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UED技術(shù)在農藥廢水處理中的應用

一、農藥廢水來(lái)源

我國是農藥生產(chǎn)和使用大國，已形成了包括科研開(kāi)發(fā)、原藥生產(chǎn)和制劑加工、原材料及中間體配套等較為完整的農藥工業(yè)體系，隨著(zhù)我國農藥產(chǎn)量的逐年提高,農藥廢水的處理形勢也日益嚴重，國家對農藥廢水處理的關(guān)注度也顯著(zhù)提高。就在今年6月11日生態(tài)環(huán)境部審議通過(guò)《農藥工業(yè)水污染物排放標準》等重要文件。在此之前，2023年6月1日發(fā)布的《農藥制造工業(yè)污染防治可行技術(shù)指南》也對農藥廢水處理有了一定指示，其中把農藥按生產(chǎn)工藝可分為化學(xué)合成、生物農藥；按化學(xué)組成可分為有機氯類(lèi)、磺酰脲類(lèi)、菊酯類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)、氨基甲酸酯類(lèi)、有機硫類(lèi)、酰胺類(lèi)、苯氧羧酸類(lèi)、有機磷類(lèi)和生物類(lèi)等。在生產(chǎn)這些不同種類(lèi)的農藥過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生各類(lèi)廢水，主要包括：生產(chǎn)工藝廢水、地面沖洗廢水、設備清洗廢水、實(shí)驗室廢水等。

其中廢水的來(lái)源與水質(zhì)特征如下表所示。

二、農藥廢水特點(diǎn)

總體而言，農藥廢水具備如下特點(diǎn)：

1、農藥生產(chǎn)廢水有機物的質(zhì)量濃度高；農藥生產(chǎn)過(guò)程中合成廢水的COD可高達幾萬(wàn)mg/L，有時(shí)甚至高達幾十萬(wàn)mg/L。

2、農藥廢水污染物成分十分復雜；農藥生產(chǎn)涉及很多有機化學(xué)反應，很多廢水中不僅含有原料成分，而且含有很多副產(chǎn)物、中間產(chǎn)物。

3、農藥生產(chǎn)廢水毒性大，難生物降解，廢水中除含有農藥和中間體外，還含有苯環(huán)類(lèi)、酚、砷、汞等有毒物質(zhì)，抑制生物降解。

4、農藥廢水水質(zhì)、水量不穩定：由于生產(chǎn)工藝不穩定、操作管理等問(wèn)題，造成產(chǎn)品廢水排放量大，為廢水處理帶來(lái)一定難度。

5、農藥廢水往往具有刺鼻的惡臭，對人的呼吸道和黏膜有刺激性。

三、農藥廢水常用處理工藝

農藥生產(chǎn)廢水毒性大，難生物降解，對生化處理有抑制作用，對此類(lèi)廢水要根據具體水質(zhì)情況選擇相應的物化預處理技術(shù)，處理后的水與其它生產(chǎn)廢水、輔助工序廢水、日常維護工序廢水和生活廢水混合為綜合廢水，綜合廢水處理一般采用物化預處理、生化處理、深度處理等組合技術(shù)路線(xiàn)，同時(shí)可降低出水的綜合毒性。物化法主要有混凝/沉淀/氣浮/隔油法處理技術(shù)、吸附過(guò)濾法處理技術(shù)、萃取處理技術(shù)、樹(shù)脂吸附處理技術(shù)、MVR處理技術(shù)、汽提法/吹脫法處理技術(shù)、微電解（Fe-C）法處理技術(shù)、臭氧氧化處理技術(shù)和芬頓（Fenton）氧化處理技術(shù)；生化法主要水解酸化處理技術(shù)、升流式厭氧污泥床（UASB）處理技術(shù)、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）處理技術(shù)、活性污泥處理技術(shù)、接觸氧化處理技術(shù)、序批式活性污泥（SBR）處理技術(shù)等。通常采用多種工藝聯(lián)合處理，才能保證穩定的處理效果。

四、UED設備

1、UED設備簡(jiǎn)介

UED(Ultimate Electrocatalytic Decomposer)是目前已知最先進(jìn)、處理能力最強的清潔環(huán)保氧化技術(shù)，它采用FCD電極(功能導電金剛廠(chǎng))為陽(yáng)極，在接通低壓電(<12V)情況下，可瞬間產(chǎn)生大量強氧化性物質(zhì)如羥基自由基(OH·)等，將各類(lèi)復雜的有機分子快速分解并最終轉化為無(wú)害的CO₂和H₂O，其反應速率較常規高級氧化技術(shù)(AOPs)提高3-5倍，且對有機分子的分解更為徹底，是去除高難廢水中COD、TOC、氨氮等指標的最佳工藝選擇。

2、反應機理

UED電催化氧化技術(shù)降解有機物的途徑包括直接氧化和間接氧化。直接氧化是通過(guò)有機污染物吸附在陽(yáng)極表面以電子轉移形式實(shí)現有機物的氧化去除，有機物可直接轉變成CO₂和H₂O。間接氧化是通過(guò)在陽(yáng)極表面間接產(chǎn)生自由基等活性中間產(chǎn)物或高氧化性的高價(jià)態(tài)金屬氧化物來(lái)實(shí)現有機污染物的氧化去除。

反應機理：H₂O → OH· + e- +  H+

2OH·→ H₂O₂

Cl- +OH·→ ClOH·-

降解污染物方式：

(1) 直接氧化：污染物在電極表面直接被氧化。

(2) 間接氧化：通過(guò)電化學(xué)反應生成具有強氧化性的中間產(chǎn)物，來(lái)間接氧化降解污染物。

機理示意圖

3、設備優(yōu)勢

(1) 廣譜：普遍適用于各行業(yè)高難度廢水處理，且能耐受極端的原水條件(如高鹽、高生物毒性、高濃度)。

(2) 高效：超強的催化氧化分解能力，極短時(shí)間內實(shí)現有機分子的破環(huán)、斷鏈反應。

(3) 靈活：源頭處理、預處理、達標保障，可與常規工藝無(wú)縫銜接。

(4) 清潔：只需用電，無(wú)二次污染，常溫常壓運行。

(5) 便捷：標準模塊裝備，無(wú)需土建及其他構筑物，生產(chǎn)、安裝、維護極度便捷。

4、UED設備對農藥廢水的處理效果

采用UED設備對不同類(lèi)型農藥企業(yè)的生產(chǎn)廢水進(jìn)行了處理，結果如下表所示。

表1為某企業(yè)農藥廢水，該農藥廢水初始COD在兩萬(wàn)以上，廢水降解難度大。如表1所示，經(jīng)UED設備處理，在前端除過(guò)濾無(wú)其他處理工藝的情況下，反應時(shí)間2h，原水COD由23200mg/L降低至150mg/L以下，表明UED設備對農藥廢水具有良好的去除能力。

表2為某企業(yè)農藥廢水，原水COD濃度很高，且可生化性極差，采用UED設備進(jìn)行處理，在24小時(shí)到28小時(shí)期間COD降解到為85.26%，在28小時(shí)到32小時(shí)期間COD降解到94.58%，在32小時(shí)到36小時(shí)期間COD降解到97.65%。表明UED設備對農藥廢水具有良好的去除能力。