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农药废水处理的化学处理方法有哪些?

日期: 2020-05-04
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农药废水的化学处理法是指通过由不同方式引发化学反应和传质作用以去除农药废水中的污染成分或者将其转化成无害物质的降解处理方法,大致可分为: 焚烧法、电渗析法( 离子膜电解技术) 、氧化法。


1、焚烧法


焚烧法处理农药废水是利用一定的高温( 1000 ℃左右) 并给予充分氧气的条件下将高浓度有机物废水进行燃烧,主要燃烧其易燃部分或惰性成分。在高温焚烧下,所有可燃物都将被燃烧,剩下的只有灰尘和不可燃物质,其可用作合适的填料。农药废水经焚烧后可将一些有毒有害物质转化成无害物质( 二氧化碳和水) 并可回收热能。焚烧法最大的优点是不用处理废弃物及不用考虑废弃物填埋场所的选择。但焚烧法仍存在大气污染以及操作费用高等问题。张永梅等[10]用焚烧法对高浓度有机农药废水进行处理。实验中采用循环流化床焚烧炉将有机物焚烧转化为无害物质,达到排放的标准。实验结果表明,利用焚烧法处理农药废水使废水处理系统负荷降低运行更加平稳,且具有优良的经济性与可操作性。


2、电渗析法


农药废水经初步处理后仍含有大量的盐分及毒性,直接排放会污染环境,电渗析法可很好解决这个问题。电渗析法作为膜处理技术的一种,其通过半透膜的选择透过性且结合电化学来进行提纯分离,可去除溶解度大的盐类。电渗析法已广泛应用于含盐的农药废水处理中。电渗析法处理效率高、装置设计灵活、经济节能、操作方便但其无法去除溶解度小的盐类以及不带电荷的物质,因此仍具有一定的局限性。关莹等[11]利用电渗析法制作了新型膜电解反应器处理含盐农药废水。他们将传统三室膜电解反应器( RT) 与改进后的新型反应器( RN) 的运行效果进行对比。结果表明RN 相对于RT 的处理效果更好,具体表现为对农药废水中的有机物有直接降解作用,脱盐效果更好,且电流效率更高。


3、氧化法


氧化法通常因其氧化剂以及氧化方法不同而区分,大致可分为臭氧氧化法、芬顿氧化法、光催化氧化法、湿式氧化法。


3.1、湿式氧化法( WAO)


湿式氧化法利用气态中的氧气( 通常为空气) 在高温高压的条件下将农药废水中的有机物进行氧化转变为CO2和H2O。此法多适用于高浓度、高毒性重污染的有机农药废水。湿式氧化法的优势在于缩短废水停留时间,降低所需反应条件的难度,提高氧化效率等,但湿式氧化法的设备操作费用较高。湿式氧化法中湿式催化氧化法( WACO) 最为应用广泛。湿式催化氧化法降低了反应的温度及压力,缩短了操作时间,增加了其在工业上的利用率。杨民[12]等人用催化湿式氧化反应装置对农药废水进行处理研究。结果发现,经湿式催化氧化法处理后的农药废水,其中的有毒物质已转化为无毒物质,同时生物大分子也被降解为可被降解的小分子。


3.2、臭氧氧化法


臭氧有很强的氧化能力,在化工方面应用广泛,在农药废水方面尤其对生物难降解的废水处理效果理想。臭氧氧化法一般是将臭氧发生器和气水接触设备组合使用,通常用含低浓度臭氧的空气或氧气进行处理。臭氧氧化法的优势在于反应时间短,反应流程易掌握且没有二次污染,但其臭氧利用率低且电耗较高。张翼等[13]用DHX-LY-1 型臭氧发生器处理模拟有机磷农药废水。结果表明臭氧氧化法处理有机磷农药废水是可行的,且若有固体催化剂存在,效果更佳。


3.3、芬顿氧化法


芬顿氧化法是用由Fe2+与H2O2组成的体系( 其中Fe2+ 作为催化剂) 生成具有强氧化性的羟基自由基使农药废水中难降解的有机物氧化分解。吴启模等[14]用芬顿试剂在强酸条件下处理除草剂母液废水,发现去除率变高且生化处理的主要部分大幅度减少。


3.4、光催化氧化法


光催化氧化法是以半导体为催化剂,通过光源照射产生一系列氧化还原反应来分解农药废水中的有机和无机污染物。由于这种方法二次污染小、无毒、反应速率快、降解效率高,已被广泛的应用于农药废水处理过程。鄢丹等[15]用纳米光对敌敌畏农药废水进行催化氧化实验,实验结果表明在较佳水平下,光催化氧化技术处理COD 浓度1000 mg /L 的敌敌畏农药废水,COD 的去除率可达40%。


4、折点氯化法


折点氯化法的原理是在农药废水中加入足够量的氯或次氯酸钠,使废水中的氨氮转化为氯气,从而除去废水中氮的方法[16]。发生的反应可表示为:


NH+4 +1. 5HClO→0. 5N2+1. 5H2O+2. 5H+ +1. 5Cl-


随着氯气通入量的增加,废水中的氨氮浓度降低,在某一点的氨氮浓度为0,农药废水中的氯的含量也使最低的状态,这一点被称为折点。杨洪新等[17]利用折点加氯技术进行农药废水中氨氮的研究,其考察了折点加氯技术对农药企业生产出的废水中氨氮的去除效果,并对各种可能影响折点加氯效果的因素进行了分析,得到了最适宜的操作条件,在这一操作条件下,氨氮去除率达到了80%。但是折点氯化法有一个缺点,即经氯化处理的污水中含有残留的氯,氯与水中有机物反应,生成有机氯化物,容易造成次生污染,还需要用活性炭进行过滤吸附予以去除。


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