王元
(安陽市煤炭化工研究設(shè)計(jì)所 河南安陽 455000)
中國是農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國,截止到2012年,農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)達(dá)1800多家。《2012年中國農(nóng)藥市場(chǎng)產(chǎn)量監(jiān)測(cè)分析》中顯示2012年我國生產(chǎn)農(nóng)藥354.9萬噸,同比增長了19%,居世界第一位。在農(nóng)藥生產(chǎn)和提純過程中會(huì)產(chǎn)生大量高COD濃度、高色度、高SS、毒性大、污染物成分復(fù)雜且難以生物降解的廢水。這些廢水排入江河水體,不僅嚴(yán)重地破壞了水體生態(tài),而且對(duì)人類的生存環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。因此,必須對(duì)農(nóng)藥生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理才能允許排放。農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的特征決定了其不能按照一般的廢水處理方法進(jìn)行處理。目前,常用的農(nóng)藥生產(chǎn)廢水主要可以分為物理法、化學(xué)法、生化法以及組合工藝法。
農(nóng)藥生產(chǎn)廢水是指農(nóng)藥在反應(yīng)合成時(shí)帶來的廢水、精制提純產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的洗滌廢水、生產(chǎn)車間和機(jī)械設(shè)備的沖刷水等的總稱。農(nóng)藥生產(chǎn)廢水具有以下特征:
(1)生產(chǎn)農(nóng)藥的特殊原料使得廢水中有機(jī)物濃度高,毒性大。廢水當(dāng)中的COD普遍都維持于一萬到好幾十萬(mg/L)之間。
(2)農(nóng)藥生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜、原料種類繁多,使其污染成分復(fù)雜。
(3)能夠被生物降解的組分較少,生物降解難度大。
(4)廢水量大,水質(zhì)和水量受工藝操作影響明顯,且不穩(wěn)定。
物理法一般用在農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的預(yù)處理階段。該方法主要用于回收利用廢水中的有用成分,并對(duì)廢水中的難生物降解的成分進(jìn)行處理,以提高廢水的可生化性,為后續(xù)處理做好準(zhǔn)備。常用物理處理法有萃取法、沉淀法、吸附法。
從20世紀(jì)90年代始,國內(nèi)某化工研究院就開始研究采用萃取處理法來處理農(nóng)藥廢水。萃取法又稱液-液萃取,其具有處理效率高、操作簡便、投資較少等優(yōu)點(diǎn)。常用的萃取法有物理萃取法和絡(luò)合萃取法。
沉淀法是利用絮凝劑對(duì)廢水中的懸浮物以及可溶性大分子物質(zhì)進(jìn)行處理的方法。目前,國內(nèi)使用的絮凝劑種類眾多,如聚鐵類、聚丙稀酸鈉類、聚鋁類和聚丙稀酞胺類等。
吸附法是利用吸附劑對(duì)廢水中的中的一種或數(shù)種組分吸附于表面,達(dá)到分離和富集的目的方法。我國用在農(nóng)藥生產(chǎn)廢水上的吸附劑主要是活性炭、樹脂兩類。
化學(xué)處理法主要是利用化學(xué)反應(yīng)的作用,對(duì)廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行處理的方法。常用于農(nóng)藥生產(chǎn)廢水上的處理方法有:藥劑氧化法、光催化氧化法、濕式氧化,焚燒法、微電解以及超臨界水氧化法等。
生化法是利用微生物的新陳代謝作用降解轉(zhuǎn)化廢水中有機(jī)物的方法。該方法主要用在農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的末端處理,在我國的農(nóng)藥類生產(chǎn)企業(yè)中,幾乎都是建有生化處理設(shè)施。常用的有活性污泥法、生物膜法、曝氣法、厭氧生物處理法、高效降解菌法等方法。
光催化法是利用紫外光照射光催化劑產(chǎn)生電子和空穴,然后利用電子的強(qiáng)還原性和空穴的強(qiáng)氧化性來處理廢水的方法,是一種新型的化學(xué)處理法。現(xiàn)階段,采用光催化法來處理農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的案例逐漸增多。陳士夫等在在玻璃球中負(fù)載Ti02充當(dāng)催化劑,并用于有機(jī)磷農(nóng)藥的降解,取得了很好的結(jié)果。
超聲波法是指利用輻射效應(yīng)把污水中的難降解的、大分子類的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子類有機(jī)物的廢水處理方法。20世紀(jì)90年代,超聲波開始逐漸用于農(nóng)藥生產(chǎn)廢水處理中。
超聲波降解法是一種剛興起的新型處理方法,具有操作性強(qiáng)、降解速度快等優(yōu)點(diǎn)。雖然,國內(nèi)對(duì)超聲波降解法的研究較多,也取得了很多成果,但是還只是局限于實(shí)驗(yàn)室研究階段,缺乏工程應(yīng)用的檢驗(yàn)。
由于農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的復(fù)雜特征,往往一般的單一工藝流程無法實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)處理。把幾種處理方法結(jié)合集成起來,組成新工藝流程,可以實(shí)現(xiàn)各種處理方法之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),達(dá)到最佳處理效果。
國內(nèi),關(guān)于組合新工藝的研究正在不斷深入,也取得了很大進(jìn)展,并且有很多工程應(yīng)用實(shí)例。李耀中設(shè)計(jì)了一種流化床光催化反應(yīng)器與過濾預(yù)處理相組合的中試系統(tǒng),張仲燕以一個(gè)生產(chǎn)多種染料和農(nóng)藥中間體的化工廠為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)采用中和-混凝-催化氧化的組合工藝。實(shí)踐證明組合工藝的處理效果顯著,優(yōu)于單一的處理工藝流程。
我國是農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國,農(nóng)藥生產(chǎn)廢水量大、成分復(fù)雜、處理難度大。隨著科技的進(jìn)步與研究的深入,一些新興的處理技術(shù)逐漸被應(yīng)用到廢水處理中。物理法、化學(xué)法或生化法都具有一定的局限性,單一的方法很難實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥生產(chǎn)廢水的達(dá)標(biāo)處理。因此需要進(jìn)一步深入研究,去克服解決現(xiàn)有處理技術(shù)的局限性,并加大組合工藝流程研究。不同農(nóng)藥生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)廢水水質(zhì)特征差異很大,在進(jìn)行處理技術(shù)選用與研究時(shí),要針對(duì)具水質(zhì)特征進(jìn)行考慮。
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