敵克松農(nóng)藥廢水處理試驗(yàn)研究
摘要[目的]探索一種敵克松農(nóng)藥廢水處理方法。[方法]采用光催化二次氧化法處理敵克松農(nóng)藥廢水,最后用活性炭進(jìn)行吸附。[結(jié)果]經(jīng)活性炭吸附,使敵克松農(nóng)藥廢水中的COD含量從22 000 mg/L下降到5 600 mg/L,BOD/COD的比值為0.43。[結(jié)論]該方法達(dá)到生物方法處理的要求。
關(guān)鍵詞光催化氧化;敵克松;活性炭吸附
敵克松是1958年由西德拜耳公司首先開發(fā)的產(chǎn)品。在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中會排出大量含敵克松等多種有機(jī)物、硫代硫酸鹽和亞硫酸鹽等無機(jī)還原物質(zhì)的高含鹽量廢水,其外觀為亮黃色油狀。敵克松農(nóng)藥廢水呈紅棕色、油狀,其BOD/
COD<0.19,因此是很難生化的。有的企業(yè)采取將原水稀釋至13倍再排放,這樣雖然可以使COD接近排放規(guī)定,但是不可降解的有機(jī)毒物仍在水體中,對環(huán)境的潛在危害并未減輕,因而是不可取的。
Fenton試劑(以下簡稱為FR)自20世紀(jì)6O年代開始應(yīng)用于廢水處理。在傳統(tǒng)FR的基礎(chǔ)上人們開發(fā)出許多類FR,如光!FR、電!FR等,均屬于高級氧化技術(shù)(AOPs)。它們利用-OH的非選擇性特性,降解很多種類的有機(jī)物。這些技術(shù)中,傳統(tǒng)的FR最具有應(yīng)用前景:反應(yīng)藥劑易于獲得且價(jià)格便宜、不需要特殊的設(shè)備如紫外燈、復(fù)雜的反應(yīng)裝置如TiO2微粒或臭氧發(fā)生裝置等。
FR氧化反應(yīng)是利用Fe2+在酸性條件下催化H2O2分解產(chǎn)生的-OH來進(jìn)攻有機(jī)物分子內(nèi)鍵。影響-OH產(chǎn)生的因素較多,反應(yīng)條件是主要的方面,如pH值、水溫、H2O2用量和Fe2+用量等。不同的廢水所需的最佳操作條件不盡相同,對實(shí)際工業(yè)廢水的處理必須通過試驗(yàn)確定其最佳操作條件。為此,筆者對敵克松農(nóng)藥廢水進(jìn)行了具體細(xì)致的氧化條件試驗(yàn),以COD的去除量為指標(biāo),研究了氧化影響因子及量化關(guān)系,確定了最佳操作條件并考察了氧化前后敵克松農(nóng)藥廢水的可生物降解性,旨在為后續(xù)的生物處理創(chuàng)造條件。
1材料與方法
1.1材料
儀器:紫外燈30 W;78-1型磁力加熱攪拌器(上海浦東物理光學(xué)儀器廠生產(chǎn));分光光度計(jì)PCcompact。
試劑:5%FeSO4,30%H2O2,活性炭粉末。
1.2廢水的水質(zhì)及來源敵克松農(nóng)藥廢水來自丹東農(nóng)藥制造有限公司,該公司以生產(chǎn)有機(jī)農(nóng)藥為主,排放的敵克松農(nóng)藥廢水中含有難降解的有機(jī)化合物。其特點(diǎn)是:COD值高,pH值小,屬于可生化性差,難降解的有機(jī)廢水。其水質(zhì)為:COD22 000 mg/L;pH值3~5。
1.3試驗(yàn)過程
將敵克松農(nóng)藥廢水pH值調(diào)至7~9,加入不同量的5%FeSO4和不同量的30%H2O2后紫外燈照射30~60 min,然后加入PAC進(jìn)行絮凝沉淀。取上清液重復(fù)上述試驗(yàn),絮凝沉淀后,上清液加入活性炭吸附30 min。
2結(jié)果與分析
經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)得到,敵克松農(nóng)藥廢水pH值為7,紫外燈照射30 min時(shí)處理的效果最好。經(jīng)過1次H2O2氧化和紫外光照射,COD含量降到11 000 mg/L;第2次H2O2氧化和紫外光照射后,COD含量降至5 600 mg/L。再繼續(xù)重復(fù)氧化試驗(yàn),COD值很難再降下去(表1)。
2.1紫外燈照射時(shí)間對廢水COD含量的影響將敵克松農(nóng)藥廢水加入相同量H2O2,放在紫外燈下分別照射15、30、45、60 min,測量在不同照射時(shí)間下COD濃度的變化,其結(jié)果見圖1。由圖1可知,光照時(shí)間為30 min時(shí),COD濃度下降較明顯,為16 500 mg/L,30 min之后下降較緩慢。
2.2 pH值對廢水COD含量的影響在加入相同量的H2O2后,在不同pH值下進(jìn)行氧化反應(yīng)60 min,結(jié)果見圖2。由圖2可知,原水pH值為5時(shí),COD含量為21 000mg/L;隨著pH值升高,COD含量逐漸降低,pH值為7時(shí),COD值降低明顯。
2.3 H2O2加入量對COD含量的影響由圖3可知,在pH值為7時(shí),100 ml敵克松農(nóng)藥廢水加入不同量的H2O2后,正常條件下反應(yīng)60 min,廢水中COD濃度隨H2O2加入量增加而降低。其中,加入H2O2為30 ml時(shí)效果較好。
2.4 FR加入量對COD含量的影響加入不同摩爾比的FeSO4/H2O(21∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80),研究FR加入量對COD含量的影響,其結(jié)果見圖4。由圖4可知,COD的含量隨FeSO4/H2O2比值增大而降低,但是比值大于1∶50后,COD的含量降低較小。
3結(jié)論與討論
通過單因素試驗(yàn)確定了Fenton光照催化氧化法處理敵克松農(nóng)藥廢水時(shí),相應(yīng)的各因素最佳操作范圍,分析了各影響因素的作用機(jī)理,確定了氧化處理中pH值、紫外光照時(shí)間、H2O2加入量、FeSO4/H2O2比的影響程度。結(jié)果表明,相應(yīng)最佳操作條件為:敵克松農(nóng)藥廢水(COD=22 000 mg/L,pH=5),pH=7,紫外光照反應(yīng)時(shí)間為30 min,F(xiàn)eSO4/H2O2比為1∶50。此時(shí)COD初次氧化達(dá)到11 000 mg/L,第2次氧化下降到5 600 mg/L,最后經(jīng)活性炭吸附COD可達(dá)4 000 mg/L,
BOD/COD比值為0.43,達(dá)到生化處理的要求。
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