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              臭氧催化氧化處理高濃度農(nóng)藥廢水

              簡要描述:臭氧催化氧化處理高濃度農(nóng)藥廢水臭氧催化氧化反應(yīng)時(shí)間迅速快捷,無二次污染,制備簡單,易于工程量化推廣使用

              • 更新時(shí)間:2024-03-21
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              詳細(xì)介紹

              處理量1000m3/h

              臭氧催化氧化處理高濃度農(nóng)藥廢水

              臭氧催化氧化處理高濃度農(nóng)藥廢水

              目前我國大部分農(nóng)藥企業(yè)在廢水處理方面通常采用的方式是對廢水進(jìn)行簡單預(yù)處理后進(jìn)入生化系統(tǒng)再進(jìn)行生化處理。雖然生化法技術(shù)比較成熟且處理成本較低,但由于農(nóng)藥廢水毒性高且含有大量難以生物降解的有機(jī)物,因而單純采用這種方法處理農(nóng)藥廢水往往難以取得理想的效果,而傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法在去除廢水毒性及提高廢水可生化性等方面存在不足,不能*降解其有毒成分,從而易造成污染物轉(zhuǎn)移和二次污染。因此必須加強(qiáng)農(nóng)藥廢水的預(yù)處理,將毒性高、難降解的有機(jī)物在預(yù)處理階段*降解或轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì),然后在進(jìn)行適當(dāng)生化處理,達(dá)到理想的處理效果。

                2、臭氧催化氧化處理技術(shù)

                臭氧是氧氣的同素異形體,其氧化勢(還原電位)為2.07伏特,僅次于氟,位居第二。通常情況下,臭氧的氧化作用在廢水中可使許多有機(jī)色素脫色,常規(guī)不飽和的有機(jī)分子破裂等。

                臭氧催化氧化的作用機(jī)理就是在催化劑的協(xié)同作用下,利用強(qiáng)氧化性的臭氧在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機(jī)污染物,將高分子難降解有機(jī)物及其絡(luò)合物氧化分解為小分子有機(jī)污染物,或直接將小分子及結(jié)構(gòu)簡單有機(jī)物直接氧化成為二氧化碳和水。臭氧催化氧化在降解COD的過程中,可打斷有機(jī)分子中的雙鍵發(fā)色團(tuán),如偶氮基,硝基,硫化羥基,碳亞氨基等,達(dá)到脫色的目的,同時(shí)有效地提高BOD/COD值,使之易于后續(xù)生化降解。

                3、臭氧催化氧化處理農(nóng)藥廢水的實(shí)驗(yàn)研究

                河北某農(nóng)藥化工公司是專業(yè)生產(chǎn)低毒、高效無公害生物農(nóng)藥的農(nóng)化企業(yè),是國家農(nóng)藥定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)。主要產(chǎn)品為殺菌劑、殺蟲劑、除草劑,并廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物和果樹等領(lǐng)域。

                本文針對改企業(yè)生產(chǎn)吡蟲啉、啶蟲脒原藥廢水進(jìn)行研究,廢水污染物種類較多,難以直接生物降解,有毒有害物質(zhì)含量高。主要成分有:吡蟲啉、咪唑烷、一甲胺、甲苯、二甲基甲酰胺、丙烯腈等。coder≈35000mg/L,PH=5、色度=1500倍。采用常規(guī)物理預(yù)處理方法難以解決,采用臭氧催化氧化處理結(jié)果如下。

                3.1 催化劑及制備方法

                關(guān)于活性炭對臭氧氧化的影響機(jī)理,此前已有相關(guān)文獻(xiàn)做了一些探索。在每升含有臭氧的水中懸浮幾毫克的活性炭或炭黑,在水相中會引發(fā)鏈反應(yīng),并加速臭氧轉(zhuǎn)化為羥基自由基。本文在此基礎(chǔ)上通過活性炭的吸附性,使其作為有催化作用的金屬離子的載體,實(shí)現(xiàn)加速臭氧分解轉(zhuǎn)化為羥基自由基的目的。

                3.1.1 催化劑的制備

                首先催化劑載體必須選用機(jī)械強(qiáng)度較大的果殼活性炭。粒徑選用4~6目為宜。

                催化劑制備過程包括:載體預(yù)處理、浸漬、干燥、焙燒等步驟。

                具體操作如下:

                (1)載體預(yù)處理:通過去離子水洗滌浸泡去除活性炭表面炭粉及雜質(zhì)等,烘干待用;配制質(zhì)量濃度為35%的硝酸濃液;將活性炭浸入過量配制好的硝酸溶液中,浸泡洗滌12h;用去離子水洗滌至中性,100℃下烘干8h。

                (2)浸漬:將預(yù)處理后的活性炭浸入7.5%的硝酸銅溶液中,充分?jǐn)嚢韬螅尤脒^量碳酸氫鈉,直至產(chǎn)生大量藍(lán)色沉淀-堿式碳酸銅。浸漬24h,取出。

                (3)干燥:將浸泡好的載體在室溫下晾干,再在100℃下烘8h.

                (4)焙燒:通過馬弗爐將干燥后的載體在280℃下焙燒5h。產(chǎn)品即為金屬協(xié)同催化劑。

                3.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法

                3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

                計(jì)量泵0L/h~20L/h一臺、催化氧化反應(yīng)器(反應(yīng)器尺寸:Φ150×700mm,有效容積10L)一座、空氣源臭氧發(fā)生器0L/h~10g/h一臺、活性炭載體臭氧催化劑等。

                3.2.2 水樣來源及水質(zhì)

                本實(shí)驗(yàn)采用河北某農(nóng)藥化工公司吡啶車間外排廢水,其coder為35000mg/L,BOD5=4500,PH=5,色度=1500倍。

                3.2.3 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)數(shù)據(jù)

                遵循小試確定最佳處理效果的數(shù)據(jù),常溫常壓下,PH=8,臭氧投加濃度30mg/L,理論反應(yīng)時(shí)間30min~40min。

                3.2.4 試驗(yàn)方法

                連接各個(gè)設(shè)備管路,將活性炭載體催化劑填充至催化氧化反應(yīng)器內(nèi)填充量為有效容積50%,調(diào)整計(jì)量泵并標(biāo)定進(jìn)水量為15L/h,開啟臭氧發(fā)生器,調(diào)整產(chǎn)氣量為30L/h,臭氧濃度為15mg/L產(chǎn)生的氣體。折算臭氧投加量為30mg/L。

                本實(shí)驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行3天,分別于每日上午8時(shí),下午4時(shí)取樣,(第一天上午標(biāo)記為No.1,AM,以此類推):具體水質(zhì)分析如下。

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                3天平均去除率為:75.35%。

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                3天平均去除率為:92.17%。

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                3天平均去除率為:46.87%。

                3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

                從表1、表2、表3數(shù)據(jù)結(jié)果分析,原廢水B/C值極低,平均B/C僅為0.12~0.13之間。若不經(jīng)過有效預(yù)處理降解其有機(jī)物濃度、毒性,提高B/C,緊靠生化處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較為理想效果幾乎不可能。

                經(jīng)過臭氧催化氧化后coder平均去除率高達(dá)75.35%,同時(shí)由于催化氧化可破壞其有機(jī)成色基團(tuán),出水色度大幅降低,色度平均去除率約為92.17%。

                從以上數(shù)據(jù)來看雖然臭氧催化氧化去BOD5去除率不高,僅為46.87%,但從表1、表3數(shù)據(jù)分析,經(jīng)過臭氧催化氧化后廢水B/C提高到0.28,可生化性大幅提高。為后續(xù)生化處理系統(tǒng)創(chuàng)造條件,所以臭氧催化氧化技術(shù)在處理高濃度、難降解、高毒性農(nóng)藥廢水中充當(dāng)了常規(guī)預(yù)處理與生化處理系統(tǒng)的連接紐帶作用。

                4、結(jié)論

                臭氧催化氧化針對高濃度、高毒性、難降解化工合成農(nóng)藥廢水具有較高的去除效果,主要體現(xiàn)在對原水coder有較高去除率,大幅提高廢水B/C值,改善廢水可生化性,為后續(xù)生化系統(tǒng)創(chuàng)造條件,同時(shí)可破壞其有機(jī)成色基團(tuán),大幅降低色度。

                臭氧催化氧化反應(yīng)時(shí)間迅速快捷,無二次污染,制備簡單,易于工程量化推廣使用。

                臭氧催化氧化的本質(zhì)是通過活性炭載體及附著其上的金屬離子協(xié)同催化作用下產(chǎn)生了氧化性更強(qiáng)、選擇性較低的羥基自由基,其氧化勢(還原電位)為2.80伏特氧化還原電位(2.80V)比臭氧高出35%,因此能降解各類廢水中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可生化性低的污染物,不形成二次污染,在廢水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景。


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