楊成龍

摘 要：分別采用催化微電解、O3UVH2O2和催化微電解+O3UVH2O2組合工藝對(duì)農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理。結(jié)果表明，采用兩級(jí)催化微電解+O3UVH2O2組合工藝，COD的去除率達(dá)到79.2%。

關(guān)鍵詞：催化微電解；臭氧；紫外光；農(nóng)藥廢水

某農(nóng)化集團(tuán)主要產(chǎn)品為樂(lè)果、乙酰甲胺磷、殺蟲(chóng)雙、殺螟丹、草甘膦等，其產(chǎn)品種類(lèi)繁多，生產(chǎn)工藝差異很大。生產(chǎn)廢水中有機(jī)物濃度高，生物毒性大；廢水中的苯類(lèi)、苯胺類(lèi)、酚類(lèi)等都存在難降解的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，直接采用生化處理難以取得理想的效果。因此，選用有效的預(yù)處理方式，降低廢水的毒性和負(fù)荷，對(duì)于農(nóng)藥廢水的處理尤為關(guān)鍵。

1 實(shí)驗(yàn)原理

催化微電解是根據(jù)電化學(xué)原理，利用鐵屑組分中的鐵和碳的電極電位不同，當(dāng)鐵屑浸在廢水中，其表面的鐵與碳能構(gòu)成完整的回路，電流在成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)小原電池內(nèi)流動(dòng)，并在微小原電池的正極與負(fù)極上產(chǎn)生電極反應(yīng)。

電極反應(yīng)產(chǎn)生具有高化學(xué)活性的新生態(tài)氫和Fe2+，新生態(tài)的氫與廢水中的污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使難降解有機(jī)污染物開(kāi)環(huán)斷鏈；新生態(tài)的Fe2+可對(duì)污染物產(chǎn)生吸附絮凝作用。

亞鐵鹽和H2O2的組合稱(chēng)為Fenton試劑，F(xiàn)e2+作為同質(zhì)催化劑，有利于H2O2分解產(chǎn)生出羥基自由基OH·，羥基自由基OH·的氧化還原電位高達(dá)2.80V，具有極強(qiáng)的氧化性能，故能使許多難生物降解及一般化學(xué)氧化法難以氧化的有機(jī)物有效分解。

在常規(guī)Fenton體系中加入紫外光，將在紫外光的激發(fā)下，H2O2的分解速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單純的Fe2+或者紫外光催化H2O2分解速率的簡(jiǎn)單加和，可以提高對(duì)有機(jī)污染物的處理效率和降解程度，提高H2O2的利用率，減少鐵離子的流失。

臭氧是自然界最強(qiáng)的氧化劑之一，其與水中有機(jī)物的反應(yīng)類(lèi)型有兩種，即臭氧的直接氧化與臭氧分解產(chǎn)生的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。在成分復(fù)雜的農(nóng)藥廢水中，UVH2O2可能受到抑制，在這種情況下中加入臭氧，通過(guò)多種反應(yīng)機(jī)理產(chǎn)生羥基自由基OH·，體現(xiàn)出極好的處理效率。

2 廢水水質(zhì)

試驗(yàn)廢水主要成分包括甲苯、二氯乙烷、正已烷、甲醇、吡唑甲酸乙酯等。廢水COD濃度26594mg/L，NH3N濃度2327mg/L，TN濃度2564mg/L，TP濃度14mg/L，氯離子濃度230mg/L，pH為9.80，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味。

3 儀器和藥品

磁力攪拌器、pHs25酸度計(jì)、小型空氣泵（4W）、紫外燈（28W）、分析天平、真空抽濾器，臭氧發(fā)生器（5g/h）；濃硫酸（98%）、NaOH溶液（30%）、PAM溶液（3‰）、FeSO4·7H2O（分析純）

4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

4.1 O3UVH2O2聯(lián)合處理試驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)方法：取原水2L用濃硫酸調(diào)整pH=3.5，分兩次加入FeSO4.7H2O總計(jì)30g，通入O3，加入雙氧水總計(jì)120mL，在紫外輻照下反應(yīng)4h，用NaOH溶液調(diào)整pH至7.5，加入PAM溶液沉淀后抽濾，取上清液為1號(hào)樣品，經(jīng)過(guò)活性炭吸附30min后為2號(hào)樣品。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：經(jīng)檢測(cè)1號(hào)樣品COD 15903mg/L，2號(hào)樣品COD 14758 mg/L。COD去除率約為45%。采用分段加藥的方式反復(fù)試驗(yàn)，COD去除率仍然為40%左右，表明單獨(dú)采用O3UVH2O2聯(lián)合處理，效果不理想。

4.2 催化微電解試驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)方法：取原水1.5L用濃硫酸調(diào)整至不同pH，加入相同量的填料各0.8L，通入空氣攪拌，每隔1小時(shí)取上清液測(cè)pH值和COD值。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)，pH逐漸上升，COD逐漸下降，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到5h時(shí)，COD去除率趨于穩(wěn)定。催化微電解的最佳pH在3.5左右，反應(yīng)時(shí)間5h，COD的去除率35%。

4.3 催化微電解+O3UVH2O2組合工藝

（1）實(shí)驗(yàn)方法：取原水1.5L用濃硫酸調(diào)整pH=3.5加入填料0.8L，通入空氣攪拌反應(yīng)5h，測(cè)COD。然后將廢水轉(zhuǎn)移至另一燒杯中，補(bǔ)酸調(diào)整至pH=4，加入H2O2，同時(shí)通入臭氧反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH 值至7.5，加入少量PAM溶液進(jìn)行絮凝，靜置后取上清液測(cè)COD。為強(qiáng)化處理效果，對(duì)上清液重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，H2O2總投加量為100mL。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：一級(jí)催化微電解出水COD為17080mg/L；一級(jí)聯(lián)合氧化出水COD為8876mg/L；二級(jí)催化微電解出水COD為6365mg/L；二級(jí)聯(lián)合氧化出水COD為5541mg/L。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

該農(nóng)藥廢水通過(guò)兩級(jí)催化微電解+O3UVH2O2聯(lián)合處理，COD值可以從26594mg/L降低到5541mg/L，去除率達(dá)到79.2%，同時(shí)原水刺激性氣味消失，色度顯著脫除。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭人勇，楊秀娟.O3和O3/ H2O2法氧化處理制藥廢水的研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，34（3）：8589.