鐵碳微電解組合工藝處理農藥制藥廢水研究

薛誼(江蘇省科學技術協會 紅太陽集團有限公司， 江蘇 南京 210047)

鐵碳微電解組合工藝處理農藥制藥廢水研究

薛誼(江蘇省科學技術協會 紅太陽集團有限公司， 江蘇 南京 210047)

農藥在制作過程會經過發酵、過濾、萃取結晶、提取等多道程序，產生的廢水內部成分復雜，很難分解，是目前最難處理的廢水之一，傳統的處理方法在處理農藥制藥廢水時無法達到預期效果，研究了鐵碳微電解組合工藝處理農藥制藥廢水，利用鐵碳對農藥廢水進行微電解，電解內部化學元素，對廢水進行氧化處理，再混合沉淀濾液。鐵碳微電解組合工藝處理農藥制藥廢水處理能力強，處理耗時短，處理效果極好，且不需要后續處理，具有極高的發展前景。

鐵碳微電解組合；農藥制藥廢水；農藥廢水處理

0 引言

在生產制造農藥時，會產生大量的農藥制藥廢水，一旦排放到自然環境中，將會對環境產生大量的污染。在制作農藥時要經過發酵、過濾、萃取結晶、提取等多道程序，其產生的農藥廢水成分極為復雜，既有化學殘留物、也有萃取液以及發酵濾液等等，農藥制藥廢水COD、SS都很高，但是BODs/COD含量較低，廢水中有大量的有毒物質，而且極難分解，腐蝕性強，國內外都認為農藥制藥廢水是最難處理的廢水之一。農藥制藥廢水中的殘留農藥和高濃度的化學試劑導致傳統處理法很難從根本上處理掉農藥，殘留的農藥對微生物具有強烈抑制作用會導致好氧菌中毒，因此好氧菌根本不能處理農藥制藥廢水，厭氧處理農藥廢水又不能達到處理要求，高級氧化技術必須要先去破壞掉廢水內部化學物質的活性，使廢水中難降解的大分子物質轉化成小分子物質，從而抑制廢水中的抗生素。

綜上所述，本文研究了鐵碳微電解組合工藝處理農藥制藥廢水，首先要利用鐵碳對農藥廢水進行微電解，將內部化學元素電解，然后再對農藥廢水進行氧化處理，混凝沉淀過濾后的溶液。通過研究可以發現鐵碳微電解組合工藝處理農藥制藥廢水處理能力強，處理耗時短，處理效果極好，且不需要后續處理，具有極高的發展前景[1]。

1 鐵碳微電解組合工藝電解處理農藥制藥廢水

農藥制藥廢水中含有大量的硝基苯等芳香族化合物，不易降解，除此之外還含有大量其他的雜環類化合物，廢水水質呈堿性，色度要超過正常試劑的3000～4000倍。在使用鐵碳微電解農藥制藥廢水時，首先要做好預處理工作：先取20g的鐵屑，然后用質量分數5%的NaOH溶液浸泡12 h，將鐵屑表面的油污去除掉，然后使用質量分數2%的稀硫酸活化泡過之后的鐵屑，活化時間在30 min～50min之間，再用自來水清洗干凈，最后將廢水放到粉碎后的焦炭中浸泡，反復浸泡3次，每次浸泡時間大約10h，總計浸泡30h[2]。

在做好預處理工作后對農藥制藥廢水進行電解，首先要以20L/h的流量進入曝氣強化過的Fe/C微電解反應柱(尺寸為150mm×1500mm)，然后進入高效混凝反應器(尺寸為200mm×3000mm)，在高效混凝反應器中充分將廢水與鐵碳混合，最后依次進入沉降分離罐(400mm×6000mm)、生物接觸氧化反應塔(350mm×7200mm)。反應流程圖見圖1。

圖1 鐵碳微電解工藝農藥制藥廢水

2 鐵碳微電解組合工藝氧化農藥制藥廢水

鐵碳農藥制藥廢水為堿性，pH值大約在7．2～7．6之間，所以要利用廢硫酸溶液調節農藥制藥廢水，調節至酸性，然后將調節后的溶液從水泵中排出，再按一定的流量進入鐵碳反應柱中。鐵屑和碳粒會形成大量具有氧化還原作用的原電池，同時還有新生態的[H]還原-2價 Fez，在經過上述步驟后，廢水中難降解的硝基苯等芳香族化合物和雜環類化合物會發生開環，發色基團也會被破壞，然后去除色度。為了增強鐵碳微電解的反應效率，在反應器的頂部設置曝氣頭，向反應體系沖入大量的氧氣O2，加大Fe鐵--C碳形成電源兩極的電勢差，保證微電解效果的有效性；還能起到攪拌作用，預防鐵碳結塊。如果Fe鐵--C碳微電解反應柱中的鐵體積低于碳體積，得到的原電池數量有限，當鐵體積高于碳體積，鐵和碳將無法形成原電池，溶解速度更快，大量Fez-2元素進入溶液，Fez-2元素過多，不斷曝氣會通過進入的O2將Fez-2元素氧化成Fez-3，溶液顏色過深。大量實驗表明，當Fe鐵--C碳體積比為3：1，曝氣量為1小時100l時，對工藝農藥制藥廢水的處理效果最佳，曝氣量如果過小，即使使用攪拌也不能增強鐵碳電解效果。鐵碳處理工藝農藥制藥廢水流程如下圖2所示[3]。

圖2 鐵碳處理工藝農藥制藥廢水流程

利用鐵以及Fe+2的還原作用使工藝農藥制藥廢水脫色，利用酸性溶液和堿性溶液調節廢水的pH值，確保pH值維持在中性范圍內，當pH值過高時，反應過程緩慢，大量元素會在漫長的反應過程中溶解掉；當pH值過小時，Fe的消耗量過大，處理效果也會被大大削弱。在經過Fe鐵--C碳微電解處理后，廢水的色度以及COD都會去除掉相當大一部分，約為88．4%～95．8%，但是廢水中會有大量的殘留Fez-2和 Fez-3化合物，這些元素將會嚴重影響后續的生化處理。所以在Fenton氧化反應器出來的廢水必須要進行混凝沉淀處理。首先利用Ca(OH)2乳液將出來的廢水調節至堿性條件，然后將溶液中Fe2+和 Fe3+單獨分別以Fe(OH)2和 Fe(OH)3形式存在，然后在溶液中注入新的Fe(OH)2和 Fe(OH)3膠體，新生態膠體的吸附能力要明顯優于溶液中原來的Fe(OH)2和 Fe(OH)3化合物，而且表面積也更大，這樣就能區分出原來的Fe2+和 Fe3+元素，通過吸附沉淀可以去除廢水中的膠體COD和色度[4]。

為了能夠取得更好的處理效果，在廢水中往往加入濃度為10mg/l的助凝劑APAM，進而生成細小的膠體沉淀，眾多小的膠體將會累計形成一個較大的絮體，過濾物的沉淀將會大量加快。在完成上述過程后，廢水的pH值調節到8．5，再利用混凝沉淀劑檢測廢水的單集色度、COD，判斷處理效果[5]。

3 結語

通過本文的探討分析可以了解到農藥制藥在制作過程會經過發酵、過濾、萃取結晶、提取等多道程序，所以產生的廢水內部成分復雜，很難分解，是目前最難處理的廢水之一，利用好氧處理、厭氧處理等方法在處理農藥制藥廢水時無法達到預期效果，鐵碳微電解組合工藝處理農藥制藥廢水是一種新的方法，首先利用鐵碳對農藥廢水進行微電解，電解內部化學元素，然后對廢水進行氧化處理，最后再混合沉淀濾液。鐵碳微電解組合工藝處理農藥制藥廢水具有處理能力強，處理耗時短，處理效果極好，且不需要后續處理的優點，是未來處理農藥制藥廢水必然使用的方法之一。

[1]周健,齊建華,何強,等.鐵炭微電解/生物組合工藝處理制藥廢水研究[J].中國給水排水,2010,26(21):109-112.

[2]陳威,黃燕萍,袁書保.鐵碳微電解在合成制藥廢水中的應用[J].給水排水,2016,42(3):58-63.

[3]彭蜀君,董貝,秦丹,等.鐵碳微電解工藝預處理制藥廢水實驗研究[J].環境科學與技術,2012，(s1):270-273.

[4]黃燕萍,陳威.鐵炭微電解/水解酸化/MBR組合工藝處理制藥廢水[J].工業水處理,2016,36(6):46-49.

[5]李鴿,任宇婷,林衍.鐵碳微電解-UASB-A/O-混凝工藝處理制藥廢水[J].中國給水排水,2017,(2):82-86.

薛誼(1973- )，男，漢，江蘇海門人，碩士研究生，高級工程師，紅太陽集團有限公司副總裁，研究方向：應用化學。