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農藥廢水處理電催化氧化技術 瀘州廢水處理公司

文章出處:未知發表時間:2022-04-29 13:12:50


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  1、前言

 

  硫雙滅多威具有廣譜、高效、低毒、內吸等特性,屬于氨基甲酸酯類殺蟲劑,是滅多威的低毒化種類。該藥對防治鱗翅目、同翅目、膜翅目、雙翅目,鞘翅目等害蟲的幼蟲特別有效,是國內目前防治抗性棉鈴蟲的優秀藥劑。由于硫雙滅多威對立性棉鈴蟲有較高的防效,同時生物降解容易,對作物無藥害,因此成為國內外急需產品。該農藥產生的廢水含吡啶及吡啶類物質,可生化性差,不斷是農藥工業廢水處理的難題。由于吡啶高毒性且非常穩定,難以毀壞,目前國內外對該水缺乏較好的處置辦法,只能燃燒。因而探究一種經濟可行的預處置辦法成為必然。

 

  電催化氧化技術是一種新興的廢水預處置技術,具有以下的特性:

 

  1)無須添加試劑,防止二次污染;

 

  2)常溫常壓下實施,反響條件易滿足;

 

  3)反響設備簡單靈敏,易于工業化。目前,電催化氧化技術在煉油、印染、制革等范疇的廢水處置中小有所獲,筆者嘗試用該技術處置硫雙滅多威廢水。

 

  2、電催化氧化機理

 

  電催化氧化分為直接陽極氧化和間接陽極氧化兩種:

 

  1)直接陽極氧化:在陽極上直接發作電化學反響,選擇性氧化降解有機物,并伴有氧氣析出,同時電能大量轉化為熱能,能耗高,應盡量防止;

 

  2)間接陽極氧化:是經過陽極發作氧化反響產生強氧化劑羥基自在基,由羥基自在基間接氧化水中的有機物,到達降解的目的。由于間接氧化充沛應用了產生的強氧化劑羥基自在基,因而氧化效率大為提升。如何防止直接氧化,實施間接氧化的關鍵是找到合適的陽極資料。

 

  3、實驗局部

 

  3.1 廢水的來源及水質

 

  硫雙滅多威廢水只要一股,來源于反響合成及洗濯產品用水,為閃蒸吡啶后剩余的釜殘液,其水質如表1

 

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  3.2 儀器、設備及試劑

 

  儀器:Agilent1100SeriesLC/MSD液相質譜儀、島津LC20AT/SPD-M20A液相剖析儀。

 

  設備:電解槽有效容積1.8dm3,由5塊陽極板和5塊陰極板串聯,外接SGB-30V30A型直流電源。

 

  試劑:氫氧化鈉、濃鹽酸(以上試劑均為AR)

 

  3.3 實驗辦法及剖析辦法

 

  實驗辦法:將硫雙滅多威廢水調到一定pH值,倒入電解槽,于一定電流密度、板間距下電解數小時,中和后測廢水CODCr

 

  剖析辦法:廢水成分剖析采用外標法;CODCr的測定采用重鉻酸鉀法。

 

  4、結果與討論

 

  4.1 陽極資料的選擇及電催化氧化條件

 

  采用易發作間接氧化的常用資料:Ti/Sb2O5Ti/SnO2Ti/IrO-RuO、石墨做陽極,不銹鋼作陰極,電催化氧化3h、電流密度30mA·cm-2、初始pH6~9實施實驗。實驗結果見表2

 

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  由表2可知,涂層Ti/IrO-RuO的催化活性較好,以下實驗均以Ti/IrO-RuO作陽極、不銹鋼作陰極展開研討。

 

  4.2 電流密度與CODCr去除率的關系

 

  電流密度與去除率的關系見圖1

 

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  由圖1可知,電解時間一定,CODCr的去除率隨著電流密度加強而增大;但增至30mA·cm-2后,CODCr的去除率不再上升。由電催化氧化機理可知:電流密度的增加,直接造成溶液中羥基自在基·OH濃度升高,反響加強,從而處置效果提升;但電流密度超越30mA·cm-2,過高的電流加劇了析氧副反響,從而削弱了CODCr的去除率,因而處置該股廢水采用30mA·cm-2為宜。

 

  4.3 電解時間與CODCr去除率的關系

 

  電解時間與去除率的關系見圖2。由圖2可知,增加電解時間,CODCr去除率升高。在2h左右CODCr去除率呈現降低是由于剛開端吡啶環未被毀壞,因而不占CODCr,但隨著吡啶環的逐步翻開,其CODCr由隱性轉變為顯性,增加了水中的CODCr,故CODCr去除率不增反降,2h后開環的有機物被氧化,因而去除率升高。但3h后繼續延長電解時間,CODCr去除率不再增加。這是由于:在反響的前3h里,廢水中能氧化合成的有機物趨于完成,因而雖然延長反響時間,CODCr去除率不再增加。

 

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  4.4 板間距與CODCr去除率的關系

 

  在電流密度30mA·cm-2、初始pH6~9、電解3h的條件下,改動板間距,察看COD去除率的變化,結果見圖3。由圖3可知,板間間隔越小,電場強度越大,COD去除率越高。但板間距過小難以加工。綜合思索,采用2cm的板間距為宜。

 

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  4.5 進水pH值與CODCr去除率的關系

 

  進水pH值與CODCr去除率的關系見圖4。由圖4可知,初始pH值對CODCr的去除效果影響較大。隨著pH值的升高,CODCr去除率是先升后降,在pH值為8.0左右,CODCr去除率到達80%。由于廢水中含硫較高,酸性越強越不利于硫化物礦化為硫酸,且·OH也難生成。而堿性越強雖有利于·OH的生成,但更有利于析氧副反響的實施。當pH值為6~9時,隨著電極反響生成·OH的同時,同時產物H+OH發作中和反響,此時氧化反響狀態較好,反響速率較大。因而pH6~9揣測是羥基自在基產生的最佳點。

 

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  綜上所述,硫雙廢水電催化的優化條件是:Ti/IrO-RuO做陽極板,不銹鋼做陰極板、電流密度30mA·cm-2、初始pH6~9,反響3hCODCr去除率達80%

 

  5、電解前后廢水的變化

 

  5.1 電解前后B/C比照

 

  由表3電解前后B/C比照可知,經電催化氧化處置,該廢水由不可生化變為可生化廢水。

 

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  5.2 廢水處置前后顏色變化

 

  硫雙威廢水在以上條件下經電催化氧化,廢水由原水的黑色變為淡黃色,顏色明顯改觀。

 

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  5.3 剖析結果

 

  5.3.1 廢水液譜圖

 

  電解前后水液譜圖如圖6

 

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  5.3.2 廢水主要特征污染物的去除狀況

 

  采用液相色譜對特征污染物實施外標剖析,經電催化氧化前后比照,特征污染物去除明顯。

 

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  6、結論

 

  自制電催化氧化設備有效處置硫雙滅多威廢水。Ti/IrO-RuO板作陽極,不銹鋼板作陰極,電流密度為30mA·cm-3,氧化時間3h,板間距2cm,廢水pH6~9CODCr去除率達80%,廢水由難生化轉為易生化,水中特征污染物大幅降低,該技術在處置農藥廢水方面具有較好的開展前景

 


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