吳菊珍， 熊 平， 景 江　(成都工業(yè)學(xué)院，四川成都 611730)

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鐵炭微電解-高級(jí)氧化-厭氧-好氧處理難降解農(nóng)藥廢水的研究

吳菊珍， 熊 平， 景 江(成都工業(yè)學(xué)院，四川成都 611730)

某化工廠主要生產(chǎn)除草劑草甘膦等多品種的農(nóng)藥，該廠廢水成分復(fù)雜且水質(zhì)及pH波動(dòng)大，COD含量高達(dá)上萬(wàn)mg/L，Cl-等鹽含量高，以及大量重金屬等有毒有害物質(zhì)抑制微生物生長(zhǎng)，故原廢水采用簡(jiǎn)單單一的厭氧-好氧法很難降解，不能達(dá)標(biāo)排放。由于各品種農(nóng)藥的原材料和生產(chǎn)工藝各異，廢水成分復(fù)雜，必須加強(qiáng)廢水的預(yù)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(gòu)筑物的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改革，增加鐵炭微電解和Fenton高級(jí)氧化預(yù)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(jī)物分解成小分子，從而使廢水達(dá)到生物處理的條件，再利用經(jīng)濟(jì)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(guò)采用鐵炭微電解-高級(jí)氧化-厭氧-好氧組合處理工藝對(duì)農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理[2]，旨在為農(nóng)藥廢水處理提供借鑒。

1工藝流程與構(gòu)筑物參數(shù)

1.1工藝流程針對(duì)該廠農(nóng)藥廢水特點(diǎn)，采用鐵炭微電解-高級(jí)氧化-厭氧-好氧組合處理技術(shù)，200 m3/d農(nóng)藥廢水工藝流程見(jiàn)圖1[3]。

1.2主要構(gòu)筑物參數(shù)情況

1.2.1鐵-炭微電解池。水力停留時(shí)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(yīng)器直徑為3.00 m，填料層有效高度(系統(tǒng)有效反應(yīng)區(qū))為3.50 m，下部布水、布?xì)鈱覽4]和上部溢流層高度為1.00 m，反應(yīng)器總高為4.50 m。反應(yīng)器尺寸為3 000 mm(直徑)×4 500 mm。

1.2.2Fenton高級(jí)氧化池。Fenton反應(yīng)器與微電解反應(yīng)器配套，且微電解反應(yīng)出水能夠順利溢流出并進(jìn)入Fenton氧化反應(yīng)器底部。其大小為3 000 mm(直徑)×4 000 mm，水力停留時(shí)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(shí)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(yīng)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(shí)間達(dá)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(shí)間為1.5 h，有效深度為3.78 m，總高度為5.00 m。

2結(jié)果與分析

2.1鐵-炭微電解反應(yīng)器處理情況

2.1.1進(jìn)水pH對(duì)COD去除率的影響。選定鐵-炭比為1∶1，進(jìn)水pH分別為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0。由圖2可知，當(dāng)pH為3.0時(shí)，COD去除率達(dá)到52.5%，pH過(guò)高或者過(guò)低，COD去除率均有所降低。這是因?yàn)樗嵝詶l件有利于鐵-炭原電池的反應(yīng)，且在一定范圍內(nèi)原電池反應(yīng)隨pH 的降低而加快，但pH 過(guò)低時(shí)，電極反應(yīng)過(guò)于強(qiáng)烈，在電極表面形成的大量 H2微泡阻礙了鐵炭之間的反應(yīng)。當(dāng) pH較高時(shí)，微電解程度有所降低，導(dǎo)致COD去除率降低。因此，確定最佳反應(yīng)pH為3.0。原廢水的 pH接近該值，考慮到實(shí)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(shí)間對(duì)COD、Cl-和重金屬去除率的影響。將農(nóng)藥廢水流經(jīng)微電解池，調(diào)整在池中不同停留時(shí)間。由圖3可知，微電解處理時(shí)間為2.0 h時(shí)，處理效果最佳。

2.1.3鐵碳微電解運(yùn)行結(jié)果。由表1可知，該農(nóng)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(duì)厭氧微生物的抑制作用[5],同時(shí)可將廢水中難降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì)，提高廢水的可生化性。

表1　鐵-炭微電解處理農(nóng)藥廢水的運(yùn)行結(jié)果

2.2Fenton高級(jí)氧化處理結(jié)果Fenton試劑是由過(guò)氧化氫和催化劑二價(jià)鐵鹽(Fe2+)以一定比例混合組成的一種強(qiáng)氧化劑。反應(yīng)中產(chǎn)生一種氧化能力很強(qiáng)的羥基自由基,可以破壞苯環(huán),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(nóng)藥廢水的生物降解性能，同時(shí)具有絮凝、沉降功能[6-7]。適用于生物難降解的或一般化學(xué)氧化難以取得明顯效果的農(nóng)藥廢水的處理[8]。

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

2.3整體工藝運(yùn)行情況由表2可知，采用鐵炭微電解-高級(jí)氧化-厭氧-好氧組合法對(duì)農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理，出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)：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(yùn)行結(jié)果

3結(jié)論

針對(duì)某化工廠排放的農(nóng)藥廢水難降解等諸多特點(diǎn)，在不改變?cè)黧w工藝和不大幅增加構(gòu)筑物及處理成本的前提下，對(duì)工藝進(jìn)行技術(shù)改造。采用鐵炭微電解、Fenton高級(jí)氧化對(duì)農(nóng)藥廢水進(jìn)行預(yù)處理，將COD、Cl-、重金屬等有毒有害物質(zhì)

去除，再采用傳統(tǒng)的生物處理法進(jìn)行處理[9]，極大地提高了廢水的處理效果。

實(shí)踐證明，鐵炭微電解-Fenton高級(jí)氧化-厭氧-好氧組合法處理難降解農(nóng)藥廢水效果好，出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

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摘要[目的]針對(duì)某化工廠排放的農(nóng)藥廢水難降解、鹽含量高等諸多特點(diǎn)，原生物法處理不能達(dá)到排放要求，在不改變?cè)黧w工藝和不大幅增加構(gòu)筑物及處理成本的前提下，對(duì)原工藝進(jìn)行技術(shù)改造。[方法]采用鐵炭微電解、Fenton高級(jí)氧化對(duì)農(nóng)藥廢水進(jìn)行預(yù)處理，去除COD、Cl-、重金屬等有毒有害物質(zhì)，再采用傳統(tǒng)的厭氧-好氧生物處理法進(jìn)行處理。[結(jié)果]采用鐵炭微電解-Fenton高級(jí)氧化-厭氧-好氧組合法處理難降解農(nóng)藥廢水，極大地提高了廢水的處理效果，出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。[結(jié)論]試驗(yàn)結(jié)果為農(nóng)藥廢水處理研究提供了參考。

關(guān)鍵詞農(nóng)藥廢水；微電解；Fenton高級(jí)氧化；預(yù)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(jiǎn)介吳菊珍(1969- )，女，四川眉山人，教授，從事化工與環(huán)保研究。

基金項(xiàng)目四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(14ZA0280)。

中圖分類號(hào)S-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)18-147-02