鐵炭微電解-高級氧化-厭氧-好氧處理難降解農藥廢水的研究

吳菊珍， 熊 平， 景 江　(成都工業學院，四川成都 611730)

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鐵炭微電解-高級氧化-厭氧-好氧處理難降解農藥廢水的研究

吳菊珍， 熊 平， 景 江(成都工業學院，四川成都 611730)

某化工廠主要生產除草劑草甘膦等多品種的農藥，該廠廢水成分復雜且水質及pH波動大，COD含量高達上萬mg/L，Cl-等鹽含量高，以及大量重金屬等有毒有害物質抑制微生物生長，故原廢水采用簡單單一的厭氧-好氧法很難降解，不能達標排放。由于各品種農藥的原材料和生產工藝各異，廢水成分復雜，必須加強廢水的預處理。為了不大幅增加成本，考慮廢水處理量小(僅為200 m3/d)，筆者在原處理構筑物的基礎上進行技術改革，增加鐵炭微電解和Fenton高級氧化預處理單元先去除廢水中的Cl-、重金屬以及降低COD含量，使大部分有機物分解成小分子，從而使廢水達到生物處理的條件，再利用經濟有效的厭氧-好氧生物處理法使廢水得到有效處理[1]，再通過采用鐵炭微電解-高級氧化-厭氧-好氧組合處理工藝對農藥廢水進行處理[2]，旨在為農藥廢水處理提供借鑒。

1工藝流程與構筑物參數

1.1工藝流程針對該廠農藥廢水特點，采用鐵炭微電解-高級氧化-厭氧-好氧組合處理技術，200 m3/d農藥廢水工藝流程見圖1[3]。

1.2主要構筑物參數情況

1.2.1鐵-炭微電解池。水力停留時間(HRT1)為2.0 h，鐵炭微電解填料密度為1 000 kg/m3；空隙率為65%，反應器直徑為3.00 m，填料層有效高度(系統有效反應區)為3.50 m，下部布水、布氣層[4]和上部溢流層高度為1.00 m，反應器總高為4.50 m。反應器尺寸為3 000 mm(直徑)×4 500 mm。

1.2.2Fenton高級氧化池。Fenton反應器與微電解反應器配套，且微電解反應出水能夠順利溢流出并進入Fenton氧化反應器底部。其大小為3 000 mm(直徑)×4 000 mm，水力停留時間(HRT2)為2.0 h。

1.2.3絮凝沉淀池。采用豎流式沉淀池，沉淀時間為1.5 h，池直徑為2.00 m，污泥漏斗高度為1.00 m，有效水深為3.80 m,總高度為5.00 m。

1.2.4厭氧池。采用上流式厭氧污泥反應床(UASB)。體積為400 m3。

1.2.5好氧池。采用生物接觸氧化法，體積為400 m3，水力停留時間達到48.0 h。

1.2.6二沉池。采用豎流式沉淀池，沉淀池直徑為2.40 m，沉淀時間為1.5 h，有效深度為3.78 m，總高度為5.00 m。

2結果與分析

2.1鐵-炭微電解反應器處理情況

2.1.1進水pH對COD去除率的影響。選定鐵-炭比為1∶1，進水pH分別為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0。由圖2可知，當pH為3.0時，COD去除率達到52.5%，pH過高或者過低，COD去除率均有所降低。這是因為酸性條件有利于鐵-炭原電池的反應，且在一定范圍內原電池反應隨pH 的降低而加快，但pH 過低時，電極反應過于強烈，在電極表面形成的大量 H2微泡阻礙了鐵炭之間的反應。當 pH較高時，微電解程度有所降低，導致COD去除率降低。因此，確定最佳反應pH為3.0。原廢水的 pH接近該值，考慮到實際廢水處理成本，保持原廢水的pH即可。

2.1.2微電解處理時間對COD、Cl-和重金屬去除率的影響。將農藥廢水流經微電解池，調整在池中不同停留時間。由圖3可知，微電解處理時間為2.0 h時，處理效果最佳。

2.1.3鐵碳微電解運行結果。由表1可知，該農藥廢水呈微酸性，Cl-濃度較高。采用鐵-炭微電解處理該廢水2.0 h后，可有效去除Cl-、H+、重金屬等，減輕對厭氧微生物的抑制作用[5],同時可將廢水中難降解的大分子物質轉化成小分子物質，提高廢水的可生化性。

表1　鐵-炭微電解處理農藥廢水的運行結果

2.2Fenton高級氧化處理結果Fenton試劑是由過氧化氫和催化劑二價鐵鹽(Fe2+)以一定比例混合組成的一種強氧化劑。反應中產生一種氧化能力很強的羥基自由基,可以破壞苯環,形成脂肪族化合物,從而消除芳香族化合物的生物毒性,改善農藥廢水的生物降解性能，同時具有絮凝、沉降功能[6-7]。適用于生物難降解的或一般化學氧化難以取得明顯效果的農藥廢水的處理[8]。

實踐證明，當投入30%的H2O290 ml/L、FeSO4·7H2O投加量達到7.0 g/L(Fe2+濃度為1.5 g/L)時，COD去除率達到最大值[8]。

2.3整體工藝運行情況由表2可知，采用鐵炭微電解-高級氧化-厭氧-好氧組合法對農藥廢水進行處理，出水達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級排放標準：pH6～9；CODCr≤100.0 mg/L；BOD5≤20.0 mg/L；總磷≤0.5 mg/L；固體懸浮物(SS)≤70.0 mg/L；色度<50；氨氮≤15.0 mg/L；甲醛≤1.0 mg/L。

表2　整體工藝運行結果

3結論

針對某化工廠排放的農藥廢水難降解等諸多特點，在不改變原主體工藝和不大幅增加構筑物及處理成本的前提下，對工藝進行技術改造。采用鐵炭微電解、Fenton高級氧化對農藥廢水進行預處理，將COD、Cl-、重金屬等有毒有害物質

去除，再采用傳統的生物處理法進行處理[9]，極大地提高了廢水的處理效果。

實踐證明，鐵炭微電解-Fenton高級氧化-厭氧-好氧組合法處理難降解農藥廢水效果好，出水達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準。

參考文獻

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[9] 沈耀良，曹曉瑩.草甘膦生產廢水及其厭氧處理技術[J].工業用水及廢水，2005，36(1)：29-31.

摘要[目的]針對某化工廠排放的農藥廢水難降解、鹽含量高等諸多特點，原生物法處理不能達到排放要求，在不改變原主體工藝和不大幅增加構筑物及處理成本的前提下，對原工藝進行技術改造。[方法]采用鐵炭微電解、Fenton高級氧化對農藥廢水進行預處理，去除COD、Cl-、重金屬等有毒有害物質，再采用傳統的厭氧-好氧生物處理法進行處理。[結果]采用鐵炭微電解-Fenton高級氧化-厭氧-好氧組合法處理難降解農藥廢水，極大地提高了廢水的處理效果，出水達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準。[結論]試驗結果為農藥廢水處理研究提供了參考。

關鍵詞農藥廢水；微電解；Fenton高級氧化；預處理

Study on Fe-C Micro Electrolysis-Advanced Oxidation-Anaerobic-Aerobic Biological Processing Technology for Dealing with Refractory Pesticide Wastewater

WU Ju-zhen,XIONG Ping,JING Jiang(Chengdu Technological University,Chengdu,Sichuan 611730)

Abstract[Objective] The refractory pesticide wastewater from a chemical plant had many characteristics of difficult degradation and higher salt content.The original biological treatment could not meet the emission requirements.Under the premise of without changing the original subject process and greatly increasing structures and processing cost,some technical reforms to the original process were carried out.[Method] The pesticide wastewater was pretreated by Fe-C micro electrolysis and Fenton advanced oxidation so that toxic and harmful substances like COD,Cl-and heavy metals were wiped off,and then the traditional anaerobic-aerobic biological treatment method for processing was used.[Result] After the Fe-C micro electrolysis-advanced oxidation-anaerobic-aerobic biological processing technology was used to deal with refractory pesticide wastewater,the treatment effect of wastewater was improved greatly,which reached the first standard of “Integrated Wastewater Discharge Standard” (GB8978-1996).[Conclusion] The results provide reference for study on treatment of pesticide wastewater.

Key wordsPesticide wastewater；Micro electrolysis；Fenton advanced oxidation；Pretreatment

收稿日期2015-04-29

作者簡介吳菊珍(1969- )，女，四川眉山人，教授，從事化工與環保研究。

基金項目四川省教育廳重點項目(14ZA0280)。

中圖分類號S-03

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)18-147-02