臭氧催化氧化处理高浓度农药废水

1、引言

　　化工合成农药废水是目前处理难度最大的工业废水之一，根据不同的药物产品，其废水成分差异很大。一般情况下，农药废水中有机物浓度高、毒性大、成分复杂、难降解物质含量高，含有多种分子量高、结构复杂的“链状"“环状"有机物及其络合物、衍生物，因而处理难度较大。农药废水化学需氧量(coder)通常在几万mg/L，甚至高达十几万mg/L。

　　目前我国大部分农药企业在废水处理方面通常采用的方式是对废水进行简单预处理后进入生化系统再进行生化处理。虽然生化法技术比较成熟且处理成本较低，但由于农药废水毒性高且含有大量难以生物降解的有机物，因而单纯采用这种方法处理农药废水往往难以取得理想的效果，而传统的物理化学方法在去除废水毒性及提高废水可生化性等方面存在不足，不能*降解其有毒成分，从而易造成污染物转移和二次污染。因此必须加强农药废水的预处理，将毒性高、难降解的有机物在预处理阶段*降解或转化为易生物降解的小分子物质，然后在进行适当生化处理，达到理想的处理效果。

　　2、臭氧催化氧化处理技术

　　臭氧是氧气的同素异形体，其氧化势(还原电位)为2.07伏特，仅次于氟，位居第二。通常情况下，臭氧的氧化作用在废水中可使许多有机色素脱色，常规不饱和的有机分子破裂等。

　　臭氧催化氧化的作用机理就是在催化剂的协同作用下，利用强氧化性的臭氧在常温常压下催化氧化废水中的有机污染物，将高分子难降解有机物及其络合物氧化分解为小分子有机污染物，或直接将小分子及结构简单有机物直接氧化成为二氧化碳和水。臭氧催化氧化在降解COD的过程中，可打断有机分子中的双键发色团，如偶氮基，硝基，硫化羟基，碳亚氨基等，达到脱色的目的，同时有效地提高BOD/COD值，使之易于后续生化降解。

　　3、臭氧催化氧化处理农药废水的实验研究

　　河北某农药化工公司是专业生产低毒、高效无公害生物农药的农化企业，是国家农药定点生产企业。主要产品为杀菌剂、杀虫剂、除草剂，并广泛应用于农作物和果树等领域。

　　本文针对改企业生产吡虫啉、啶虫脒原药废水进行研究，废水污染物种类较多，难以直接生物降解，有毒有害物质含量高。主要成分有：吡虫啉、咪唑烷、一甲胺、甲苯、二甲基甲酰胺、三氯*烷、丙*醛、丙烯腈等。coder≈35000mg/L，PH=5、色度=1500倍。采用常规物理预处理方法难以解决，采用臭氧催化氧化处理结果如下。

　　3.1 催化剂及制备方法

　　关于活性炭对臭氧氧化的影响机理,此前已有相关文献做了一些探索。在每升含有臭氧的水中悬浮几毫克的活性炭或炭黑,在水相中会引发链反应,并加速臭氧转化为羟基自由基。本文在此基础上通过活性炭的吸附性，使其作为有催化作用的金属离子的载体，实现加速臭氧分解转化为羟基自由基的目的。

　　3.1.1 催化剂的制备

　　首先催化剂载体必须选用机械强度较大的果壳活性炭。粒径选用4~6目为宜。

　　催化剂制备过程包括：载体预处理、浸渍、干燥、焙烧等步骤。

　　具体操作如下：

　　(1)载体预处理：通过去离子水洗涤浸泡去除活性炭表面炭粉及杂质等，烘干待用;配制质量浓度为35%的硝酸浓液;将活性炭浸入过量配制好的硝酸溶液中，浸泡洗涤12h;用去离子水洗涤至中性，100℃下烘干8h。

　　(2)浸渍：将预处理后的活性炭浸入7.5%的硝酸铜溶液中，充分搅拌后，加入过量碳酸氢钠，直至产生大量蓝色沉淀-碱式碳酸铜。浸渍24h，取出。

　　(3)干燥：将浸泡好的载体在室温下晾干，再在100℃下烘8h.

　　(4)焙烧：通过马弗炉将干燥后的载体在280℃下焙烧5h。产品即为金属协同催化剂。

　　3.2 实验材料及方法

　　3.2.1 实验设备