鐵碳微電解組合工藝處理農(nóng)藥制藥廢水研究

薛誼(江蘇省科學(xué)技術(shù)協(xié)會 紅太陽集團(tuán)有限公司， 江蘇 南京 210047)

鐵碳微電解組合工藝處理農(nóng)藥制藥廢水研究

薛誼(江蘇省科學(xué)技術(shù)協(xié)會 紅太陽集團(tuán)有限公司， 江蘇 南京 210047)

農(nóng)藥在制作過程會經(jīng)過發(fā)酵、過濾、萃取結(jié)晶、提取等多道程序，產(chǎn)生的廢水內(nèi)部成分復(fù)雜，很難分解，是目前最難處理的廢水之一，傳統(tǒng)的處理方法在處理農(nóng)藥制藥廢水時無法達(dá)到預(yù)期效果，研究了鐵碳微電解組合工藝處理農(nóng)藥制藥廢水，利用鐵碳對農(nóng)藥廢水進(jìn)行微電解，電解內(nèi)部化學(xué)元素，對廢水進(jìn)行氧化處理，再混合沉淀濾液。鐵碳微電解組合工藝處理農(nóng)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(xù)處理，具有極高的發(fā)展前景。

鐵碳微電解組合；農(nóng)藥制藥廢水；農(nóng)藥廢水處理

0 引言

在生產(chǎn)制造農(nóng)藥時，會產(chǎn)生大量的農(nóng)藥制藥廢水，一旦排放到自然環(huán)境中，將會對環(huán)境產(chǎn)生大量的污染。在制作農(nóng)藥時要經(jīng)過發(fā)酵、過濾、萃取結(jié)晶、提取等多道程序，其產(chǎn)生的農(nóng)藥廢水成分極為復(fù)雜，既有化學(xué)殘留物、也有萃取液以及發(fā)酵濾液等等，農(nóng)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(zhì)，而且極難分解，腐蝕性強，國內(nèi)外都認(rèn)為農(nóng)藥制藥廢水是最難處理的廢水之一。農(nóng)藥制藥廢水中的殘留農(nóng)藥和高濃度的化學(xué)試劑導(dǎo)致傳統(tǒng)處理法很難從根本上處理掉農(nóng)藥，殘留的農(nóng)藥對微生物具有強烈抑制作用會導(dǎo)致好氧菌中毒，因此好氧菌根本不能處理農(nóng)藥制藥廢水，厭氧處理農(nóng)藥廢水又不能達(dá)到處理要求，高級氧化技術(shù)必須要先去破壞掉廢水內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的活性，使廢水中難降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì)，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(nóng)藥制藥廢水，首先要利用鐵碳對農(nóng)藥廢水進(jìn)行微電解，將內(nèi)部化學(xué)元素電解，然后再對農(nóng)藥廢水進(jìn)行氧化處理，混凝沉淀過濾后的溶液。通過研究可以發(fā)現(xiàn)鐵碳微電解組合工藝處理農(nóng)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(xù)處理，具有極高的發(fā)展前景[1]。

1 鐵碳微電解組合工藝電解處理農(nóng)藥制藥廢水

農(nóng)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(huán)類化合物，廢水水質(zhì)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(nóng)藥制藥廢水時，首先要做好預(yù)處理工作：先取20g的鐵屑，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(fù)浸泡3次，每次浸泡時間大約10h，總計浸泡30h[2]。

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

圖1 鐵碳微電解工藝農(nóng)藥制藥廢水

2 鐵碳微電解組合工藝氧化農(nóng)藥制藥廢水

鐵碳農(nóng)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(diào)節(jié)農(nóng)藥制藥廢水，調(diào)節(jié)至酸性，然后將調(diào)節(jié)后的溶液從水泵中排出，再按一定的流量進(jìn)入鐵碳反應(yīng)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(tài)的[H]還原-2價 Fez，在經(jīng)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(huán)類化合物會發(fā)生開環(huán)，發(fā)色基團(tuán)也會被破壞，然后去除色度。為了增強鐵碳微電解的反應(yīng)效率，在反應(yīng)器的頂部設(shè)置曝氣頭，向反應(yīng)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(yù)防鐵碳結(jié)塊。如果Fe鐵--C碳微電解反應(yīng)柱中的鐵體積低于碳體積，得到的原電池數(shù)量有限，當(dāng)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(jìn)入溶液，F(xiàn)ez-2元素過多，不斷曝氣會通過進(jìn)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(dāng)Fe鐵--C碳體積比為3：1，曝氣量為1小時100l時，對工藝農(nóng)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(nóng)藥制藥廢水流程如下圖2所示[3]。

圖2 鐵碳處理工藝農(nóng)藥制藥廢水流程

利用鐵以及Fe+2的還原作用使工藝農(nóng)藥制藥廢水脫色，利用酸性溶液和堿性溶液調(diào)節(jié)廢水的pH值，確保pH值維持在中性范圍內(nèi)，當(dāng)pH值過高時，反應(yīng)過程緩慢，大量元素會在漫長的反應(yīng)過程中溶解掉；當(dāng)pH值過小時，F(xiàn)e的消耗量過大，處理效果也會被大大削弱。在經(jīng)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(dāng)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(yán)重影響后續(xù)的生化處理。所以在Fenton氧化反應(yīng)器出來的廢水必須要進(jìn)行混凝沉淀處理。首先利用Ca(OH)2乳液將出來的廢水調(diào)節(jié)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(tài)膠體的吸附能力要明顯優(yōu)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(qū)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(jìn)而生成細(xì)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(diào)節(jié)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(jié)語

通過本文的探討分析可以了解到農(nóng)藥制藥在制作過程會經(jīng)過發(fā)酵、過濾、萃取結(jié)晶、提取等多道程序，所以產(chǎn)生的廢水內(nèi)部成分復(fù)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(nóng)藥制藥廢水時無法達(dá)到預(yù)期效果，鐵碳微電解組合工藝處理農(nóng)藥制藥廢水是一種新的方法，首先利用鐵碳對農(nóng)藥廢水進(jìn)行微電解，電解內(nèi)部化學(xué)元素，然后對廢水進(jìn)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(nóng)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(xù)處理的優(yōu)點，是未來處理農(nóng)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(yīng)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(yù)處理制藥廢水實驗研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),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(yè)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(tuán)有限公司副總裁，研究方向：應(yīng)用化學(xué)。