微電解預處理農藥廢水研究

邱成國

摘 要：改革開放以來，我國工農業得到了快速的發展，隨之出現的水源污染問題也越來越嚴重，在文章中重點探究了微電解預處理技術在農業廢水中的應用，以及影響微電解處理技術的不同因素，系統性地描述了微電解處理技術的作用機理，并通過試驗的方式詳細地論述了微電解處理農藥廢水的各種影響因素。

關鍵詞：微電解；農藥廢水；廢水處理

水源是人類得以發展的基礎前提，是生命的源泉。在現代社會，工業、農業發展在促進經濟快速發展的同時，也造成了不同程度的水污染。根據環境部門的調查資料顯示，我國大約90%的城市都存在不同程度的水污染問題，大約50%的城市存在生活引用水不合格的問題，這也凸顯出傳統的水源處理工藝逐漸不能滿足人們的用水需求的問題。在這種背景下，微電解預處理技術得到了較為廣泛的應用，該技術使用壽命比較長、運行成本比較低廉且整體水源處理效果比較好，在文章中將進行詳細的論述。

1 微電解預處理技術的主要作用機理研究

微電解預處理技術的作用機理主要是充分利用了鐵、碳之間存在的電位差，利用這種差位，形成很多微小的原電池，在原電池中，鐵的電位相對較低，因此作為陰極使用，而碳的電位比較高，因此作為陽極來使用，在整個電池使用中，醫廢水作為電解質溶液導體，使之發生充分的氧化還原反應。其公式如下：

Fe+2H+→Fe2++H2↑

在和廢水溶液發生反應的階段，鐵和碳共同組成了完整的回路格，在回路格表面，在微電池內部電流會進行快速地運轉。研究可以發現，當電流處在低壓狀態的時候，可以在很大程度上去除污水中的鈣、鎂離子，進而有效地降低了水的硬度，并且在微電解處理的過程中，還能夠產生具有滅菌消毒作用的氫氧自由基，該自由基可以和溶液中的化學物質發生充分的化學反應，通過一系列的反應完成污水處理。

2 微電解法處理在農藥廢水處理中的研究應用

在當前，鐵碳微電解處理廢水的應用已經十分普遍，尤其是處理濃度相對較高的農業廢水，微電解法能夠有效的降解農業廢水中的毒性物質，提高水源的生化性質，有效的去除有色度。例如著名化學家王曉陽曾經采用鐵碳微電解法降解農藥廢水，在其試驗配置中，設置的鐵碳之間的有效比例為1：1，試驗PH數值為設定為3，固液值的比例設定為0.15，設置的化學反應時間設定為10分鐘，經過一系列工序之后，去除廢水的色度高達80%，化學性能得到了極大地提高。通過該實驗表明，鐵碳微電解處理工藝技術和其它的處理技術相比具有化學反應時間短、處理效率高且費用低的優點。

3 微電解處理農藥廢水試驗研究

3.1 配置試驗廢水

在本試驗中，采用人工配置廢水的方式，將乙草胺以及久效磷按照設定好的比例配置成COD濃度為915mg·L-1以及1090mg·L-1的農業廢水，另外，還需要提取另外的乙草胺、甲胺磷以及久效磷等各0.2ML，按照一定的比例將COD的值配置成0.2ML921mg·L-1混合型廢水。

試驗中鐵屑預處理工藝：將鐵屑浸泡在含堿性10%的液體中，并采用小火加熱，10min之后，去除里面的油性液體，之后再使用含有3%稀鹽酸的液體浸泡，30min之后便能夠有效的去除鐵表面的氧化物，完成浸泡工序之后，使用清水沖洗干凈。

3.2 微電解試驗方法

在試驗過程中，取400ml的水樣，然后調節好PH數值，之后在其中添加一定劑量的活性炭以及鐵屑，讓其充分的反應之后，再進行鐵、碳分離工序。完成上述工序之后，再向水中添加堿性液體，確保鐵屑完全沉淀后，采取一定的液體測量CODcr。

3.3 試驗分析方法

在試驗過程中，測定PH數值，采用的測量方法為：PHS-3S型酸度計；測量CODcr數值采用的測量方法為：重鉻酸鉀回流法。

3.4 試驗結果分析

3.4.1 廢水中鐵屑的含量大小對試驗處理結果的影響

設定鐵、碳之間的比例一定，探究了鐵/水比值對去除CODcr的結果影響，其數據結果見圖1。

通過實驗可以得知，鐵的含量不斷增加，CODcr的去除率會隨著實驗情況先增加后下降，出現這種情況的主要原因為：根據微電解處理廢水的實驗原理可以得知，原電池會發生如下電極反應。

當鐵為陽極的時候，反應公式為：Fe-2e→Fe2（1）；當碳為陰極的時候，其反應公式為：2H++2H+2e→2H→H2（2）。

根據公式1，鐵含量的不斷增加，會在一定程度上促進該反應向右方進行，在該階段Fe2的含量會逐漸增加，并且增加的鐵含量越高，Fe2的生成速度就會越快，大量的Fe2和溶液中的氧化氫發生化學反應，化學反應會在很大程度上消耗掉溶液中的氧化氫，進而極大的降低了CODcr的去除率。

3.4.2 配置水中活性炭的含量對試驗結果的影響

在試驗階段，設置的乙草胺、混合廢水以及久效磷之間的比例分別為：0.375、0.5、0.25，在該次結果分析中，主要分析碳/水之間的比例含量值對COD的影響，見圖2。

圖1 鐵、水之間的比值 圖2 碳/水比例

通過試驗，可以得知，溶液中碳含量值的大小可以對微電解處理農藥廢水產生直接性的影響，碳的含量值越高，對COD去除效率的影響就會越大，相比較久效磷、混合廢水以及乙草胺來講，其設定的碳、水混合比例最佳值分別為：0.25、0.5、0.25，則相對應的放置的碳水比例值則應為：1：1、1：1、1：1.5。

3.4.3 試驗時間設定對處理效果的影響

在試驗過程中，綜合考慮各種影響因素之后，還需要考慮試驗反應的最佳時間以對試驗處理有效結果的影響，見圖3。

根據試驗結果可以得知，在進行微電解反應的階段，時間長短并不是試驗結果的決定因素，也就說明并不是微電解反應時間越長，試驗反應處理效果越好，在實驗中需要根據時間設定最佳的反應時間。通常來講，乙草胺的最佳反應時間為1.5個小時，久效磷以及混合廢水的最佳反應時間為1小時。出現不同反應時間的原因為，隨著反應時間的不斷推進，氫離子會不斷的反應H2以及H2O，這種情況就會導致水溶液中氫離子的含量不但減少，ph數值則會不斷的升高，在很大程度上偏離了原先設定好的ph數值，這種情況就會嚴重降低試驗處理的效果。

3.4.4 PH數值對試驗處理結果的影響

久效磷、混合廢水以及乙草胺來講，其設定的碳、水混合比例最佳值分別為：0.25、0.5、0.25，設置的乙草胺、混合廢水以及久效磷之間鐵、水比例分別為：0.375、0.5、0.25，在試驗中，測定的ph值對實驗結果的影響見下圖。

圖3 反應時間 圖4 ph值

通過圖4可以知道，ph值能夠對微電解處理農藥廢水產生重要的影響，因為在發生降解反應的過程中，酸性能夠起到極好的促進作用，根據試驗結果可以得知，最佳的試驗反應ph值為4。

該試驗結果表明，微電解法能夠有效的處理農藥廢水，當試驗數據中鐵水之間的比例為0.25：1，碳水的比例為1：1，ph值為3，試驗反應時間大約為1.5小時的時候，COD的去除效率能夠高達65%。

4 結束語

微電解法作為當前處理廢水的新型技術，可以有效的去除廢水中的COD，極大提高廢水的處理效率。在今后的發展過程中，如何有效的將微電解處理法和其它處理方法相結合也會逐漸成為今后微電解技術的研究重點。

參考文獻

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