铁碳微电解组合工艺处理农药制药废水研究

薛谊(江苏省科学技术协会 红太阳集团有限公司， 江苏 南京 210047)

铁碳微电解组合工艺处理农药制药废水研究

薛谊(江苏省科学技术协会 红太阳集团有限公司， 江苏 南京 210047)

农药在制作过程会经过发酵、过滤、萃取结晶、提取等多道程序，产生的废水内部成分复杂，很难分解，是目前最难处理的废水之一，传统的处理方法在处理农药制药废水时无法达到预期效果，研究了铁碳微电解组合工艺处理农药制药废水，利用铁碳对农药废水进行微电解，电解内部化学元素，对废水进行氧化处理，再混合沉淀滤液。铁碳微电解组合工艺处理农药制药废水处理能力强，处理耗时短，处理效果极好，且不需要后续处理，具有极高的发展前景。

铁碳微电解组合；农药制药废水；农药废水处理

0 引言

在生产制造农药时，会产生大量的农药制药废水，一旦排放到自然环境中，将会对环境产生大量的污染。在制作农药时要经过发酵、过滤、萃取结晶、提取等多道程序，其产生的农药废水成分极为复杂，既有化学残留物、也有萃取液以及发酵滤液等等，农药制药废水COD、SS都很高，但是BODs/COD含量较低，废水中有大量的有毒物质，而且极难分解，腐蚀性强，国内外都认为农药制药废水是最难处理的废水之一。农药制药废水中的残留农药和高浓度的化学试剂导致传统处理法很难从根本上处理掉农药，残留的农药对微生物具有强烈抑制作用会导致好氧菌中毒，因此好氧菌根本不能处理农药制药废水，厌氧处理农药废水又不能达到处理要求，高级氧化技术必须要先去破坏掉废水内部化学物质的活性，使废水中难降解的大分子物质转化成小分子物质，从而抑制废水中的抗生素。

综上所述，本文研究了铁碳微电解组合工艺处理农药制药废水，首先要利用铁碳对农药废水进行微电解，将内部化学元素电解，然后再对农药废水进行氧化处理，混凝沉淀过滤后的溶液。通过研究可以发现铁碳微电解组合工艺处理农药制药废水处理能力强，处理耗时短，处理效果极好，且不需要后续处理，具有极高的发展前景[1]。

1 铁碳微电解组合工艺电解处理农药制药废水

农药制药废水中含有大量的硝基苯等芳香族化合物，不易降解，除此之外还含有大量其他的杂环类化合物，废水水质呈碱性，色度要超过正常试剂的3000～4000倍。在使用铁碳微电解农药制药废水时，首先要做好预处理工作：先取20g的铁屑，然后用质量分数5%的NaOH溶液浸泡12 h，将铁屑表面的油污去除掉，然后使用质量分数2%的稀硫酸活化泡过之后的铁屑，活化时间在30 min～50min之间，再用自来水清洗干净，最后将废水放到粉碎后的焦炭中浸泡，反复浸泡3次，每次浸泡时间大约10h，总计浸泡30h[2]。

在做好预处理工作后对农药制药废水进行电解，首先要以20L/h的流量进入曝气强化过的Fe/C微电解反应柱(尺寸为150mm×1500mm)，然后进入高效混凝反应器(尺寸为200mm×3000mm)，在高效混凝反应器中充分将废水与铁碳混合，最后依次进入沉降分离罐(400mm×6000mm)、生物接触氧化反应塔(350mm×7200mm)。反应流程图见图1。

图1 铁碳微电解工艺农药制药废水

2 铁碳微电解组合工艺氧化农药制药废水

铁碳农药制药废水为碱性，pH值大约在7．2～7．6之间，所以要利用废硫酸溶液调节农药制药废水，调节至酸性，然后将调节后的溶液从水泵中排出，再按一定的流量进入铁碳反应柱中。铁屑和碳粒会形成大量具有氧化还原作用的原电池，同时还有新生态的[H]还原-2价 Fez，在经过上述步骤后，废水中难降解的硝基苯等芳香族化合物和杂环类化合物会发生开环，发色基团也会被破坏，然后去除色度。为了增强铁碳微电解的反应效率，在反应器的顶部设置曝气头，向反应体系冲入大量的氧气O2，加大Fe铁--C碳形成电源两极的电势差，保证微电解效果的有效性；还能起到搅拌作用，预防铁碳结块。如果Fe铁--C碳微电解反应柱中的铁体积低于碳体积，得到的原电池数量有限，当铁体积高于碳体积，铁和碳将无法形成原电池，溶解速度更快，大量Fez-2元素进入溶液，Fez-2元素过多，不断曝气会通过进入的O2将Fez-2元素氧化成Fez-3，溶液颜色过深。大量实验表明，当Fe铁--C碳体积比为3：1，曝气量为1小时100l时，对工艺农药制药废水的处理效果最佳，曝气量如果过小，即使使用搅拌也不能增强铁碳电解效果。铁碳处理工艺农药制药废水流程如下图2所示[3]。

图2 铁碳处理工艺农药制药废水流程

利用铁以及Fe+2的还原作用使工艺农药制药废水脱色，利用酸性溶液和碱性溶液调节废水的pH值，确保pH值维持在中性范围内，当pH值过高时，反应过程缓慢，大量元素会在漫长的反应过程中溶解掉；当pH值过小时，Fe的消耗量过大，处理效果也会被大大削弱。在经过Fe铁--C碳微电解处理后，废水的色度以及COD都会去除掉相当大一部分，约为88．4%～95．8%，但是废水中会有大量的残留Fez-2和 Fez-3化合物，这些元素将会严重影响后续的生化处理。所以在Fenton氧化反应器出来的废水必须要进行混凝沉淀处理。首先利用Ca(OH)2乳液将出来的废水调节至碱性条件，然后将溶液中Fe2+和 Fe3+单独分别以Fe(OH)2和 Fe(OH)3形式存在，然后在溶液中注入新的Fe(OH)2和 Fe(OH)3胶体，新生态胶体的吸附能力要明显优于溶液中原来的Fe(OH)2和 Fe(OH)3化合物，而且表面积也更大，这样就能区分出原来的Fe2+和 Fe3+元素，通过吸附沉淀可以去除废水中的胶体COD和色度[4]。

为了能够取得更好的处理效果，在废水中往往加入浓度为10mg/l的助凝剂APAM，进而生成细小的胶体沉淀，众多小的胶体将会累计形成一个较大的絮体，过滤物的沉淀将会大量加快。在完成上述过程后，废水的pH值调节到8．5，再利用混凝沉淀剂检测废水的单集色度、COD，判断处理效果[5]。

3 结语

通过本文的探讨分析可以了解到农药制药在制作过程会经过发酵、过滤、萃取结晶、提取等多道程序，所以产生的废水内部成分复杂，很难分解，是目前最难处理的废水之一，利用好氧处理、厌氧处理等方法在处理农药制药废水时无法达到预期效果，铁碳微电解组合工艺处理农药制药废水是一种新的方法，首先利用铁碳对农药废水进行微电解，电解内部化学元素，然后对废水进行氧化处理，最后再混合沉淀滤液。铁碳微电解组合工艺处理农药制药废水具有处理能力强，处理耗时短，处理效果极好，且不需要后续处理的优点，是未来处理农药制药废水必然使用的方法之一。

[1]周健,齐建华,何强,等.铁炭微电解/生物组合工艺处理制药废水研究[J].中国给水排水,2010,26(21):109-112.

[2]陈威,黄燕萍,袁书保.铁碳微电解在合成制药废水中的应用[J].给水排水,2016,42(3):58-63.

[3]彭蜀君,董贝,秦丹,等.铁碳微电解工艺预处理制药废水实验研究[J].环境科学与技术,2012，(s1):270-273.

[4]黄燕萍,陈威.铁炭微电解/水解酸化/MBR组合工艺处理制药废水[J].工业水处理,2016,36(6):46-49.

[5]李鸽,任宇婷,林衍.铁碳微电解-UASB-A/O-混凝工艺处理制药废水[J].中国给水排水,2017,(2):82-86.

薛谊(1973- )，男，汉，江苏海门人，硕士研究生，高级工程师，红太阳集团有限公司副总裁，研究方向：应用化学。