百草枯二次冷凝水的小試處理研究

沈園園，高正華，李 凱，趙廣福，邢范翔

（安徽國星生物化學有限公司，安徽省雜環(huán)化學實驗室，安徽馬鞍山243100）

百草枯（paraquat，1，1- 二甲基 -4，4- 二氯二吡啶）是一種快速滅生性除草劑，同時是典型的光合作用抑制劑[1]，它主要用于除草養(yǎng)護及大豆、棉花等的催枯劑，具有一定的毒性，在環(huán)境中殘留會造成環(huán)境與食品污染。

百草枯生產廢水屬于“三高”（高COD、高NH3-N、高鹽分）廢水，成分復雜，有毒有害。目前，國內外對百草枯生產廢水處理主要采用焚燒和氧化技術，運行成本高，易對環(huán)境造成二次污染[2-5]。安徽國星生物化學有限公司生產的百草枯在壓濾工段產生大量廢水，處理這部分廢水主要工藝為汽提、破氰、濃縮、膜吸附、生化，其中濃縮后的出水又叫二次冷凝水，該廢水COD和氨氮含量偏高，且含有一定量的甲醇。本文主要針對這部分水樣進行小試研究，采用吸附、曝氣以及吹脫的辦法降解COD和氨氮。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

百草枯二次冷凝水、活性炭、硅藻土。

水浴鍋、四口燒瓶、燒杯、曝氣機、分析天平。

1.2 百草枯二次冷凝水廢水指標（表1）

表1 百草枯二次冷凝水廢水指標

1.3 實驗步驟

（1）取百草枯二次冷凝水，測COD、NH3-N、pH值及甲醇含量。

（2）進行物理吸附、直接曝氣、吹脫，然后在相應的時間內取樣，測水樣的COD、NH3-N、pH值及甲醇含量。

（3）不同溫度下，測水樣的COD、NH3-N、pH值及甲醇含量。

1.4 主要檢測數據及測量方法

①CODCr:COD快速測定法；②pH值：pH劑測定；③氨氮：鈉氏試劑比色法；④甲醇：外標法。

2 結果與討論

2.1 吸附法處理百草枯二次冷凝水

取500 mL的燒杯2個，編號A和B，倒入131.6 g原水。向A燒杯中加入10 g活性炭，B燒杯中加入10 g硅藻土，攪拌均勻后，放入通風櫥靜置24 h，過濾，取上清液測濾液的COD、NH3-N值，測量結果如表2所示。

表2 吸附法處理百草枯二次冷凝水測量結果

從數據分析可知，活性炭和硅藻土對百草枯二次冷凝水中COD的脫除具有一定效果，其中，以活性炭的脫除效果較為明顯，COD的脫除效率為42.1%，硅藻土對COD的脫除效率為23.6%。在通風櫥中靜置24 h后，A、B燒杯中的pH值均降至8，這可能是由于原水中含有部分易揮發(fā)的氨揮發(fā)所致，從而導致廢水中的NH3-N亦有所下降。經活性炭吸附后，廢水的出水水質澄清、透明。

2.2 直接曝氣法處理百草枯二次冷凝水

稱量1 432.3 g（V=1 400 mL）百草枯二次冷凝水至2 L的燒杯，用曝氣機對燒杯內的廢水進行曝氣，曝氣氣流量為4 L/min，在曝氣4、8、24 h三個階段取樣，測量樣品的COD、NH3-N、甲醇含量。整個實驗在通風櫥中完成，測量結果如表3所示。

表3 直接曝氣法處理百草枯二次冷凝水測量結果

從數據分析可知，曝氣對COD和NH3-N的脫除具有明顯效果，曝氣時間越長，廢水的COD和氨氮含量越低，甲醇的含量也逐漸降低，廢水的pH值也由弱堿性變?yōu)橹行裕@表明曝氣對該水質COD的脫除有一定效果，可能是由于在曝氣過程中鼓入空氣，將溶液中少量的甲醇和氨吹出，進而降低了COD和NH3-N含量。但該部分廢水曝氣24 h時，損失10%含量。圖1進一步表明，當曝氣24 h時，COD的脫除效率為90.5%，NH3-N的脫除效率較曝氣8 h時略有下降，這可能是由于廢水中的游離氨在曝氣24 h前，達到飽和基本逸出造成的。

圖1 直接曝氣法去除廢水COD、NH3-N的效率

2.3 吹脫法處理百草枯二次冷凝水

在1000 mL的三口燒瓶中，裝入740 g廢水原水，在三口燒瓶中間開口加入空氣冷凝管，其中裝入填料，空氣冷凝管上端用橡膠塞塞住，其中蠕動泵末端出水進入，尾氣通入裝有水的燒杯中。三口燒瓶其余兩開口，一個通入曝氣機進行鼓氣，另一個插入硅膠管通過蠕動泵打循環(huán)。其中，曝氣量約為4 L/min。整個實驗在通風櫥中完成。在吹脫24、36、48、60 h四個階段取樣測量，測量結果如表4所示。

從數據分析可知，吹脫法對百草枯二次冷凝水COD和NH3-N的脫除具有一定效果。吹脫時間60 h時，COD從19 800 mg/L降低到2 780 mg/L，總脫除效果為86.0%；NH3-N從1340 mg/L降低到950 mg/L，總脫除效果為29%。這可能是由于在吹脫過程中，溶液中的甲醇和游離氨隨著空氣逸出，進而導致廢水的COD、NH3-N及pH值降低。由圖2可以看出，COD和NH3-N的去除效率基本呈上升趨勢。

表4 吹脫法處理百草枯二次冷凝水測量結果

圖2 吹脫法去除廢水COD、NH3-N的效率

3 結論

（1）物理吸附、直接曝氣以及吹脫法處理百草枯二次冷凝水都有一定的效果，尤其是對廢水中COD和NH3-N的去除。

（2）硅藻土和活性炭吸附廢水時，活性炭處理效果好，但由于處理后會產生固廢，工業(yè)應用前景不大。

（3）直接曝氣法對廢水COD的降解率高達90%以上，但是會導致10%的廢水損失。相比較而言，吹脫法雖然反應時間較長，但更具工業(yè)應用價值，且不會帶來副產物。