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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 的固載化和反應分離一體化成為光催化領域中具有挑戰(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模式,而且反應速率常數(shù)和反應物起始濃度也呈線形關系,當反應物濃度增長過快達到一定值時,其反應速率常數(shù)明顯下降,反應物濃度過高時,則降解反應不再符合零級反應。

    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

    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。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;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的結果,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構和特性,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(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。

引入紫外線、雙氧水聯(lián)合作用和調(diào)控反應體系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。堿性反應氛圍有利于臭氧化反應進行。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- ,沒有緩沖的反應體系pH降低,限制了雙氧水的分解和·OH自由基鏈反應。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。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,可以綜合考慮技術特點與具體廢水水質(zhì)情況來選擇適宜的工藝組合形式。