Soluzione per il trattamento delle acque reflue della produzione di pesticidi
Il mercato globale dei pesticidi è guidato da fattori quali la crescita della popolazione, le esigenze di sicurezza alimentare e il cambiamento climatico, e continua ad espandersi. Negli ultimi anni, l’agricoltura verde e le politiche di sviluppo sostenibile hanno promosso il miglioramento delle strutture dei prodotti, con un aumento della percentuale di pesticidi biologici e una significativa differenziazione delle richieste del mercato regionale.
Si prevede che la dimensione del mercato globale dei pesticidi raggiungerà circa 68-90 miliardi di dollari USA entro il 2025. Esistono lievi differenze nei metodi statistici tra le varie istituzioni, ma in genere si prevede che il tasso di crescita composto annuo sarà compreso tra il 3% - 4.1%. Tra questi, la regione Asia-Pacifico è il più grande mercato di consumo e i pesticidi biologici sono diventati il principale punto di crescita.
I. Panoramica dei clienti per il trattamento delle acque reflue della produzione di pesticidi
Le imprese produttrici di pesticidi sono i principali destinatari dei servizi di trattamento delle acque reflue prodotte dalla produzione di pesticidi. Queste imprese devono far fronte a rigide normative di protezione ambientale a causa dei loro complessi processi produttivi, delle elevate concentrazioni di inquinanti e dell’elevata tossicità. Hanno urgentemente bisogno di soluzioni efficienti e stabili per il trattamento delle acque reflue per ottenere la conformità agli standard di scarico o per l’utilizzo delle risorse.
Poiché l’attenzione globale alla protezione dell’ambiente ecologico continua ad aumentare, gli standard di scarico delle acque reflue industriali, in particolare per le acque reflue organiche altamente impegnative, sono diventati sempre più severi. L'industria dei pesticidi, essendo una delle tipiche industrie altamente inquinanti, il trattamento delle acque reflue è diventato un requisito rigido per lo sviluppo sostenibile delle imprese.
Immagini della produzione di pesticidi
II. Trattamento delle acque reflue della produzione di pesticidi - Fonte delle acque reflue
La produzione di pesticidi rientra nella categoria dei prodotti della chimica fine. Il flusso del processo è lungo, con un'ampia varietà di materie prime e fasi di reazione complesse, che danno luogo alla generazione di acque reflue ad alto-inquinamento in più fasi. Se queste acque reflue non verranno trattate in modo efficace, rappresenteranno una seria minaccia per i corpi idrici, il suolo e gli ecosistemi. Pertanto, identificare la fonte delle acque reflue è il prerequisito per formulare un piano scientifico di trattamento.
Secondo la classificazione dei processi e delle fasi di produzione, le principali fonti di acque reflue della produzione di pesticidi comprendono le seguenti categorie:
1. Acque reflue del processo di produzione: generate da apparecchiature di produzione principali come recipienti di reazione, torri di distillazione e cristallizzatori durante i processi di sintesi, purificazione e separazione, comprese le acque madri, il liquido residuo e l'acqua di lavaggio. Questa è la principale fonte di inquinanti organici e di principi attivi dei farmaci originali presenti nelle acque reflue.
2. Attrezzature e acque di scarico del terreno: durante la manutenzione delle attrezzature o la sostituzione del prodotto, vengono prodotte acque reflue a scarico intermittente ad alta-concentrazione; il lavaggio del pavimento dell'officina porta con sé anche residui chimici.
3. Drenaggio del sistema ausiliario:
Drenaggio dell'acqua da pompe per vuoto e sistemi di circolazione dell'acqua di raffreddamento;
Acque reflue provenienti da dispositivi di assorbimento dei gas di scarico (come torri di spruzzatura);
Acqua piovana inquinata generata dagli spruzzi di raffreddamento estivo nell'area del serbatoio di stoccaggio.
4. Acque reflue di laboratorio: liquidi di scarto piccoli ma complessi generati dopo l'utilizzo di reagenti durante la ricerca e il controllo di qualità.
5. Acqua piovana iniziale: la pioggia iniziale nelle aree aperte della fabbrica può lavare via i materiali residui, formando deflussi contaminati.
Confronto tra immagini che mostrano acqua inquinata e immagini che mostrano acqua trattata
III. Flusso di processo per il trattamento delle acque reflue nella produzione di pesticidi
Le acque reflue contenenti pesticidi, a causa dell'uso di varie materie prime chimiche durante la produzione, hanno componenti complessi, un'elevata concentrazione di materia organica (il COD può raggiungere decine di migliaia di mg/l), contengono sostanze tossiche come fenoli, arsenico e mercurio e hanno un odore sgradevole e proprietà biologicamente inibitorie. Lo scarico diretto inquinerà gravemente i corpi idrici e danneggerà l'ecosistema. Pertanto, è difficile che un’unica tecnologia di trattamento soddisfi gli standard e occorre coordinare più processi.
Analisi passo passo del processo di trattamento-per-fase:
1. Fase di pretrattamento: migliora la biodegradabilità e rimuove la tossicità
Questa fase utilizza principalmente metodi fisici e chimici per ridurre la tossicità, rimuovere i solidi sospesi e regolare la qualità dell'acqua, creando le condizioni per il successivo trattamento biologico.
Metodi chimici: compresi coagulazione, sedimentazione, adsorbimento, estrazione, evaporazione, cristallizzazione, ecc., utilizzati per recuperare componenti utili o rimuovere sostanze organiche refrattarie.
Ossidazione/micro-elettrolisi avanzata: come l'elettrolisi del ferro-del carbonio-, l'ossidazione di Fenton, ecc., possono rompere la struttura molecolare di grandi dimensioni e aumentare il rapporto B/C (biodegradabilità).
Evaporazione a tre-effetti: adatta per acque reflue ad alto-sale e ad alto-metanolo, con recupero del solvente e riduzione della concentrazione.
2. Fase del trattamento biochimico: degradazione della sostanza organica centrale
Utilizzare l’azione metabolica microbica per degradare la maggior parte degli inquinanti organici.
Nucleo, utilizzato per la degradazione profonda della materia organica.
Acidificazione per idrolisi: converte le sostanze organiche refrattarie a grandi-molecole in piccole molecole facilmente degradabili, aumentando il rapporto B/C (biodegradabilità).
Trattamento anaerobico: UASB (letto di fango anaerobico a flusso ascendente) comunemente utilizzato, EGSB o sezione anaerobica nel processo A/O (anossico-ossico), che converte la materia organica in metano (CH₄), adatto per acque reflue ad alta-concentrazione.
Trattamento aerobico: degrada ulteriormente le sostanze organiche a piccole-molecole e rimuove l'azoto ammoniacale tramite il metodo dei fanghi attivi, il metodo dell'ossidazione a contatto o l'MBR (bioreattore a membrana).
3. Fase di trattamento profondo: garantire che l'effluente soddisfi gli standard
Purificare ulteriormente l'effluente biochimico per soddisfare gli standard di scarico o riutilizzo.
Tecnologia di separazione a membrana: come l'ultrafiltrazione (UF), la nanofiltrazione (NF), l'osmosi inversa (RO), possono rimuovere efficacemente tracce di inquinanti e sali.
Adsorbimento su carbone attivo: rimuove colore e sostanze organiche residue.
Ossidazione catalitica: come ozono, ultravioletti + H₂O₂, ecc., mineralizzano profondamente le sostanze refrattarie.
Diagramma di flusso del trattamento delle acque reflue
Acque reflue industriali → Trattamento fisico-chimico → Ossidazione avanzata → Sedimentazione ad alta-efficienza → Trattamento biochimico anaerobico → Trattamento biochimico aerobico → Purificazione avanzata → Riutilizzo o scarico
IV. Casi di studio specifici sul trattamento delle acque reflue nella produzione di pesticidi
Caso di studio sul progetto di trattamento delle acque reflue per le imprese produttrici di pesticidi
Quando le aziende produttrici di pesticidi producono erbicidi e insetticidi, generano acque reflue organiche ad alta-concentrazione contenenti anelli benzenici-simili e altri inquinanti difficili-da-degradabili, nonché una piccola quantità di metalli pesanti. Questi inquinanti hanno caratteristiche di elevata tossicità, difficoltà di biodegradazione e composizione complessa. Lo scarico diretto inquinerebbe l’ambiente e non rispetterebbe gli standard. Le imprese affidano alle società di protezione ambientale la personalizzazione di efficienti sistemi di trattamento delle acque reflue per ottenere scarichi conformi e produzione ecologica.
Obiettivi di qualità e trattamento delle acque reflue
2.1 Qualità dell'acqua in ingresso
Dopo il monitoraggio, i valori medi dell'afflusso di acque reflue sono: CODcr 8000-12000mg/L, BOD5 1200-2000mg/L, rapporto B/C 0,15-0,25, pH 3,5-6,5, azoto ammoniacale 80-150mg/L, fosforo totale 10-25mg/L, con tracce di metalli pesanti e intermedi difficili da degradare. La qualità dell'acqua varia notevolmente ed è difficile da trattare.
2.2 Obiettivi del trattamento
Secondo lo standard GB 21523-2019 e la pianificazione del riutilizzo, gli effluenti devono soddisfare i seguenti indicatori: CODcr inferiore o uguale a 50 mg/l, BOD5 inferiore o uguale a 10 mg/l, ecc., con conformità ai metalli pesanti e può essere scaricato direttamente e riservato per le interfacce di riutilizzo.
Selezione del processo e progettazione del flusso
3.1 Base di selezione del processo
In base alle caratteristiche delle acque reflue viene adottato un processo combinato "pre-trattamento + trattamento biochimico + trattamento avanzato". Dopo la discussione, il processo viene determinato come segue: serbatoio di regolazione → separatore d'olio → reattore di micro-elettrolisi → serbatoio di ossidazione Fenton → serbatoio di sedimentazione di neutralizzazione e coagulazione → serbatoio di idrolisi anaerobica → serbatoio biochimico A/O → serbatoio di sedimentazione secondaria → serbatoio di ossidazione dell'ozono → serbatoio del filtro a sabbia → serbatoio di disinfezione → scarico/riutilizzo conforme.
3.2 Processo e funzione principali del trattamento
Fase di pre-trattamento: il serbatoio di regolazione bilancia la qualità e la quantità dell'acqua; il separatore d'olio rimuove l'olio; il reattore di micro-elettrolisi rompe la struttura degli inquinanti difficili-da-degradare, migliora la biodegradabilità e rimuove alcuni metalli pesanti; la vasca di ossidazione Fenton degrada ulteriormente gli inquinanti e riduce il carico; il serbatoio di sedimentazione di neutralizzazione e coagulazione regola il pH e aggiunge sostanze chimiche per rimuovere i solidi sospesi.
