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农药厂废水、废气、粉尘治理全解析

农药厂作为精细化工生产企业,其生产过程产生的废水、废气、粉尘并非来源于其他行业,而是农药原药合成、制剂加工、包装储运等全流程环节的伴生污染物。这类污染物成分复杂、毒性强、处理难度大,若未经有效治理排放,会对生态环境和人体健康造成严重危害。本文从污染物的来源、特点危害、处理难点、针对性解决方案及经典治理案例展开全面阐述。

一、 农药厂废水、废气、粉尘的来源、特点及危害

(一) 废水

主要来源于农药原药合成反应的釜底残液、洗涤废水;制剂加工过程中的乳化、稀释、灌装废水;设备及车间地面的冲洗废水;以及循环冷却水的排污水等。

特点

一是成分复杂,含有苯系物、酚类、有机磷、有机氯、菊酯类等多种农药中间体和成品,同时伴随大量有机溶剂、无机盐;二是污染物浓度高,COD(化学需氧量)浓度可达数万 mg/L,部分废水 BOD/COD 值低于 0.2,可生化性极差;三是水质水量波动大,受生产批次、工艺调整影响显著;四是毒性强,含有致畸、致癌、致突变的 “三致” 物质。

危害

未经处理的废水排入水体后,会快速消耗水中溶解氧,导致水生生物窒息死亡;有毒物质会在水体生物体内富集,通过食物链传递危害人体健康;高盐废水会破坏土壤结构,抑制农作物生长,造成土壤盐碱化。

(二) 废气

分为有组织排放和无组织排放两类。有组织排放主要来自合成反应釜的尾气、溶剂回收塔的馏出废气、干燥工序的挥发气体;无组织排放则源于原料及成品的投料、转运、储存过程中的泄漏,以及车间设备密封不严导致的逸散。

特点

一是污染物种类多,包含挥发性有机物(VOCs)如苯、甲苯、二甲苯、甲醇、丙酮等,以及酸性气体如氯化氢、硫化氢、氮氧化物,碱性气体如氨气,部分废气还带有强烈恶臭;二是浓度波动大,受生产工况影响,废气浓度可在数十至数千 mg/m³ 区间变化;三是扩散性强,无组织排放的废气易在厂区及周边区域扩散,形成异味污染。

危害

废气中的 VOCs 会刺激人体呼吸道和神经系统,长期接触可引发头晕、恶心、乏力等症状,部分物质具有致癌风险;酸性或碱性气体易腐蚀设备,同时会与大气中的水汽结合形成酸雨,破坏植被和建筑物;恶臭气体则会影响周边居民生活质量,引发环保投诉。

(三) 粉尘

主要产生于农药制剂加工环节,包括粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂的粉碎、混合、筛分、包装工序;原药投料过程中固体原料的搬运、倾倒也会产生大量粉尘。

特点

一是粒径小,多数粉尘粒径在 10μm 以下,可悬浮于空气中长时间不易沉降;二是黏性强,部分农药粉尘具有吸湿性,易吸附在设备表面和人体呼吸道黏膜上;三是毒性强,粉尘本身就是农药活性成分,具有杀虫、杀菌等生物毒性。

危害

操作人员吸入后,会损伤呼吸道黏膜,引发咳嗽、胸闷等呼吸道疾病,长期吸入可导致肺部病变;粉尘飘散到厂区外会污染农作物和土壤,影响农业生产;同时,粉尘在车间内积聚,还存在粉尘爆炸的安全隐患。

二、 农药厂废水、废气、粉尘的处理难点

废水处理难点

核心难点在于难降解有机物的去除和高盐对生化系统的抑制。一方面,农药废水中的杂环类、芳香族化合物化学性质稳定,常规生化工艺难以分解;另一方面,高浓度无机盐会破坏微生物的细胞膜结构,抑制微生物活性,导致生化处理效率大幅下降。此外,水质水量的大幅波动,也增加了处理系统的稳定运行难度。

废气处理难点

一是多污染物协同治理难度大,废气中同时存在 VOCs、酸性气体、恶臭物质,单一处理技术无法实现全污染物达标;二是无组织排放管控难,农药厂车间多、设备管线复杂,无组织逸散点多面广,收集难度大;三是低浓度 VOCs 处理能耗高,部分废气中 VOCs 浓度低、风量大,常规焚烧技术能耗过高,不具备经济性。

粉尘处理难点

一是超细粉尘收集难,粒径小于 2.5μm 的粉尘穿透性强,常规除尘设备难以高效捕集;二是黏性粉尘易堵塞设备,吸湿性粉尘会黏附在除尘器滤袋表面,导致滤袋堵塞、阻力上升,影响除尘效率;三是粉尘无害化处置难,收集的农药粉尘具有毒性,若处置不当会造成二次污染。

三、 农药厂废水、废气、粉尘的针对性解决方案

(一) 废水处理解决方案

采用 **“预处理 + 生化处理 + 深度处理” 的组合工艺 **,实现废水达标排放或回用。

预处理阶段

针对难降解有机物和高盐问题,采用铁碳微电解、芬顿氧化、臭氧催化氧化等高级氧化技术,破坏有机物的稳定结构,将大分子有机物分解为小分子有机物,提高废水可生化性;采用蒸发结晶、膜分离等技术去除废水中的无机盐,降低盐分对后续生化系统的抑制作用。同时,通过调节 pH、混凝沉淀去除废水中的悬浮物和部分胶体物质。

生化处理阶段

采用 “厌氧 + 好氧” 的组合工艺,厌氧阶段选用 UASB(升流式厌氧污泥床)、IC(内循环厌氧反应器)等高效厌氧设备,在无氧环境下将有机物分解为甲烷等气体,大幅降低废水 COD 负荷;好氧阶段选用 A/O(缺氧 - 好氧)、MBBR(移动床生物膜反应器)、MBR(膜生物反应器)等工艺,利用好氧微生物进一步降解有机物,实现污染物的高效去除。

深度处理阶段

采用活性炭吸附、反渗透、纳滤等技术,对生化处理后的出水进行深度净化,去除残留的微量有机物和色度,使出水水质达到排放标准,或回用于生产环节,实现水资源循环利用。

(二) 废气处理解决方案

采用 **“源头控制 + 收集 + 分质处理” 的综合治理思路 **,结合废气污染物类型选择适宜技术。

源头控制

优化生产工艺,采用密闭式投料、管道化输送等方式,减少原料和成品的挥发逸散;对反应釜、储罐等设备进行密封改造,加装呼吸阀、密封垫,降低无组织排放。

收集系统

针对有组织排放源,采用集气罩、管道等装置进行密闭收集;针对无组织排放源,采用车间整体通风 + 局部集气的方式,提高废气收集效率,确保废气集中处理。

分质处理

对于酸性气体,采用碱液喷淋吸收塔进行中和处理;对于碱性气体,采用酸液喷淋吸收塔进行吸收;对于中高浓度 VOCs,采用活性炭吸附脱附 + RTO(蓄热式热力焚烧炉)或 RCO(蓄热式催化焚烧炉)工艺,实现 VOCs 的高效降解和热能回收;对于低浓度 VOCs 和恶臭气体,采用生物滤池、生物滴滤塔等生物处理技术,利用微生物将污染物分解为无害物质。

(三) 粉尘处理解决方案

采用 **“源头密闭 + 分级除尘 + 末端处置” 的工艺路线 **,实现粉尘的高效捕集和无害化处理。

源头密闭

对粉碎、混合、筛分等产尘设备进行密闭改造,加装密闭罩,减少粉尘逸散;采用密闭式投料站、真空上料机等设备,替代人工投料,从源头控制粉尘产生。

分级除尘

针对不同粒径的粉尘,采用 “旋风除尘器 + 布袋除尘器” 的两级除尘工艺。旋风除尘器作为预处理设备,捕集粒径较大的粉尘;布袋除尘器作为主处理设备,利用滤袋的过滤作用捕集超细粉尘,同时采用脉冲喷吹清灰技术,防止滤袋堵塞,保证除尘效率。对于黏性较强的粉尘,可在布袋除尘器前增设预喷涂装置,减少粉尘黏附。

末端处置

收集的粉尘需进行无害化处置,可采用固化稳定化技术,将粉尘与固化剂混合,降低其毒性和迁移性;也可将粉尘返回生产系统,实现资源回收利用。

四、 农药厂废水、废气、粉尘治理经典案例

案例一: 某有机磷农药厂三废综合治理项目

企业概况

该企业位于华东地区,主要生产敌敌畏、乐果等有机磷农药,年产原药 5000 吨。生产过程中产生高浓度有机磷废水、含氯化氢和 VOCs 的废气,以及原药粉碎粉尘,治理前污染物排放超标,面临环保限产整改压力。

污染物特征

废水 COD 浓度高达 30000mg/L,含有机磷、苯系物、高盐,BOD/COD 值仅为 0.15,可生化性极差;废气主要含氯化氢、甲醇、甲苯,VOCs 浓度约 800mg/m³,伴有刺激性异味;粉尘为有机磷原药粉尘,粒径多在 5μm 以下,具有强毒性。

治理工艺设计

废水处理:采用 “铁碳微电解 + 芬顿氧化预处理 + UASB 厌氧 + A/O 好氧 + MBR 膜分离 + 活性炭吸附深度处理” 工艺。预处理阶段通过高级氧化破坏有机磷和苯系物的稳定结构,提高可生化性;UASB 厌氧反应器降解大部分 COD 负荷;A/O 好氧工艺进一步去除有机物;MBR 膜分离截留微生物和悬浮物;末端活性炭吸附去除残留污染物。

废气处理:采用 “碱液喷淋吸收 + 活性炭吸附脱附 + RCO 催化燃烧” 工艺。碱液喷淋吸收去除氯化氢等酸性气体;活性炭吸附脱附富集 VOCs;RCO 催化燃烧在低温下将 VOCs 分解为 CO₂和 H₂O,同时回收燃烧热量,降低运行能耗。

粉尘处理:采用 “密闭投料站 + 旋风除尘器 + 脉冲布袋除尘器” 工艺。密闭投料站减少粉尘逸散;旋风除尘器预处理大粒径粉尘;脉冲布袋除尘器捕集超细粉尘,滤袋选用抗静电、防黏性材质,配套脉冲喷吹清灰系统。

核心设备优点

UASB 厌氧反应器:负荷高、处理效率高,能耐受高浓度有机物冲击,运行成本低。

MBR 膜生物反应器:膜分离作用大幅提高污泥浓度,抗冲击负荷能力强,出水水质稳定,可直接回用。

RCO 催化燃烧设备:起燃温度低(250-350℃),能耗低,净化效率高,且配备余热回收系统,实现热能循环利用。

脉冲布袋除尘器:除尘效率高,可达 99.5% 以上,滤袋寿命长,清灰效果好,能有效处理黏性超细粉尘。

处理效果

废水经处理后,COD 去除率达 98.5%,出水 COD 浓度降至 50mg/L 以下,达到《农药工业水污染物排放标准》(GB 21523-2019)表 2 标准,且 30% 的出水回用于车间冲洗,实现水资源循环;废气中氯化氢去除率达 99%,VOCs 去除率达 96%,恶臭物质完全消除,排放浓度符合《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)要求;粉尘收集率达 99.5%,车间粉尘浓度降至 0.5mg/m³ 以下,符合《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ 2.1-2007)标准。

企业效益

一是环保效益,企业成功通过环保验收,摆脱限产整改困境,消除了周边环保投诉,提升了企业社会形象;二是经济效益,水资源回用每年节约新鲜水用量约 12 万吨,降低水费成本约 80 万元;RCO 余热回收每年节约燃煤成本约 50 万元;收集的粉尘返回生产系统,每年回收原料价值约 30 万元;三是安全效益,车间粉尘浓度大幅降低,消除了粉尘爆炸隐患,保障了生产安全。

案例二: 某拟除虫菊酯农药厂废水废气协同治理项目

企业概况

该企业位于华北地区,专业生产高效氯氰菊酯、溴氰菊酯等拟除虫菊酯类农药,年产制剂 2 万吨。治理前,其废水含有菊酯类中间体,可生化性极差,废气含苯系物、VOCs 和恶臭物质,粉尘为制剂加工过程中的可湿性粉剂粉尘,环保问题突出。

污染物特征

废水 COD 浓度约 15000mg/L,含有菊酯类杂环化合物,BOD/COD 值仅为 0.12,且含有表面活性剂,处理难度大;废气中苯系物浓度约 500mg/m³,VOCs 浓度约 600mg/m³,伴有强烈恶臭;粉尘为可湿性粉剂粉尘,黏性强,易吸潮结块。

治理工艺设计

废水处理:采用 “臭氧催化氧化 + 水解酸化 + MBBR 好氧 + 反渗透深度处理” 工艺。臭氧催化氧化利用强氧化性破坏菊酯类杂环结构,提高可生化性;水解酸化将大分子有机物分解为小分子有机酸;MBBR 好氧工艺通过悬浮载体上的生物膜降解有机物;反渗透技术对出水进行深度净化,实现废水回用。

废气处理:采用 “生物滴滤塔 + 活性炭吸附脱附 + RTO 蓄热焚烧” 工艺。生物滴滤塔利用微生物降解废气中的恶臭物质和部分低浓度 VOCs;活性炭吸附脱附富集高浓度 VOCs;RTO 蓄热焚烧将 VOCs 彻底分解,余热用于预热进气,降低系统能耗。

粉尘处理:采用 “车间密闭负压通风 + 旋风除尘器 + 覆膜布袋除尘器 + 粉尘回收装置” 工艺。车间负压通风确保粉尘不外逸;旋风除尘器去除大粒径粉尘;覆膜布袋除尘器捕集细粉尘,覆膜滤料防黏附、易清灰;粉尘回收装置将收集的粉尘返回制剂混合工序,实现资源回收。

核心设备优点

臭氧催化氧化反应器:氧化效率高,能有效分解难降解杂环化合物,无二次污染,运行稳定。

MBBR 移动床生物膜反应器:生物量大,抗冲击负荷能力强,无需污泥回流,操作维护简便。

RTO 蓄热焚烧炉:热效率高达 95% 以上,VOCs 去除率达 99%,适用于大风量、中高浓度 VOCs 处理,运行成本低。

覆膜布袋除尘器:滤料表面光滑,抗黏性强,除尘效率稳定,可长期处理黏性粉尘。

处理效果

废水经处理后,COD 去除率达 97.5%,出水 COD 浓度降至 40mg/L 以下,达到排放标准,回用率达 40%,每年节约新鲜水用量约 15 万吨;废气中苯系物去除率达 98%,VOCs 去除率达 97%,恶臭完全消除,排放指标优于国家标准;粉尘去除率达 99.8%,车间粉尘浓度降至 0.3mg/m³ 以下,符合职业健康标准。

企业效益

一是环保效益,企业成功获评 “省级绿色工厂”,成为当地农药行业环保治理标杆;二是经济效益,废水回用每年节约水费约 100 万元,粉尘回收每年节约原料成本约 40 万元,RTO 余热回收每年节约天然气成本约 60 万元,综合年节约成本达 200 万元;三是市场效益,环保达标提升了企业产品竞争力,成功进入欧盟、东南亚等国际市场,年新增销售额约 2000 万元。

五、 总结

农药厂废水、废气、粉尘的治理需立足其 “成分复杂、毒性强、处理难度大” 的特点,采用 “源头控制、过程管控、末端治理” 的综合治理思路,结合企业生产工艺和污染物特征,选择适宜的组合处理技术。从经典案例可以看出,高效的三废治理不仅能帮助企业实现环保达标,还能通过资源回收利用降低生产成本,提升企业市场竞争力,实现经济效益、环保效益和社会效益的共赢。