何冬明 蘇冰堰
摘 要:我國是農(nóng)業(yè)大國,在種植過程中為了提高農(nóng)業(yè)帶來的收益就會對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行應(yīng)用,但是由于有機(jī)磷農(nóng)藥的種類較多,且有機(jī)磷農(nóng)藥產(chǎn)生的廢水極難降解,因此會對環(huán)境造成污染,不利于我國對環(huán)境的保護(hù),因此如何對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解成為了我國目前面臨的一個(gè)重大難題。對有機(jī)磷農(nóng)藥使用高級氧化方法進(jìn)行處理可以對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行有效降解,避免有機(jī)磷農(nóng)藥廢水對我國環(huán)境帶來的污染。
關(guān)鍵詞:高級氧化;有機(jī)磷農(nóng)藥廢水;研究
有機(jī)磷農(nóng)藥對植物病蟲害進(jìn)行防治具有較高的效果,在我國農(nóng)業(yè)種植中具有重要作用,但是由于有機(jī)磷農(nóng)藥中具有許多難以降解的物質(zhì),如果不能對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行有效降解,可能會對生物的健康產(chǎn)生威脅,不利于我國對環(huán)境的保護(hù)。通過研究發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的方法無法對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理,因此對有機(jī)磷廢水的有效降解方法進(jìn)行研究十分關(guān)鍵。高級氧化方法可以對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行有效降解,本文對高級氧化方法進(jìn)行了研究。
1 Fenton反應(yīng)
1.1常規(guī)反應(yīng)對有機(jī)磷廢水的降解
Fenton常規(guī)反應(yīng)是指利用Fenton試劑對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理而產(chǎn)生的常規(guī)反應(yīng)。Fenton試劑主要是利用二價(jià)鐵離子以及二氧化氫進(jìn)行結(jié)合,通過相互作用對具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基進(jìn)行形成的方式而制成的試劑,這種試劑在對濃度較高難以降解的有機(jī)磷有機(jī)物的降解具有重要作用,可以對有機(jī)磷有機(jī)物進(jìn)行氧化作用,但是這種試劑與有機(jī)磷有機(jī)物的反應(yīng)是有選擇性的。使用Fenton試劑對有機(jī)磷廢水進(jìn)行降解時(shí)具有操作簡便且費(fèi)用低下的優(yōu)點(diǎn),可以對BOD/COD的比值進(jìn)行提升。因此對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行預(yù)處理時(shí),采用Fenton試劑進(jìn)行處理是目前主要的處理方式,可以對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行有效降解。
1.2光反應(yīng)對有機(jī)磷廢水的降解
使用Fenton試劑對有機(jī)磷有機(jī)物進(jìn)行處理雖然具有較多的優(yōu)點(diǎn),但是其也存在著一些缺點(diǎn),以下是Fenton試劑降解有機(jī)磷有機(jī)物的缺點(diǎn):第一,在降解過程中可能會產(chǎn)生大量的含鐵污泥;第二,在降解過程中,由于二氧化氫的特點(diǎn),對鐵離子進(jìn)行降解時(shí)可能會出現(xiàn)降解速度下降的現(xiàn)象。目前通過對Fenton試劑的研究發(fā)現(xiàn),可以使用紫外光照射的方式對Fenton降解過程中出現(xiàn)的缺點(diǎn)進(jìn)行消除,使用紫外光照射對降解缺點(diǎn)進(jìn)行消除的原理主要是光照對亞鐵離子還原具有重要的促進(jìn)作用,另外光照下還可以對自由基的還原進(jìn)行促進(jìn)。
2 臭氧氧化
2.1單純臭氧氧化對有機(jī)磷有機(jī)物的降解
臭氧氧化方法主要是使用在水中對臭氧進(jìn)行放入的方式對有機(jī)磷有機(jī)物進(jìn)行降解,臭氧氧化的主要原理是,臭氧具有較強(qiáng)的氧化性,且臭氧與水反應(yīng)后可以有其他強(qiáng)氧化物形成,可以對有機(jī)磷分子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)斷裂,對有機(jī)磷分子中的長鏈結(jié)構(gòu)斷裂也有重要作用,從而促進(jìn)有機(jī)磷有機(jī)物的降解。在使用臭氧氧化方法對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行降解具有重要作用,可以減少有機(jī)磷農(nóng)藥廢水對環(huán)境的污染。使用臭氧氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理主要是利用有機(jī)物分子與羥基自由基的作用。
對臭氧氧化反應(yīng)產(chǎn)生影響的因素主要是以下幾點(diǎn):臭氧的濃度、PH以及反應(yīng)時(shí)的溫度。其中對臭氧氧化反應(yīng)影響最明顯的是臭氧的濃度,濃度越高,臭氧與有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的反應(yīng)越強(qiáng)烈。另外PH也對臭氧反應(yīng)產(chǎn)生了重要作用,PH較低時(shí),臭氧反應(yīng)一般是直接氧化;PH較高時(shí),臭氧雨水結(jié)合產(chǎn)生羥基自由基對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解。溫度對臭氧反應(yīng)影響不明顯,雖然臭氧反應(yīng)速度會隨著溫度的升高而加快,但是溫度升高時(shí)會對臭氧溶解度造成影響,因此在使用臭氧反應(yīng)對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí)一般在常溫下進(jìn)行。由于單純臭氧反應(yīng)速度不高,因此在對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí)已經(jīng)不再使用單純臭氧氧化反應(yīng),對其他臭氧氧化反應(yīng)研究的力度也在不斷增大。
2.2光臭氧氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的降解
使用光臭氧氧化對有機(jī)磷有機(jī)物及進(jìn)行降解主要在紫外光的照射下進(jìn)行,這主要是因?yàn)椋庹障驴梢詫Τ粞跖c水離子的反應(yīng)進(jìn)行促進(jìn),在反應(yīng)后可以對羥基自由基進(jìn)行產(chǎn)生,且光照對氧氣反應(yīng)成臭氧具有促進(jìn)作用,對臭氧氧化反應(yīng)具有加強(qiáng)作用。在光照下進(jìn)行臭氧氧化處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的反應(yīng)可以有效提高臭氧氧化的降解率,對去除有機(jī)磷農(nóng)藥內(nèi)的有毒物質(zhì)也具有較高的作用。在光照下使用臭氧氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行處理具有較高效率的原因主要是,臭氧氧化中具有羥基自由基,且含有雙氧水,這兩個(gè)物質(zhì)可以促進(jìn)有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的順利降解,提高臭氧氧化處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的效率。
2.3超聲聯(lián)合臭氧氧化
超聲聯(lián)合臭氧氧化由于在對有機(jī)磷農(nóng)藥降解時(shí)具有成本較低且操作簡單的優(yōu)點(diǎn),因此目前對超聲聯(lián)合臭氧氧化的研究力度不斷增大。超聲聯(lián)合臭氧氧化是對超聲與臭氧氧化的聯(lián)合,對解決單純臭氧氧化反應(yīng)速度不高的缺點(diǎn)具有重要作用。使用超聲聯(lián)合臭氧氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解的主要原理是,超聲能夠?qū)Τ粞跹趸a(chǎn)生刺激作用,從而使羥基自由基產(chǎn)生,降解有機(jī)磷農(nóng)藥污水內(nèi)的苯環(huán)結(jié)構(gòu)。對超聲以及臭氧氧化的聯(lián)合,可以解決單純臭氧氧化效率不高的問題,還對縮短有機(jī)磷農(nóng)藥廢水降解的流程具有重要作用,有利于有機(jī)磷廢水處理的后續(xù)工藝,因此可以在對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí)對超聲聯(lián)合臭氧氧化進(jìn)行使用。
2.4Fenton聯(lián)合臭氧氧化
Fenton聯(lián)合臭氧氧化的方法是對Fenton反應(yīng)與臭氧氧化反應(yīng)的結(jié)合,可以對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水降解的效率進(jìn)行加快。通過實(shí)驗(yàn)證明,在使用Fenton反應(yīng)與臭氧氧化反應(yīng)對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí),會對羥基自由基出現(xiàn)的速度進(jìn)行增大,因此會對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水降解的速率進(jìn)行增強(qiáng)。因此在對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行降解時(shí),可以采用Fenton聯(lián)合臭氧氧化的方式進(jìn)行,有效提升有機(jī)磷農(nóng)藥降解的效率。
3 濕化氧化
濕性氧化是一種高級氧化技術(shù),在上世紀(jì)人們就對濕性氧化技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用,濕化氧化技術(shù)對一些濃度較高的、有毒害的有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解。使用濕化氧化技術(shù)進(jìn)行講解時(shí)主要是在液相中對氧氣或空氣進(jìn)行利用,通過氧氣或者空氣對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水中的污染物進(jìn)行降解。濕性氧化在降解時(shí)會受到溫度以及壓力的影響,一般使用濕性氧化是在50~325度、壓力0.5~20MPa的條件下進(jìn)行。濕性氧化可以對乳化液廢水、化工廢水等進(jìn)行處理。通過研究發(fā)現(xiàn),利用濕性氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí)最高效率可以達(dá)到98%。在使用濕性氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行降解時(shí),加入催化劑可以促進(jìn)降解效率的提高,這主要是因?yàn)榇呋瘎┛梢詫Ψ磻?yīng)的活化能進(jìn)行降低,使用催化劑還可以對有機(jī)磷農(nóng)藥降解的成本進(jìn)行降低,因此可以在使用濕化氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行降解時(shí)添加催化劑。
結(jié)束語
有機(jī)磷農(nóng)藥在我國農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛,但是有機(jī)磷農(nóng)藥的廢水中卻具有較多的不可降解物質(zhì),對環(huán)境造成了巨大的危害。因此人們應(yīng)該對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的降解方式進(jìn)行關(guān)注,使用高級氧化技術(shù)對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解,促進(jìn)有機(jī)磷農(nóng)藥廢水降解效率的提升。
參考文獻(xiàn)
[1]趙麗紅,聶飛.水處理高級氧化技術(shù)研究進(jìn)展[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2019,(10):1-9.
[2]楊蘭蘭,戴娟娟,陳林青.農(nóng)藥廢水預(yù)處理技術(shù)及生化處理效果研究[J].化工管理,2018,(32):183-184.
[3]李博,楊平,吳克軍.光催化氧化——生物法處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水[J].化工管理,2018,(23):196-197.