臭氧催化氧化处理农药废水

武磊

摘要：在目前的农药处理过程中，高浓度农药的废水是目前处理难度较大的工业废水种类之一。因此，应重点加强废水处理的应用研究。本文通过对臭氧催化氧化处理的过程进行了详细的论述。通过相应的实验研究，把对其在活性炭载体上附着金属催化作用产生的氧化性，充分对于该方法的降解效果进行分析。通过论证，证实了其对于高浓度农药降解的可行性，能够有效应用到废水处理工作之中。

关键词：臭氧催化氧化;高浓度农药;降解;化工合成

农药废水的处理是目前非常棘手的工业废水处理难题。因其有不同药成分的含量，因此废水的成分差异很大。在这个过程中，农药的废水不仅具有较高的毒性，同时也难以降解，对自然环境、动植物和人类都有较大的危害。因此，如何通过良好的废水处理技术实现高浓度农药的处理是目前学界关注的焦点。农药废水在排放的过程中，还有链状、环状等多种有机物处理的方式也难以选定。传统的物理化学的方式在去除废水中的毒性后，很可能会产生二次污染，不能有效的降解其成分，这样同样对环境和人们的生产生活造成很大的影响。因此，本文通过对高浓度农药废水的基本研究，将毒性难分解的有机物在预处理阶段进行臭氧催化氧化的基本处理，然后再进行生化处理，达到了理想的效果。

1臭氧催化氧化处理技术

臭氧是氧气的同素异型体，其电位可以达到2.07V，仅次于氟元素，是世界上第二高的元素。通过以往的研究，臭氧的氧化作用可以在废水处理过程中使色素脱色和有机分子的破裂，因而在目前的处理高浓度农药的过程中得到了广泛的应用。其基本原理是，在氧化剂的协助下，使用强氧化性的臭氧。在催化氧化废水的过程当中，将有机物有效的降解分解为小分子污染物。通过该技术的应用，同样可以将有机物直接氧化为二氧化炭和水。在使用该方法降解COD的过程中，可以对其有机分子键进行打断。如较难处理的硫化羟基、硝基键等，都可以达到脱色的目的，同时有效的增加其有利的比值，使是处理效果可以达到可持续的程度。

2臭氧催化氧化处理实验

本文以某农药化工公司的污水处理为例，该公司是生产低毒高效的农药化工企业。主要的产品为杀虫剂、除草剂等领域，广泛的应用到了农作物的种植过程中。本文针对在企业生产过程中出现的啶虫脒废水进行的相应处理。该废水因其内部的污染物种类较多，同时难以进行降解，有害物含量也较高。主要成分还有CH3NH2、CHCl3、C3H3N、吡虫啉等物质。coder约等于3400mg/L，PH值等于5.1，色度等于1400倍。通过常规的物理化学处理方式，没有达到合理的降解与降毒效果。因此，本文通过臭氧催化氧化处理的实验，希望能够为有效的农药降解提供参考。

2.1催化剂和制备方法

通过对活性炭对臭氧氧化的基本理念，结合文献的研究表明。通过对臭氧水溶液当中加入较小的活性炭可以有效的激发其产生的链反应，并加速臭氧对于废水处理过程中的羟基转化率。正是在这样的理念和制备方法的情况下，使用活性炭吸附的技术，有效的增强其催化作用，实现臭氧分解的高效化。

2.1.1催化剂的制备

催化剂的载体必须要选用强度较高的活性炭滤棒，使用5到6目的规格。催化剂的制备主要分为预处理、浸渍、干燥、烘烤等主要的步骤。具体分析如下：预处理通过离子水洗涤，去掉活性炭当中的一些杂质，然后进行干燥准备。将活性炭放入事先准备好的35%的硝酸浓液当中，通过洗涤12个小时以上拿出，用去离子水进行相应的清洗，达到清洁性的目的。最后进行相应的烘干。浸渍主要是将前面处理的活性炭放入7.5%的硝酸铜溶液当中，通过充分的混合加入碳酸氢钠，直到产生蓝色的沉淀物。浸渍超过24小时后取出，在浸泡好的载体过程中，使其进行干燥。同时，在高温下进行烘干8小时以上。烘烤使用马弗炉将干燥的载体。在高温下烘烤6小时，就可以产生有效的催化剂。

2.2实验材料及方法

2.2.1实验设备

该实验需要20L/H的计量泵，一台催化氧化的反应机。一座10g/L臭氧发生器、活性炭的催化剂若干等。

2.2.2水样采集

本实验采集了某农药公司在吡啶车间外排的废水具体的参数，如以上分析所示。

2.2.3实验指导数据

在实验过程中应用最佳处理数据的原则，常温状态下，PH值等于8，臭氧的投加浓度达到30mg/L，反应时间控制在30分钟。

2.2.4实验方法

在实验过程中，首先将各个设备进行合理的连接。将活性炭作为催化剂，应用到氧化反应器内当中。填充的体积为50%，调整计量泵，控制在14L/H的进水量。开始进行臭氧催化氧化发生作用。调整气量为30L/H，臭氧的浓度控制到15mg/L的位置。本实验在进行过程中。持续了三天，分别在上午和下午各取样一次。通过水质的分析，得到了以下的结论：三天的coder去除率可以平均达到76.33%，三天的色度去除率可以平均达到91.76%，三天的BOD5去除率可以平均达到45.38%。

2.3实验结果分析

通过以上实验数据的分析，原废水的B/C比值较低。通过该工艺的处理平均的B/C为0.11-0.12。如果不经过有效的催化作用仅靠生化处理的系统，很难以提高其处理的整体效果。经过臭氧催化氧化的分析过程，废水的去除率合理的达到了76.33%。同时催化氧化可以对其内部的组成进行一定的破坏，出水色度已经得到了很大的降低，平均去除率超過了91%。通过以上的数据，虽然该方法在BOD5的去除效果上还不太理想，仅为45.38%。经过臭氧催化氧化的处理后，B/C提高到了0.30左右，因此其生化性可以大幅的提升，为后续进行相应的处理提供了良好的基础。通过该实验表明，臭氧催化氧化技术在处理高浓度、高毒性的农药废水过程中起到了良好的连接作用，为后期的生化处理提供了较好的基础。

3结束语

臭氧催化氧化技术可以针对高浓度的农药有效的进行毒性的去除，通常有效的达到了coder的去除率，提高了废水的B/C值，改善了其生化性，为后续结合生化处理工艺提供了良好的基础。同时该方法具有实验速度较快、无二次污染、工艺简单等多方面的优势。该方法的主要作用是增加了活性炭的催化机理，使之具有了较强的催化氧化性能，更有利于对废水内部有机物的处理。使得臭氧的催化氧化能力得到了有效的提升，因此能够达到高浓度农药的稳定化处理要求，对环境保护工作具有重要的促进作用。

参考文献

[1]章永鹏，周军英，单正军，许朋柱.几种高级氧化技术在农药废水处理中的应用研究进展[J].农学学报，2007（2）：103～109.

[2]蔡哲锋.催化臭氧化处理难降解制药废水研究[D].杭州：浙江大学，2004.