農藥制藥行業作為高污染、高排放的典型，其生產過程中產生的廢水普遍具有高鹽度（TDS＞3.5%）、高COD（2000-50000mg/L）、生物毒性（含氰、酚、多環芳烴等）和難降解有機物（BOD/COD＜0.3）的特點。

這類廢水若未經有效預處理直接進入生化系統，會導致微生物活性抑制、膜組件結垢、蒸發器腐蝕等問題，嚴重影響處理效率與設備壽命。

本文聚焦高鹽高濃農藥制藥廢水預處理技術，系統梳理其工藝原理、設備選型及工程實踐要點。

一、預處理關鍵目標：破毒、除雜、提效

高鹽高濃廢水預處理需解決三大關鍵問題：

1.毒性抑制：降低物、重金屬等生物毒性物質濃度，避免對后續微生物或催化氧化體系造成不可逆損害；

2.懸浮物與硬度控制：去除膠體、SS（懸浮固體）及鈣鎂離子，防止膜組件結垢和蒸發器管道堵塞；

3.可生化性提升：將大分子有機物（如農藥中間體）降解為小分子物質，提高BOD/COD比值至0.3以上。

二、主流預處理工藝與設備選型

（一）物化預處理：分級攔截與結晶分離

1.調節池+格柵+氣浮

-調節池：均衡水質水量波動，防止鹽濃度驟變對后續工藝的沖擊。例如，乙基氯化物生產廢水鹽濃度波動范圍可達5000-30000mg/L，需通過調節池穩定至設計值±10%。

-格柵：攔截大顆粒雜質（如藥渣、纖維），保護泵體與管道。

-氣浮機：采用微納米氣泡技術，通過溶氣釋放產生直徑10-50μm的氣泡，粘附油類、懸浮物后上浮分離。某農藥廠實測數據顯示，氣浮工藝對COD去除率達20-50%，SS去除率＞90%。

2.蒸發結晶除鹽

-低溫多效蒸發（MED）：通過串聯4-6效蒸發器，利用前效二次蒸汽作為后效熱源，實現鹽分濃縮與結晶分離。

例如，四效管板結合混流帶強制循環工藝，可將廢水含鹽量從5%濃縮至20%，結晶鹽純度達95%以上，冷凝水TDS＜10ppm。

-機械蒸汽再壓縮（MVR）：通過壓縮機將二次蒸汽溫度提升8-12℃，熱效率達90%以上，適用于大規模連續處理。

某項目采用MVR蒸發器處理高鹽廢水，噸水蒸汽耗量0.15t，較傳統多效蒸發節能40%。

（二）化學預處理：氧化降解與沉淀分離

1.Fenton/電-Fenton催化氧化

-原理：H?O?在Fe2?催化下生成羥基自由基（·OH），氧化分解難降解有機物。適用于pH=2-4的酸性廢水，對COD去除率可達60-80%。

-局限性：需加酸調pH，產生含鐵污泥（約0.5kg/m3廢水），出水可能帶色。

某農藥中間體廢水處理案例顯示，Fenton工藝對苯環類化合物降解效果，但當COD＞10000mg/L時需多級串聯。

2.臭氧/催化/混凝復合氧化

-優勢：臭氧（O?）氧化電位達2.07V，可斷裂環鏈、長鏈有機物，提升可生化性。結合催化劑（如MnO?）和混凝劑（PAC），可同步去除COD、色度及SS。

-工程應用：某制藥廠采用臭氧催化氧化工藝處理高鹽廢水，臭氧投加量100mg/L，反應時間60min，出水BOD/COD從0.2提升至0.35，滿足后續生化處理要求。

（三）生物預處理：水解酸化與耐鹽菌馴化

1.水解酸化工藝

-作用：通過兼性厭氧菌將大分子有機物（如蛋白質、多糖）分解為小分子脂肪酸、醇類，提升廢水可生化性。

某農藥廢水處理項目顯示，水解酸化后BOD/COD從0.18提升至0.32，為后續好氧處理創造條件。

-設備選型：采用升流式厭氧污泥床（UASB），內置三相分離器實現氣、液、固分離，水力停留時間（HRT）控制在12-24h。

2.耐鹽菌馴化技術

-策略：逐步提高鹽濃度（從0.5%至5%），篩選嗜鹽菌（如Halomonas、Marinobacter）。

某實驗表明，馴化后的活性污泥在鹽度3%條件下，COD去除率仍可達70%，較未馴化污泥提升40%。

-工藝組合：耐鹽菌生物處理常與MBR（膜生物反應器）結合，通過膜截留作用維持高污泥濃度（8-12g/L），提高抗沖擊負荷能力。

三、設備選型與工程實踐要點

（一）關鍵設備參數

1.氣浮機：溶氣壓力0.3-0.5MPa，溶氣效率＞90%，刮渣機轉速5-10r/min。

2.蒸發器：材質選用2205雙相鋼或鈦材，強制循環泵流量100-300m3/h，循環速度2-4m/s。

3.臭氧發生器：氧氣源濃度≥150g/m3，能耗≤12kW·h/kgO?，產氣量5-20kg/h。

4.UASB反應器：有效容積負荷3-8kgCOD/(m3·d)，上升流速0.5-1.0m/h。

（二）工程實施案例

案例1：乙基氯化物廢水零排放項目

-廢水特性：COD15000mg/L，TDS8%，含硫磷有機物。

-工藝流程：酸化吹脫→Fenton氧化→中和沉淀→四效蒸發結晶→UASB+A/O生化。

-運行效果：蒸發結晶產鹽純度98%，生化出水COD＜50mg/L，實現廢水零排放。

案例2：農藥中間體廢水處理

-廢水特性：COD30000mg/L，TDS5%，含硝基苯類化合物。

-工藝流程：微電解→臭氧催化氧化→MBR→反滲透。

-運行效果：臭氧氧化后BOD/COD提升至0.4，MBR出水COD＜30mg/L，反滲透產水回用率70%。

四、技術發展趨勢與挑戰

1.資源化利用：通過分鹽結晶技術（如納濾+熱法結晶）將混合鹽分離為NaCl、Na?SO?等工業鹽，減少危廢處置量。

2.智能控制：應用AI算法優化Fenton試劑投加量、臭氧濃度及蒸發器操作參數，降低運行成本。

3.新材料應用：開發抗污染反滲透膜（如聚酰胺復合膜）、耐腐蝕蒸發器材質（如哈氏合金），延長設備壽命。

4.挑戰：高鹽廢水生物處理菌種篩選周期長，臭氧氧化設備投資高，蒸發結晶能耗占處理成本50%以上。

結語

農藥制藥廢水預處理需根據廢水特性（鹽度、COD、毒性）及處理目標（達標排放/零排放）選擇組合工藝。

物化預處理（蒸發結晶、氣浮）可快速降低鹽分與懸浮物，化學預處理（Fenton、臭氧氧化）能提升可生化性，生物預處理（耐鹽菌、MBR）則實現有機物深度降解。

未來，隨著資源化需求提升，分鹽結晶與智能控制技術將成為高鹽廢水處理領域的關鍵方向。