有機(jī)磷廢水有什么好方法去除
有機(jī)磷廢水要直接進(jìn)生化結(jié)果往往不太好,可以采用高級(jí)氧化結(jié)合次亞磷均相共沉淀技術(shù),先把有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為次亞磷,再用次亞磷去除劑HMC-P3化學(xué)反應(yīng)沉淀去除,這樣可以免除轉(zhuǎn)化為正磷的過(guò)程,而且轉(zhuǎn)化為正磷成本有點(diǎn)高,不建議采用,氧化一小步即可。
1 有機(jī)磷農(nóng)藥的分類、生化特點(diǎn)及廢水共性
1.1 有機(jī)磷農(nóng)藥按化學(xué)結(jié)構(gòu)大致分為
(1) 磷酸酯類,如敵百蟲(chóng)、草甘膦等,該類化合物生化處理比較容易,如南通農(nóng)藥廠生產(chǎn)的敵百蟲(chóng),久效磷等廢水直接稀釋進(jìn)生化,COD 去除率可達(dá)85%左右[1]。
(2) 一硫代磷酸酯類,如甲基對(duì)硫磷、甲基嘧啶磷、丙溴磷等,該類化合物因含硫而味臭,不能被微生物降解,與可生化降解物混合,可部分降解為正磷酸。
(3) 二硫代磷酸酯類,如樂(lè)果、馬拉硫磷等,該類化合物因含多硫味特臭,不能被微生物降解,與可生化降解物混合,極少部分降解為正磷酸。
由以上可知,硫代磷酸酯類有機(jī)磷農(nóng)藥是該類農(nóng)藥預(yù)處理的重點(diǎn)和難點(diǎn),只有通過(guò)預(yù)處理降解才能進(jìn)一步進(jìn)生化池生化。
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2.2 有機(jī)磷農(nóng)藥廢水共性成分
通過(guò)對(duì)有機(jī)磷廢水的成分分析可知,廢水中95% 以上不是農(nóng)藥本體,而是它們的中間體及不同階段的降解產(chǎn)物(圖2)中含量較多的有:
3 有機(jī)磷農(nóng)藥廢水預(yù)處理的方法
近年來(lái)對(duì)有機(jī)磷廢水的處理,基本圍繞著分解和去除廢水中的有機(jī)硫、磷進(jìn)行,大體可分為物理處理法和化學(xué)處理法。物理處理法包括: 吸附、萃取、氣提、絮凝沉降等方法,化學(xué)處理法包括: 氧化、還原、水解等方法。
3.1 物理處理
3.1.1 吸附
吸附是一種物質(zhì)附著在另一物質(zhì)表面的過(guò)程。目前采用較多的吸附劑有大孔樹(shù)脂、活性炭、粉煤灰及膨潤(rùn)土。其中大孔樹(shù)脂及活性炭因價(jià)格昂貴,使用受到一定的限制,且存在活化再生的問(wèn)題,而粉煤灰吸附雖效果不及前者,但處理簡(jiǎn)便、成本低廉,可達(dá)到以廢治廢的效果、目前得到廣泛應(yīng)用。如文獻(xiàn)報(bào)道[2]采用季銨鹽改性粉煤灰處理有機(jī)磷廢水,磷的吸附率可達(dá)97%。
3.1.2 萃取
萃取: 采用與水不溶而能很好溶解污染物的萃取劑,使其與廢水充分接觸,利用污染物在水及溶劑中溶解度的不同,達(dá)到分離和凈化廢水的目的。使用比較多的有絡(luò)合萃取、液膜萃取。在處理丙溴磷廢水時(shí)采用TBP 與環(huán)己烷形成絡(luò)合劑萃取回收水中的氯酚,氯酚回收率可達(dá)98%。沈陽(yáng)化工院采用液膜萃取含酚廢水,也達(dá)到很好的效果[3]。
3.1.3 氣提、吹脫
氣提、吹脫法是將氣體吹入廢水,使溶解性氣體或易揮發(fā)性物質(zhì)變成氣體,從而凈化廢水的過(guò)程。湖南海利集團(tuán)采用蒸汽氣提回收樂(lè)果硫磷酯工段廢水中的氨氮,氨氮去除率可達(dá)85%,大大提高了廢水的可生化性。
3.1.4 絮凝、沉降
絮凝沉降是采用加入絮凝劑破壞廢水懸浮顆粒的穩(wěn)定性,消除顆粒間的斥力,使顆粒接觸并吸附在一起,再通過(guò)絮凝劑進(jìn)行架橋及網(wǎng)捕,形成大顆粒從水中分離的方法。該方法因簡(jiǎn)單,成本低廣泛應(yīng)用在廢水處理中。現(xiàn)有絮凝劑主要有無(wú)機(jī)絮凝劑及有機(jī)絮凝劑兩大類,無(wú)機(jī)絮凝劑主要有硫酸鋁,聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等,有機(jī)絮凝劑主要有聚丙烯酰胺和甲醛-雙氰胺類。
3.2 化學(xué)處理
3.2.1 化學(xué)氧化法
化學(xué)氧化法主要包括電催化氧化、芬頓氧化、及濕式氧化法。
(1) 電催化氧化處理技術(shù)
電催化氧化處理技術(shù)是一種高級(jí)的電化學(xué)氧化工藝,是利用外加電場(chǎng)作用,在特定的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi),通過(guò)一系列設(shè)計(jì)的化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)過(guò)程或物理過(guò)程,達(dá)到預(yù)期的去除廢水中污染物或回收有用物資的目的。在反應(yīng)過(guò)程中一般是直接氧化和間接氧化同時(shí)進(jìn)行。現(xiàn)在應(yīng)用較多的電催化氧化技術(shù)是以活性碳、惰性金屬(Ag,Pt,Ti 等) 和表面涂覆PbO2,SnO2,Sb2O5等氧化膜的惰性金屬為陽(yáng)極,以鐵板為陰極,通過(guò)電極的直接和間接作用,達(dá)到去除污染物、凈化水質(zhì)的目的[4]。湖南海利集團(tuán)將這一技術(shù)運(yùn)用到硫磷酯廢水及甲基嘧啶磷的廢水處理中,COD 去除率可達(dá)45%,可生化性得到大幅的提高。
(2) 芬頓氧化法
Fenton 法是一種高級(jí)氧化工藝。通過(guò)Fe2 + 和H2O2結(jié)合生成高反應(yīng)活性的羥基自由基,它可有效處理絕大多數(shù)難降解有機(jī)廢水。與其他高級(jí)氧化工藝相比,具有操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)。由于使用雙氧水,成本還比較高,限制了該法的廣泛應(yīng)用。如李榮喜等將芬頓法運(yùn)用到降解湖南天宇化工農(nóng)藥有限公司的三唑磷農(nóng)藥廢水,COD 去除率高達(dá)95%[5]。為提高芬頓試劑的效率,目前有報(bào)道采用UV/Fenton 及超聲(微波) /Fenton 的方法,能使COD 去除率提高10% ~ 20%[6]。
(3) 濕式氧化法
濕式氧化法簡(jiǎn)稱WAO,是以空氣及氧氣為氧化劑將溶解及懸浮于水中的有機(jī)物或還原性無(wú)機(jī)物,在高溫高壓下進(jìn)行液相氧化分解,大幅去除COD/BOD/SS 的方法。該方法氧化徹底,如處理硫磷酯廢水,能將其完全無(wú)機(jī)化,但該法對(duì)設(shè)備要求高,反應(yīng)條件苛刻、設(shè)備成本高,在國(guó)內(nèi)使用尚不普遍[7]。
3.2.2 化學(xué)還原法
鐵/炭微電解屬電化學(xué)還原技術(shù),利用鐵一炭體系形成的微原電池對(duì)水中難降解污染物進(jìn)行處理。微電解作用機(jī)理主要包括:(1) 鐵屑的吸附作用; (2) Fe 的還原作用; (3) 微電解產(chǎn)物Fe2 +、氫的還原作用; (4) Fe2 + /Fe3 + 的絮凝作用。匡蕾、揚(yáng)庚等將此法用在處理有機(jī)磷農(nóng)藥中間體乙基氯化物生產(chǎn)廢水中,處理后水的COD、硫化物、總磷的去除率分別高達(dá)90.2%、99.4%、95.0%,廢水的可生物降解性明顯提高,為進(jìn)入生化創(chuàng)造了條件[8]。
3.2.3 水解法
有機(jī)磷農(nóng)藥水解分堿式水解、酸式水解[9]。堿式水解機(jī)理為OH-進(jìn)攻P 原子,發(fā)生Sn2取代。堿性條件下從三酯水解成二酯容易,再繼續(xù)水解困難,因此一般停留在一級(jí)水解階段。在酸性條件下水解反應(yīng)的機(jī)理一般認(rèn)為首先使連酯的氧原子上質(zhì)子化,然后碳原子受到攻擊發(fā)生Sn2取代反應(yīng),經(jīng)不斷取代,最終水解為無(wú)機(jī)磷。化學(xué)水解法處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水從理論上看是可行的,從實(shí)際應(yīng)用看是有效的,尤其適宜處理高濃度有機(jī)磷廢水處理。如在酸性條件水解水胺硫磷,有機(jī)磷、硫化物、NH3- N 和總磷去除率均大于90%,COD 去除率達(dá)50%以上[10]。
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