废水，清洗废水包括增稠剂、分散剂以及吡唑醚菌酯农药活性成分，包括混凝沉淀池(1)、原水箱(2)、超滤装置(5)、中间水箱(6)、反渗透装置(8)、反渗透浓水箱(11)、纳滤装置(13)、最终浓水箱(14)、污泥储存水箱(15)、污泥脱水装置(17)，其特征在于：
所述混凝沉淀池(1)圆锥形钢结构桶体，桶体顶端设有搅拌器，搅拌器的频率范围为0-50HZ，以控制搅拌机转速，伴随搅拌机加入混凝药剂和絮凝药剂；
所述原水箱(2)为一箱体，箱体与混凝沉淀池的中部连通，混凝沉淀池中的上清液排至原水箱；原水箱底部与原水增压泵(3)连接；
所述超滤装置(5)通过原水增压泵(3)与原水箱(2)连接，且原水箱的原水经保安过滤器(4)进入超滤装置；超滤装置设有滤膜，滤膜采用中空纤维膜，使用聚丙烯PP滤芯或聚偏氟乙烯PVDF滤芯；
所述中间水箱(6)为一箱体，中间水箱顶部与超滤装置连接，接受经超滤的水；中间水箱底部与反渗透高压泵(7)的进口端连接；
所述反渗透装置(8)设有反渗透膜，反渗透装置底部与反渗透高压泵(7)的出口端连接，反渗透装置顶部与合格水箱(9)连接；反渗透装置设有加药***，通过加药***的泵加入阻垢剂和杀菌剂；
所述反渗透浓水箱(11)为一箱体，箱体的顶端与中间水箱连接，其连接管路的旁路中与小推车清洗装置(10)连接，箱体的底端通过纳滤高压泵(12)与纳滤装置(13)底部连接；纳滤装置设有纳滤膜，纳滤装置的顶端通过管道与最终浓水箱(14)连接；
所述污泥储存水箱(15)的顶端与混凝沉淀池(1)的底端连接，其连接管路的旁路中与清洗装置连接，污泥储存水箱(15)的底部通过污泥泵(16)与污泥脱水装置(17)连接，污泥脱水装置与滤液储存装置(18)连接。
2.如权利要求1所述的膜法处理农药废水的装置，其特征在于，所述混凝药剂包括氢氧化钠、聚合氯化铝、聚合氯化铁。
3.如权利要求1所述的膜法处理农药废水的装置，其特征在于，所述絮凝药剂包括聚丙烯酰胺、壳聚糖及有机高分子絮凝剂。
4.如权利要求1所述的膜法处理农药废水的装置，其特征在于，所述纳滤膜平均膜通量为10～27L/h/m2，采用并联方式连接。
5.如权利要求1所述的膜法处理农药废水的装置，其特征在于，所述清洗装置(10)为小推车式清洗装置，能借助车轮移动，清洗装置装有清洗剂，清洗装置设有快速接头能与反渗透装置(8)、纳滤装置(13)相应设置的接头快速连接，且对纳滤膜或反渗透膜进行清洗；清洗装置设有单独的保安过滤器、清洗泵、清洗剂配制桶、恒温装置。
6.如权利要求1所述的膜法处理农药废水的装置，其特征在于，所述处理农药废水的装置为撬装式装置，便于运输安装。
7.一种如权利要求1所述的膜法处理农药废水的装置的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
a、废水经絮凝沉淀进原水箱通过保安过滤器去除颗粒较大固体悬浮物
将吨桶中的农药废水通过水泵打入混凝沉淀池至刻度线，混凝沉淀池中投入一定量配置好的聚合氯化铝溶液；伴随搅拌器投入一定量配置好的絮凝剂聚丙烯酰胺溶液，沉淀2-24小时，将混凝沉淀池清澈的上清液排至原水箱；
b、废水经超滤装置处理水中的胶体及悬浮物质进中间水箱
检查保安过滤器，在压力的作用下，使废水通过保安过滤器、超滤膜及其水箱管路阀门，开启原水箱增压泵，进入产水模式；待产水结束如需要，进行超滤膜清洗；
c、废水经反渗透处理装置产水达标排放
检查纳滤和反渗透装置的管路阀门开启状态，开启反渗透高压泵和纳滤高压泵，调节高压泵的频率，以及产水/浓水流量，进入产水状态，产水结束后关闭高压泵、进出水阀门；如需要，进行膜清洗；在清洗桶里配好清洗液，检查清洗桶-高压泵-纳滤、反渗透管路阀门开启状态。开起纳滤高压泵和反渗透高压泵，进行循环清洗；
d、絮凝沉淀池的污泥排放
检查污泥***的管路阀门开启状态，开启污泥泵，将絮凝沉淀池的污泥打入污泥储存水箱，开启污泥泵以及污泥脱水装置，一部分污泥排放，另一部分污泥脱水进入滤液收集装置与废水一起打入絮凝沉淀池再进行废水循环处理；
其中：混凝药剂中的氢氧化钠加入量需使沉淀池处理液的pH为10。
8.如权利要求7所述的膜法处理农药废水的装置的处理方法，其特征在于，所述聚合氯化铝溶液浓度为20％。
9.如权利要求7所述的膜法处理农药废水的装置的处理方法，其特征在于，所述膜法处理农药废水的装置的处理方法使CODCr、TOC的平均去除率达到90％以上，达到国家排放标准。
10.如权利要求7所述的膜法处理农药废水的装置的处理方法，其特征在于，所述膜法处理农药废水的装置的处理方法使废液减量达到70％以上。
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