王元
(安陽市煤炭化工研究設計所 河南安陽 455000)
中國是農藥生產和使用大國,截止到2012年,農藥生產企業達1800多家。《2012年中國農藥市場產量監測分析》中顯示2012年我國生產農藥354.9萬噸,同比增長了19%,居世界第一位。在農藥生產和提純過程中會產生大量高COD濃度、高色度、高SS、毒性大、污染物成分復雜且難以生物降解的廢水。這些廢水排入江河水體,不僅嚴重地破壞了水體生態,而且對人類的生存環境構成了極大的威脅。因此,必須對農藥生產廢水進行處理才能允許排放。農藥生產廢水的特征決定了其不能按照一般的廢水處理方法進行處理。目前,常用的農藥生產廢水主要可以分為物理法、化學法、生化法以及組合工藝法。
農藥生產廢水是指農藥在反應合成時帶來的廢水、精制提純產品時產生的洗滌廢水、生產車間和機械設備的沖刷水等的總稱。農藥生產廢水具有以下特征:
(1)生產農藥的特殊原料使得廢水中有機物濃度高,毒性大。廢水當中的COD普遍都維持于一萬到好幾十萬(mg/L)之間。
(2)農藥生產工藝流程復雜、原料種類繁多,使其污染成分復雜。
(3)能夠被生物降解的組分較少,生物降解難度大。
(4)廢水量大,水質和水量受工藝操作影響明顯,且不穩定。
物理法一般用在農藥生產廢水的預處理階段。該方法主要用于回收利用廢水中的有用成分,并對廢水中的難生物降解的成分進行處理,以提高廢水的可生化性,為后續處理做好準備。常用物理處理法有萃取法、沉淀法、吸附法。
從20世紀90年代始,國內某化工研究院就開始研究采用萃取處理法來處理農藥廢水。萃取法又稱液-液萃取,其具有處理效率高、操作簡便、投資較少等優點。常用的萃取法有物理萃取法和絡合萃取法。
沉淀法是利用絮凝劑對廢水中的懸浮物以及可溶性大分子物質進行處理的方法。目前,國內使用的絮凝劑種類眾多,如聚鐵類、聚丙稀酸鈉類、聚鋁類和聚丙稀酞胺類等。
吸附法是利用吸附劑對廢水中的中的一種或數種組分吸附于表面,達到分離和富集的目的方法。我國用在農藥生產廢水上的吸附劑主要是活性炭、樹脂兩類。
化學處理法主要是利用化學反應的作用,對廢水中的污染物質進行處理的方法。常用于農藥生產廢水上的處理方法有:藥劑氧化法、光催化氧化法、濕式氧化,焚燒法、微電解以及超臨界水氧化法等。
生化法是利用微生物的新陳代謝作用降解轉化廢水中有機物的方法。該方法主要用在農藥生產廢水的末端處理,在我國的農藥類生產企業中,幾乎都是建有生化處理設施。常用的有活性污泥法、生物膜法、曝氣法、厭氧生物處理法、高效降解菌法等方法。
光催化法是利用紫外光照射光催化劑產生電子和空穴,然后利用電子的強還原性和空穴的強氧化性來處理廢水的方法,是一種新型的化學處理法。現階段,采用光催化法來處理農藥生產廢水的案例逐漸增多。陳士夫等在在玻璃球中負載Ti02充當催化劑,并用于有機磷農藥的降解,取得了很好的結果。
超聲波法是指利用輻射效應把污水中的難降解的、大分子類的有機物轉化為小分子類有機物的廢水處理方法。20世紀90年代,超聲波開始逐漸用于農藥生產廢水處理中。
超聲波降解法是一種剛興起的新型處理方法,具有操作性強、降解速度快等優點。雖然,國內對超聲波降解法的研究較多,也取得了很多成果,但是還只是局限于實驗室研究階段,缺乏工程應用的檢驗。
由于農藥生產廢水的復雜特征,往往一般的單一工藝流程無法實現廢水的達標處理。把幾種處理方法結合集成起來,組成新工藝流程,可以實現各種處理方法之間的優勢互補,達到最佳處理效果。
國內,關于組合新工藝的研究正在不斷深入,也取得了很大進展,并且有很多工程應用實例。李耀中設計了一種流化床光催化反應器與過濾預處理相組合的中試系統,張仲燕以一個生產多種染料和農藥中間體的化工廠為研究對象,設計采用中和-混凝-催化氧化的組合工藝。實踐證明組合工藝的處理效果顯著,優于單一的處理工藝流程。
我國是農藥生產和使用大國,農藥生產廢水量大、成分復雜、處理難度大。隨著科技的進步與研究的深入,一些新興的處理技術逐漸被應用到廢水處理中。物理法、化學法或生化法都具有一定的局限性,單一的方法很難實現農藥生產廢水的達標處理。因此需要進一步深入研究,去克服解決現有處理技術的局限性,并加大組合工藝流程研究。不同農藥生產廠家的生產廢水水質特征差異很大,在進行處理技術選用與研究時,要針對具水質特征進行考慮。
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