王元
(安阳市煤炭化工研究设计所 河南安阳 455000)
中国是农药生产和使用大国,截止到2012年,农药生产企业达1800多家。《2012年中国农药市场产量监测分析》中显示2012年我国生产农药354.9万吨,同比增长了19%,居世界第一位。在农药生产和提纯过程中会产生大量高COD浓度、高色度、高SS、毒性大、污染物成分复杂且难以生物降解的废水。这些废水排入江河水体,不仅严重地破坏了水体生态,而且对人类的生存环境构成了极大的威胁。因此,必须对农药生产废水进行处理才能允许排放。农药生产废水的特征决定了其不能按照一般的废水处理方法进行处理。目前,常用的农药生产废水主要可以分为物理法、化学法、生化法以及组合工艺法。
农药生产废水是指农药在反应合成时带来的废水、精制提纯产品时产生的洗涤废水、生产车间和机械设备的冲刷水等的总称。农药生产废水具有以下特征:
(1)生产农药的特殊原料使得废水中有机物浓度高,毒性大。废水当中的COD普遍都维持于一万到好几十万(mg/L)之间。
(2)农药生产工艺流程复杂、原料种类繁多,使其污染成分复杂。
(3)能够被生物降解的组分较少,生物降解难度大。
(4)废水量大,水质和水量受工艺操作影响明显,且不稳定。
物理法一般用在农药生产废水的预处理阶段。该方法主要用于回收利用废水中的有用成分,并对废水中的难生物降解的成分进行处理,以提高废水的可生化性,为后续处理做好准备。常用物理处理法有萃取法、沉淀法、吸附法。
从20世纪90年代始,国内某化工研究院就开始研究采用萃取处理法来处理农药废水。萃取法又称液-液萃取,其具有处理效率高、操作简便、投资较少等优点。常用的萃取法有物理萃取法和络合萃取法。
沉淀法是利用絮凝剂对废水中的悬浮物以及可溶性大分子物质进行处理的方法。目前,国内使用的絮凝剂种类众多,如聚铁类、聚丙稀酸钠类、聚铝类和聚丙稀酞胺类等。
吸附法是利用吸附剂对废水中的中的一种或数种组分吸附于表面,达到分离和富集的目的方法。我国用在农药生产废水上的吸附剂主要是活性炭、树脂两类。
化学处理法主要是利用化学反应的作用,对废水中的污染物质进行处理的方法。常用于农药生产废水上的处理方法有:药剂氧化法、光催化氧化法、湿式氧化,焚烧法、微电解以及超临界水氧化法等。
生化法是利用微生物的新陈代谢作用降解转化废水中有机物的方法。该方法主要用在农药生产废水的末端处理,在我国的农药类生产企业中,几乎都是建有生化处理设施。常用的有活性污泥法、生物膜法、曝气法、厌氧生物处理法、高效降解菌法等方法。
光催化法是利用紫外光照射光催化剂产生电子和空穴,然后利用电子的强还原性和空穴的强氧化性来处理废水的方法,是一种新型的化学处理法。现阶段,采用光催化法来处理农药生产废水的案例逐渐增多。陈士夫等在在玻璃球中负载Ti02充当催化剂,并用于有机磷农药的降解,取得了很好的结果。
超声波法是指利用辐射效应把污水中的难降解的、大分子类的有机物转化为小分子类有机物的废水处理方法。20世纪90年代,超声波开始逐渐用于农药生产废水处理中。
超声波降解法是一种刚兴起的新型处理方法,具有操作性强、降解速度快等优点。虽然,国内对超声波降解法的研究较多,也取得了很多成果,但是还只是局限于实验室研究阶段,缺乏工程应用的检验。
由于农药生产废水的复杂特征,往往一般的单一工艺流程无法实现废水的达标处理。把几种处理方法结合集成起来,组成新工艺流程,可以实现各种处理方法之间的优势互补,达到最佳处理效果。
国内,关于组合新工艺的研究正在不断深入,也取得了很大进展,并且有很多工程应用实例。李耀中设计了一种流化床光催化反应器与过滤预处理相组合的中试系统,张仲燕以一个生产多种染料和农药中间体的化工厂为研究对象,设计采用中和-混凝-催化氧化的组合工艺。实践证明组合工艺的处理效果显著,优于单一的处理工艺流程。
我国是农药生产和使用大国,农药生产废水量大、成分复杂、处理难度大。随着科技的进步与研究的深入,一些新兴的处理技术逐渐被应用到废水处理中。物理法、化学法或生化法都具有一定的局限性,单一的方法很难实现农药生产废水的达标处理。因此需要进一步深入研究,去克服解决现有处理技术的局限性,并加大组合工艺流程研究。不同农药生产厂家的生产废水水质特征差异很大,在进行处理技术选用与研究时,要针对具水质特征进行考虑。
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