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農(nóng)藥廢水

    農(nóng)藥廢水是指農(nóng)藥廠在農(nóng)藥生產(chǎn)過程中排出的廢水。廢水水質(zhì)水量不穩(wěn)定。主要分為：①含苯廢水：生產(chǎn)1噸六六六排出3～4噸廢水，含苯量1500～2000 mg/L，可采用蒸餾，煤矸礦渣吸附處理；②含有機磷廢水：COD在10000 mg/L以上，含有機磷約1000 mg/L，可先用萃取或蒸餾法回收廢水中的樂果、甲醇、二甲胺等物質(zhì)，然后用生物法進行無害化處理；③高濃度含鹽廢水：生產(chǎn)1噸敵敵畏產(chǎn)生廢水5～7噸，含COD達數(shù)萬毫克/升，含有機磷1000毫克/升及約0.6%敵敵畏有毒物質(zhì)，以采用濃縮焚燒法或濕式氧化法處理；④高濃度含酚廢水：先通過萃取法回收酚使份含量小于300mg/L，并經(jīng)適當前處理后再進行生化法或化學氧化處理；⑤含汞廢水：廢水呈酸性，共話物呈溶解狀態(tài)，可用于硫化物沉淀法進行處理。

    1、農(nóng)藥廢水的特點：農(nóng)藥品種繁多,農(nóng)藥廢水水質(zhì)復雜。其主要特點是:

    (1)污染物濃度較高,化學需氧量(COD)可達每升數(shù)萬mg;(2)毒性大,廢水中除含有農(nóng)藥和中間體外,還含有酚、砷、汞等有毒物質(zhì)以及許多生物難以降解的物質(zhì);(3)有惡臭,對人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水質(zhì)、水量不穩(wěn)定。因此,農(nóng)藥廢水對環(huán)境的污染非常嚴重。農(nóng)藥廢水處理的目的是降低農(nóng)藥生產(chǎn)廢水中污染物濃度,提高回收利用率,力求達到無害化。農(nóng)藥廢水的處理方法有活性炭吸附法、濕式氧化法、溶劑萃取法、蒸餾法和活性污泥法等。但是,研制、低毒、低殘留的新農(nóng)藥,這是農(nóng)藥發(fā)展方向。一些國家已禁止生產(chǎn)六六六等有機氯、有機汞農(nóng)藥,積極研究和使用微生物農(nóng)藥,這是一條從根本上防止農(nóng)藥廢水污染環(huán)境的新途徑。

    2、目前常用的處理農(nóng)藥廢水工藝：農(nóng)藥廢水處理方法

    2.1  光催化法

    銳鈦型的TiO2 在紫外光的照射下能產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基,能夠氧化降解有機物,使其轉(zhuǎn)化為CO2、H2O以及無機物,降解速度快,無二次污染,為降解處理農(nóng)藥廢水提供了新思路 。對于光催化降解有機物目前關(guān)注的問題,一方面是降解過程中的影響因素和降解過程的轉(zhuǎn)化問題 ,對納米TiO2 的固載化和反應(yīng)分離一體化成為光催化領(lǐng)域中具有挑戰(zhàn)性的課題之一,另一方面是提高制備催化劑催化效率的問題。

在玻璃纖維、玻璃珠、玻璃片上負載TiO2 薄膜光催化劑,并用于有機磷農(nóng)藥的降解,取得了滿意的結(jié)果。通過研究TiO2 光催化降解有機磷農(nóng)藥樂果廢水的影響因素,獲得了適宜的工藝條件。潘健民通過對納米TiO2 及其復合材料光催化降解有機磷農(nóng)藥進行的研究,分析了在不同催化劑、不同濃度AgNO3 浸漬、不同實驗裝置條件下的光催化降解效果,說明TiO2 表面擔載微量的Ag后,不僅能提高納米TiO2 催化活性,而且有較好的絮凝作用,使TiO2 與處理后的水易分離,后處理更方便。光催化降解在一定條件下符合零級動力學反應(yīng)模式,而且反應(yīng)速率常數(shù)和反應(yīng)物起始濃度也呈線形關(guān)系,當反應(yīng)物濃度增長過快達到一定值時,其反應(yīng)速率常數(shù)明顯下降,反應(yīng)物濃度過高時,則降解反應(yīng)不再符合零級反應(yīng)。

    目前采用的光催化體系多為高壓燈、高壓氙燈、黑光燈、紫外線燈等光源,能量消耗大。若能對納米TiO2 進行有效、穩(wěn)定地敏化,擴展其吸收光譜范圍,能以太陽光直接作為光源, 則將大大降低成本。

    2.2  超聲波技術(shù)

    超聲波是頻率大于20 kHz的聲波,超聲波誘導降解有機物的原理是在超聲波的作用下液體產(chǎn)生空化作用,即在超聲波負壓相作用下,產(chǎn)生一些極端條件使有機物發(fā)生化學鍵斷裂、水相燃燒、高溫分解或自由基反應(yīng)。硫磷在超聲條件下可以被完全降解為PO43 - 、SO42 - 、NO3- 、CO2 和H+ ,而在反應(yīng)溫度為20 ℃、pH為7. 4時,對硫磷無催化水解半衰期為108 d,其有毒代謝產(chǎn)物對氧磷水解半衰期為144 d。滅多威經(jīng)超聲作用35min,可被完全轉(zhuǎn)換為無機物,其降解過程為假一級反應(yīng);濃度增加時,降解減慢; Fe2 +和H2O2 對降解有促進作用,且Fe2 +促進作用比H2O2 的大;采用不同氣體飽和溶液時,降解率的大小順序為Ar >O2 >Air >N2。紅外光譜表明降解產(chǎn)物為SO42 - 、NO3- 和CO2。

    2.3  生物法

    在國內(nèi),農(nóng)藥廠家大多建有生化處理裝置,但目前幾乎沒有一家能夠獲得理想的處理效果。因此,對這類廢水的生化處理研究是十分必要的。已有大量研究表明、藻類等微生物對有農(nóng)藥有很好的降解作用。

生物膜法將微生物細胞固定在填料上,微生物附著于填料生長、繁殖,在其上形成膜狀生物污泥。與常規(guī)的活性污泥法相比,生物膜具有生物體積濃度大、存活世代長、微生物種類繁多等優(yōu)點,尤其適宜于特種菌在廢水體系中的應(yīng)用。

    2.4  電解法

    鐵炭微電解法是絮凝、吸附、架橋、卷掃、共沉、電沉積、電化學還原等多種作用綜合效應(yīng)的結(jié)果,能有效地去除污染物提高廢水的可生化性。新產(chǎn)生的鐵表面及反應(yīng)中產(chǎn)生的大量初生態(tài)的Fe2 +和原子H具有高化學活性,能改變廢水中許多有機物的結(jié)構(gòu)和特性,使有機物發(fā)生斷鏈、開環(huán);微電池電極周圍的電場效應(yīng)也能使溶液中的帶電離子和膠體附集并沉積在電極上而除去;另外反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2 + 、Fe3 +及 其水合物具有強烈的吸附絮凝活性,能進一步提高處理效果。

    廢水經(jīng)微電解處理,然后進行Fenton試劑氧化,則微電解出水中Fe2 + 可作為Fenton的鐵源,且微電 解時有機污染物的初級降解也有利于后續(xù)Fenton反應(yīng)的進行。吳慧芳采用微電解和Fenton試劑氧化兩種物化手段對菊酯、氯苯BOD5 /CODCr = 0. 03)和對鄰硝氯苯(BOD5 /CODCr = 0. 05) 3種廢水按比例配制而成的綜合農(nóng)藥廢水進行預處理,結(jié)果表明:在廢水pH為2～2. 5時,經(jīng)微電解處理后,BOD5 /CODCr比值達0. 45以上,可生化性提高; Fenton試劑對綜合農(nóng)藥廢水CODCr去除率為60%左右,色度去除率接近100%。

    2.5  氧化法

    深度氧化技術(shù)(AOPs)可通過氧化劑的組合產(chǎn)生具有高度氧化活性的·OH,被認為是處理難降解有機污染物的技術(shù)。

引入紫外線、雙氧水聯(lián)合作用和調(diào)控反應(yīng)體系pH,可進一步提高臭氧深度氧化法的效率。臭氧/紫外(UV)深度氧化法(比較單獨臭氧化、臭氧/紫外、臭氧/雙氧水、臭氧/雙氧水/紫外4種臭氧化過程)是******的臭氧化處理方法。堿性反應(yīng)氛圍有利于臭氧化反應(yīng)進行。雙氧水的引入對2, 4- D降解無明顯促進作用,這是因為雙氧水分解消耗OH- ,沒有緩沖的反應(yīng)體系pH降低,限制了雙氧水的分解和·OH自由基鏈反應(yīng)。添加H2O2 對光解效果有一定改善作用,但過量投加對處理效果沒有進一步促進作用。曝氣能促進光解效果,特別對UV /Fenton工藝作用更為顯著,光解水樣2 h后,曝氣條件下的COD 去除率可從不曝氣條件下的30%提高到80%。

    催化濕式氧化能實現(xiàn)有機污染物的降解,同時可以大大降低反應(yīng)的溫度和壓力,為高濃度難生物降解的有機廢水的處理提供了一種高效的新型技術(shù)。在處理實際廢水時,由于水中的有機污染物呈現(xiàn)出復雜多樣的特點,僅采用單一的處理工藝往往達不到預期目的。在處理實際廢水時,可以綜合考慮技術(shù)特點與具體廢水水質(zhì)情況來選擇適宜的工藝組合形式。