微電解預(yù)處理農(nóng)藥廢水研究

邱成國(guó)

摘 要：改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)工農(nóng)業(yè)得到了快速的發(fā)展，隨之出現(xiàn)的水源污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，在文章中重點(diǎn)探究了微電解預(yù)處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)廢水中的應(yīng)用，以及影響微電解處理技術(shù)的不同因素，系統(tǒng)性地描述了微電解處理技術(shù)的作用機(jī)理，并通過(guò)試驗(yàn)的方式詳細(xì)地論述了微電解處理農(nóng)藥廢水的各種影響因素。

關(guān)鍵詞：微電解；農(nóng)藥廢水；廢水處理

水源是人類(lèi)得以發(fā)展的基礎(chǔ)前提，是生命的源泉。在現(xiàn)代社會(huì)，工業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，也造成了不同程度的水污染。根據(jù)環(huán)境部門(mén)的調(diào)查資料顯示，我國(guó)大約90%的城市都存在不同程度的水污染問(wèn)題，大約50%的城市存在生活引用水不合格的問(wèn)題，這也凸顯出傳統(tǒng)的水源處理工藝逐漸不能滿(mǎn)足人們的用水需求的問(wèn)題。在這種背景下，微電解預(yù)處理技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)使用壽命比較長(zhǎng)、運(yùn)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(jìn)行詳細(xì)的論述。

1 微電解預(yù)處理技術(shù)的主要作用機(jī)理研究

微電解預(yù)處理技術(shù)的作用機(jī)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(duì)較低，因此作為陰極使用，而碳的電位比較高，因此作為陽(yáng)極來(lái)使用，在整個(gè)電池使用中，醫(yī)廢水作為電解質(zhì)溶液導(dǎo)體，使之發(fā)生充分的氧化還原反應(yīng)。其公式如下：

Fe+2H+→Fe2++H2↑

在和廢水溶液發(fā)生反應(yīng)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(nèi)部電流會(huì)進(jìn)行快速地運(yùn)轉(zhuǎn)。研究可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流處在低壓狀態(tài)的時(shí)候，可以在很大程度上去除污水中的鈣、鎂離子，進(jìn)而有效地降低了水的硬度，并且在微電解處理的過(guò)程中，還能夠產(chǎn)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(xué)物質(zhì)發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)一系列的反應(yīng)完成污水處理。

2 微電解法處理在農(nóng)藥廢水處理中的研究應(yīng)用

在當(dāng)前，鐵碳微電解處理廢水的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，尤其是處理濃度相對(duì)較高的農(nóng)業(yè)廢水，微電解法能夠有效的降解農(nóng)業(yè)廢水中的毒性物質(zhì)，提高水源的生化性質(zhì)，有效的去除有色度。例如著名化學(xué)家王曉陽(yáng)曾經(jīng)采用鐵碳微電解法降解農(nóng)藥廢水，在其試驗(yàn)配置中，設(shè)置的鐵碳之間的有效比例為1：1，試驗(yàn)PH數(shù)值為設(shè)定為3，固液值的比例設(shè)定為0.15，設(shè)置的化學(xué)反應(yīng)時(shí)間設(shè)定為10分鐘，經(jīng)過(guò)一系列工序之后，去除廢水的色度高達(dá)80%，化學(xué)性能得到了極大地提高。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)表明，鐵碳微電解處理工藝技術(shù)和其它的處理技術(shù)相比具有化學(xué)反應(yīng)時(shí)間短、處理效率高且費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。

3 微電解處理農(nóng)藥廢水試驗(yàn)研究

3.1 配置試驗(yàn)廢水

在本試驗(yàn)中，采用人工配置廢水的方式，將乙草胺以及久效磷按照設(shè)定好的比例配置成COD濃度為915mg·L-1以及1090mg·L-1的農(nóng)業(yè)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(yàn)中鐵屑預(yù)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(yàn)方法

在試驗(yàn)過(guò)程中，取400ml的水樣，然后調(diào)節(jié)好PH數(shù)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(yīng)之后，再進(jìn)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(cè)量CODcr。

3.3 試驗(yàn)分析方法

在試驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)定PH數(shù)值，采用的測(cè)量方法為：PHS-3S型酸度計(jì)；測(cè)量CODcr數(shù)值采用的測(cè)量方法為：重鉻酸鉀回流法。

3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.4.1 廢水中鐵屑的含量大小對(duì)試驗(yàn)處理結(jié)果的影響

設(shè)定鐵、碳之間的比例一定，探究了鐵/水比值對(duì)去除CODcr的結(jié)果影響，其數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)圖1。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得知，鐵的含量不斷增加，CODcr的去除率會(huì)隨著實(shí)驗(yàn)情況先增加后下降，出現(xiàn)這種情況的主要原因?yàn)椋焊鶕?jù)微電解處理廢水的實(shí)驗(yàn)原理可以得知，原電池會(huì)發(fā)生如下電極反應(yīng)。

當(dāng)鐵為陽(yáng)極的時(shí)候，反應(yīng)公式為：Fe-2e→Fe2（1）；當(dāng)碳為陰極的時(shí)候，其反應(yīng)公式為：2H++2H+2e→2H→H2（2）。

根據(jù)公式1，鐵含量的不斷增加，會(huì)在一定程度上促進(jìn)該反應(yīng)向右方進(jìn)行，在該階段Fe2的含量會(huì)逐漸增加，并且增加的鐵含量越高，F(xiàn)e2的生成速度就會(huì)越快，大量的Fe2和溶液中的氧化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)會(huì)在很大程度上消耗掉溶液中的氧化氫，進(jìn)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(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

在試驗(yàn)階段，設(shè)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(jié)果分析中，主要分析碳/水之間的比例含量值對(duì)COD的影響，見(jiàn)圖2。

圖1 鐵、水之間的比值 圖2 碳/水比例

通過(guò)試驗(yàn)，可以得知，溶液中碳含量值的大小可以對(duì)微電解處理農(nóng)藥廢水產(chǎn)生直接性的影響，碳的含量值越高，對(duì)COD去除效率的影響就會(huì)越大，相比較久效磷、混合廢水以及乙草胺來(lái)講，其設(shè)定的碳、水混合比例最佳值分別為：0.25、0.5、0.25，則相對(duì)應(yīng)的放置的碳水比例值則應(yīng)為：1：1、1：1、1：1.5。

3.4.3 試驗(yàn)時(shí)間設(shè)定對(duì)處理效果的影響

在試驗(yàn)過(guò)程中，綜合考慮各種影響因素之后，還需要考慮試驗(yàn)反應(yīng)的最佳時(shí)間以對(duì)試驗(yàn)處理有效結(jié)果的影響，見(jiàn)圖3。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得知，在進(jìn)行微電解反應(yīng)的階段，時(shí)間長(zhǎng)短并不是試驗(yàn)結(jié)果的決定因素，也就說(shuō)明并不是微電解反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，試驗(yàn)反應(yīng)處理效果越好，在實(shí)驗(yàn)中需要根據(jù)時(shí)間設(shè)定最佳的反應(yīng)時(shí)間。通常來(lái)講，乙草胺的最佳反應(yīng)時(shí)間為1.5個(gè)小時(shí)，久效磷以及混合廢水的最佳反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。出現(xiàn)不同反應(yīng)時(shí)間的原因?yàn)?，隨著反應(yīng)時(shí)間的不斷推進(jìn)，氫離子會(huì)不斷的反應(yīng)H2以及H2O，這種情況就會(huì)導(dǎo)致水溶液中氫離子的含量不但減少，ph數(shù)值則會(huì)不斷的升高，在很大程度上偏離了原先設(shè)定好的ph數(shù)值，這種情況就會(huì)嚴(yán)重降低試驗(yàn)處理的效果。

3.4.4 PH數(shù)值對(duì)試驗(yàn)處理結(jié)果的影響

久效磷、混合廢水以及乙草胺來(lái)講，其設(shè)定的碳、水混合比例最佳值分別為：0.25、0.5、0.25，設(shè)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(yàn)中，測(cè)定的ph值對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響見(jiàn)下圖。

圖3 反應(yīng)時(shí)間 圖4 ph值

通過(guò)圖4可以知道，ph值能夠?qū)ξ㈦娊馓幚磙r(nóng)藥廢水產(chǎn)生重要的影響，因?yàn)樵诎l(fā)生降解反應(yīng)的過(guò)程中，酸性能夠起到極好的促進(jìn)作用，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得知，最佳的試驗(yàn)反應(yīng)ph值為4。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，微電解法能夠有效的處理農(nóng)藥廢水，當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)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(yàn)反應(yīng)時(shí)間大約為1.5小時(shí)的時(shí)候，COD的去除效率能夠高達(dá)65%。

4 結(jié)束語(yǔ)

微電解法作為當(dāng)前處理廢水的新型技術(shù)，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(fā)展過(guò)程中，如何有效的將微電解處理法和其它處理方法相結(jié)合也會(huì)逐漸成為今后微電解技術(shù)的研究重點(diǎn)。

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