有机磷农药废水处理工艺研究及其控制系统的设计

摘要

有机磷农药废水是一种高有机、高含磷、高含盐、高氨氮的“四高”难降解废水，有机磷农药化学结构复杂、完全采用传统的生物处理的方法处理达不到出水要求。为了解决有机磷农药废水的处理难题，本论文对温州某农药厂的二嗪磷农药废水进行了处理工艺比选、采用高级氧化技术进行了小试、现场中试研究，并针对该工艺设计了一套控制系统。
　　高级氧化预处理是处理难降解废水的常用方法，可以打断有机磷农药的化学结构，降解有机磷农药废水。通过调研研究发现，在可以对有机磷农药进行降解的高级氧化法中，铁碳微电解-Fenton联合工艺是一种在结合各自反应机理的基础上对两种高级氧化的密切融合，是二嗪磷农药废水预处理的可行方法。
　　采用铁碳微电解-Fenton-混凝沉淀串联工艺对该厂二嗪磷生产车间废水进行了小试研究。通过对各个环节的影响因子进行研究，得到：铁碳微电解的最佳处理条件参数为铁碳投加量262 g/L、pH=3、反应时间120 min；Fenton反应的最佳处理条件参数为30％H2O215 mL、FeSO418 g、pH=3、反应时间120 min；混凝沉淀的最佳处理条件参数为PAC1000 mL、pH=8。结果显示：在最优条件处理下，二嗪磷农药废水在铁碳微电解、Fenton和混凝沉淀处理后COD的去除率分别为33.17%、64.91%和12.28%，氨氮的去除率分别为30.67%、66.95%和9.82%。
　　采用“两级铁碳-Fenton-混凝沉淀-AAO-Fenton-混凝沉淀-活性炭吸附”工艺处理二嗪磷废水进行中试研究。中试系统在经过调试和污泥驯化达到稳定运行后，在处理COD浓度为20845 mg/L的二嗪磷废水时，前处理两级高级氧化系统、生化处理AAO系统和后处理三级高级氧化结合活性炭吸附系统的COD去除率分别达到89.2%、91.9%和91.8%。经处理后COD的浓度在8~80 mg/L之间，达到了农药废水的排放标准。
　　另一方面，虽然“两级铁碳-Fenton-混凝沉淀-AAO-Fenton-混凝沉淀-活性炭吸附”工艺可以处理二嗪磷废水的生产废水，但在运行的过程中必须控制好各个单元过程。方法为，铁碳微电解、混凝沉淀、活性炭吸附、Fenton反应根据进水的量控制药剂投加量和控制pH值恒定进行控制。特别地，Fenton的药剂投加方式因为H2O2的投加方式会影响处理效果，FeSO4投采取一次性大量投加的方式投加，H2O2采取缓慢投加的方式。厌氧池的控制方法采用污泥回流量控制。兼氧池的控制方法采用硝化液回流量控制和氧化还原电位（ORP）控制。好氧池由于使用的是推流式接触氧化池，采取对前后两个点控制DO值恒定的方法控制。

目录

声明

1. 绪论

1.1 引言

1.2 课题来源

1.3 研究内容

1.4 论文章节安排

2. 有机磷农药废水及其处理工艺概述

2.1 有机磷农药及其化学结构简介

2.2 有机磷农药废水特点分析及其处理方法

2.3 选定的处理工艺概述

2.4 本章小结

3. 有机磷农药的高级氧化方法

3.1 引言

3.2 Fenton反应

3.3 臭氧氧化法

3.4 湿式氧化法

3.5 超临界水氧化法

3.6 电化学

3.7 光催化法

3.8 本章小结

4. 铁碳-Fenton-混凝处理二嗪磷农药废水的研究

4.1 引言

4.2 试验用水来源和水质

4.3 实验的理论基础

4.4 实验材料

4.5 实验设计

4.6 实验结果和分析

4.7 本章小结

5. 二嗪磷农药废水处理工艺的中试及工艺的研究

5.1 引言

5.2 中试流程简介

5.3 调试过程简介

5.4 结果与分析

5.5 本章小结

6. 基于环境学角度的农药废水处理厂控制系统设计

6.2 污水处理自动化概述

6.3 各个单元的控制方法分析与介绍

6.4 整个系统的控制方法

6.5 本章小结

7. 结论

致谢

参考文献

附录