有机磷农药废水处理技术进展

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1、有机磷农药废水处理技术进展建筑学院城市规划专业1101班陈森学号1602110112有机磷农药废水处理技术进展摘要:有机磷农药废水COD值高、毒性大、可生化性差、组分复杂,排放前必须进行有效处理。综述了处理有机磷农药废水的生化法及其吸附、水解、混凝沉淀等预处理方法,常规化学氧化法、超临界水氧化、电化学氧化、光催化降解法等化学法、物理法和超声波法等处理方法。展望了今后有机磷农药废水降解研究的主要方向,包括新方法、新设备的开发、去除机理及影响因素、动力学模型、新微生物菌种、先进检测技术等。为有机磷农药废水处理工

2、艺的选择和设计提供指导和依据。关键词:有机磷农药废水生化法Fenton超临界水氧化超声波法农药工业是化学工业的主要行业之一。有机磷农药由于其广谱高效在中国使用广泛。目前国内有近2000家农药生产厂家,生产200多种农药,年产量高达80万吨,居世界第二位,其中80%的是有机磷农药[1-2]。全国每年排放的农药废水约为115亿吨,其中已进行处理的占总量的7%,治理达标的仅占1%[2]。有机磷农药的原料主要有三氯化磷、冰醋酸、甲醇、乙醇、苯等;生产过程中的中间体主要有亚磷酸三甲酯、甲基氯化物等。有机磷农药生产过程

3、中排出的废水不但量大,而且性质特殊,COD含量极高,可达数万mg/L,主要是难生物降解的有机物,且有机磷对微生物的生长具有很强的抑制作用,有毒有害物质浓度高、毒性大、组分复杂。本文综述了处理有机磷农药废水的生化法及其预处理、化学法和物理法,还单独介绍了与传统的化学或物理方法不同的超声波法,并对有机磷农药废水降解的今后研究方向进行了展望。1生化法及预处理生化法是处理农药废水最重要的方法之一,在中国已有成功地应用[3]。其原理是利用微生物的代谢将有机物同化或分解,其主要分类如图1所示。近来出现了新型生物反应器,

4、如HCR反应器处理有机磷农药废水等[4]。图1生化法分类好氧生物降解的反应机理是在有氧的条件下,利用微生物使废水中的有机物质氧化分解为无害的结构简单的无机物的过程。在用生化法处理农药废水的方法中,80%采用的是好氧生化法,用厌氧法处理农药废水的研究很少。厌氧法因代谢速度慢、停留时间长、容器体积大、影响因素多、造价高等不利因素,因而一般用于有机污泥或浓度特高的废水处理[5]。生化法处理有机磷农药废水的工艺与处理其它废水基本相同。目前,生物降解难降解有机物的研究主要集中在高效菌种的选育和工艺的改变等方面。它具有

5、运行成本低、操作管理简单等优点,但占地大,一次性投资高,且因微生物对营养物质、pH值、含盐量、温度等条件有一定要求,难以适应农药废水;加上进水COD过高,可能存在大量难以生物降解的有毒物质能破坏微生物细胞某些必要的物理结构或抑制微生物代谢进程,因此在生化处理前需要增加预处理工艺以利于生化处理并降低成本[6]。有机磷农药废水预处理方法主要有吸附、水解、混凝沉淀等[7-8]。(1)吸附法常用活性炭或树脂作为吸附剂。由于废水中的有机磷酸酯类化合物极性和水溶性都较强,一般吸附剂的处理效果都不好,且吸附剂的费用很高,

6、回收与再生方法也未解决。吸附法在国内有机磷农药生产厂的应用不多。(2)水解法水解法一般可用来处理含有硫代磷酸酯和磷酸酯的农药废水,可分为酸性水解和碱性水解两种。在常压下碱解时,有机磷化合物的反应只停留在中间产物上,进一步水解生成磷酸很难,因此水解反应本身并不能使COD减少。并且水解法是在酸性或碱性条件下分解有机物,因此对设备的要求高,应耐腐蚀。(3)混凝沉降法混凝沉降法是用来预处理农药废水经常采用的方法之一,它具有工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积小等优点;但运行费用较高,泥渣量多且脱水困难。

7、在有机磷农药废水处理中,Ca(OH)2和PAC配合使用的混凝沉淀效果较好[9]。2化学法化学法是指通过向农药废水中添加化学试剂或进行化学反应,从而去除有机污染物质,它包括常规化学氧化法、因耗能大和易产生二次污染物而很少使用的燃烧法、近年来迅速发展的超临界水氧化、电化学氧化、光催化降解法等。2.1常规化学氧化法根据氧化剂的不同,常规化学氧化可分为湿式氧化、Fenton试剂氧化、臭氧氧化法等。(1)湿式氧化法湿式氧化法(Wetairoxidation,WAO)是一种有效的处理高浓度、有毒、有害、生物难降解废水的

8、高级氧化技术。有机磷农药废水在高温高压下,不断通入空气,有毒的有机物被氧化分解为无毒物质,其中有机磷化合物转变成H3PO4,H2S和有机硫被氧化成H2SO4。用湿式氧化法处理乐果废水,有机磷去除率超过95%,有机硫去除率达到82%[10-11]。湿式氧化法可以作为终端处理方法,也可以用作生化处理的预处理手段,提高其生化性。但对于浓度的废水,氧化时放出的热量不足以维持反应所需,限制了其应用范围。近年来湿式催化氧化法