CN110357324A - 一种含磷农药废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含磷农药废水的处理方法,属于污水处理技术领域,包括以下步骤:将含磷农药废水经过滤后,加入氧化剂并调节pH,搅拌;采用直流电进行通电处理;加入絮凝剂和氧化剂;进行加热加压,通入氧气和臭氧;超声处理;固液分离。本发明通过合理的工艺流程搭配合理的处理方法,将各工艺步骤相互衔接为一体,使工艺步骤与工艺步骤之间能够更好地相互协同、相互配合,大大提高了含磷农药废水中有机磷和无机磷等有害物质的去除率,如高效率去除含磷农药废水中有机磷和正磷酸盐、偏磷酸盐、次磷酸盐、亚磷酸盐等等,经过本发明处理方法处理后所得淡水经检测可直接进行再利用,提高了废水的再利用率。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,特别是涉及一种含磷农药废水的处理方法。
背景技术
我国是农药生产和使用大国,年产量居世界第二位。农药是保证我国农业生产持续发展必不可少的生产资料,但含磷农药生产废水的COD浓度高,毒性大,可生化性差,直接利用传统生物法工艺进行处理难以达到排放标准,给环境造成了严重的污染。含磷农药废水主要包含有机磷农药废水和无机磷农药废水。有机磷农药废水中残留的中间体或成品毒性大、化学结构稳定,如果能够采取有效的预处理措施先将大分子降解为小分子,降低废水中污染物的毒性,就能提高废水的可生化性,为后续生化处理创造有利条件。废水中的磷主要通过生物法或化学法去除。单一的生物法对磷的去除率并不高,对于总磷浓度高于20mg/L的废水,生物法作用不大。化学法除磷主要使用钙、铁或铝等进行沉淀,对含正磷酸盐的废水效果好,但对于偏磷酸盐、次磷酸盐、亚磷酸盐和有机磷废水去除效果不佳。
农药有机废水的排放,不仅直接造成总磷、氨氮超标,使水体富营养化,藻类植物大量繁殖。另外,有些含高毒农药及酚、氰、有机氯化物等化合物的废水排放,对水体中的各种动、植物造成极大的危害,同时对地下水及地表水造成污染,严重影响人类的生存。
国内外的农药废水处理技术主要分为生化法、物理法、化学法以及上述方法的组合应用。但是由于此类废水的成分较为复杂,即使经过上述处理后,处理液的各项指标仍无法满足现有的环保标准,且处理流程较为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种含磷农药废水的处理方法,以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种含磷农药废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)将含磷农药废水经过滤后,加入氧化剂并调节pH为3.8-4.2,搅拌0.5-1h;
(2)采用直流电进行通电处理,阳极材料采用铁或铝,阴极材料采用石墨,电压15-30V;
(3)调节pH至8.6-9.3,加入絮凝剂和氧化剂,搅拌3-5min;
(4)进行加热加压,温度350-380℃,压力20-25MPa,通入氧气和臭氧,流量3-5g/(L·h);
(5)超声处理,超声功率1.2-1.8kW/m2,频率为180-190kHz,超声反应1-2h;
(6)停止通电,停止通入氧气和臭氧,降温降压至常温常压,进行固液分离。
进一步地,所述氧化剂选自双氧水、氧气和过硫酸钠组成的组中的一种或多种。
进一步地,步骤(1)中,所述氧化剂的质量为含磷农药废水的0.5-2%。
进一步地,在步骤(3)中,所述氧化剂的质量为含磷农药废水的1-3%。
进一步地,所述絮凝剂选自活性炭、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铝或十二水合硫酸铝钾中的一种或多种。
进一步地,所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,三者质量比为1:2:2。
进一步地,所述絮凝剂的质量为含磷农药废水的2-5%。
进一步地,加入絮凝剂时,先加入聚丙烯酰胺,3min后再加入聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,之后再加入氧化剂。
进一步地,步骤(4)中,氧气与臭氧的质量比为2-4:1。
进一步地,步骤(4)中,氧气与臭氧的质量比为3:1。
本发明公开了以下技术效果:
本发明通过合理的工艺流程搭配合理的处理方法,将各工艺步骤相互衔接为一体,使工艺步骤与工艺步骤之间能够更好地相互协同、相互配合,大大提高了含磷农药废水中有机磷和无机磷等有害物质的去除率,如高效率去除含磷农药废水中有机磷和正磷酸盐、偏磷酸盐、次磷酸盐、亚磷酸盐等等,经过本发明处理方法处理后所得淡水经检测可直接进行再利用,提高了废水的再利用率。
由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用,聚合氯化铝相对分子质量较大、电荷较高,能够对废水中胶体和颗粒物实现桥联作用,与聚合氯化铝协同作用,有效去除废水中絮凝物及含磷离子。聚丙烯酰胺的酰胺基可与许多物质亲和、吸附而形成氢键,同时聚丙烯酰胺在被吸附的粒子间形成“桥联”,生成絮团,有利于微粒下沉。
在加压及氧化剂的条件下,氧化剂的体系电位高于常压下氧化剂的体系电位,因而上述废水的处理方法中,废水中的大部分有机物会被氧化降解,从而有利于大幅降低废水中的COD值。
对含磷农药废水进行通电,可以利用可溶性阳极产生大量阳离子,对废水进一步凝聚沉淀。阳极发生氧化反应,产生的离子在水中水解、聚合,生成一系列多核水解产物而起到凝聚作用,同时,在阴极上产生还原力很强的氢,可与废水中的污染物起还原作用,或生成氢气;在阳极有氧气和氯气放出,气体以微气泡形式出现,在水处理过程中与悬浮颗粒接触、黏附,有利于提高水处理效率,超声波可以进一步加强这一作用,强化空化作用,并且能一定程度由于高压导致水分子裂解成为自由基,自由基化学性质活泼,能够处理难降解的有机磷农药废水。此外,在电流和加热加压的超临界水氧化环境的作用下,废水中的部分有机物可分解为低分子有机物,或直接氧化为二氧化碳和水,未被彻底氧化的有机物部分和悬浮固体颗粒可被阳极产生的多核水解产物和絮凝剂吸附凝聚并在氢气和氧气带动下接触其他絮凝物产生大规模絮凝沉淀。
本发明处理含磷农药废水,COD处理率达到99.43%,总磷去除率达到99.94%,处理后的水pH合格,可直接循环使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例使用废水成分见表1。
表1
项目 | pH | COD | 总磷 |
浓度mg/L | 7.4 | 54869.28 | 4869.82 |
废水处理方法如下:
(1)将含磷农药废水经过滤后,加入含磷农药废水质量1.8%的双氧水并调节pH为3.9,搅拌1h;
(2)采用直流电进行通电处理,阳极材料采用铁或铝,阴极材料采用石墨,电压25V;
(3)调节pH至8.9,加入含磷农药废水质量0.8%的聚丙烯酰胺,搅拌3min,加入含磷农药废水质量3.2%的等重量的聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,再加入含磷农药废水质量2%的过硫酸钠,搅拌4min;
(4)进行加热加压,温度360℃,压力22MPa,通入氧气和臭氧,氧气与臭氧的质量比为3:1,流量4g/(L·h);
(5)超声处理,超声功率1.6kW/m2,频率为185kHz,超声反应1h;
(6)停止通电,停止通入氧气和臭氧,降温降压至常温常压,进行固液分离。
实施例2
废水水质条件同实施例1。
废水处理方法如下:
(1)将含磷农药废水经过滤后,加入含磷农药废水质量1.8%的双氧水并调节pH为3.9,搅拌1h;
(2)采用直流电进行通电处理,阳极材料采用铁或铝,阴极材料采用石墨,电压15V;
(3)调节pH至8.9,加入含磷农药废水质量0.8%的聚丙烯酰胺,搅拌3min,加入含磷农药废水质量3.2%的等重量的聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,再加入含磷农药废水质量2%的过硫酸钠,搅拌4min;
(4)进行加热加压,温度360℃,压力22MPa,通入氧气和臭氧,氧气与臭氧的质量比为3:1,流量4g/(L·h);
(5)超声处理,超声功率1.6kW/m2,频率为185kHz,超声反应1h;
(6)停止通电,停止通入氧气和臭氧,降温降压至常温常压,进行固液分离。
实施例3
废水水质条件同实施例1。
废水处理方法如下:
(1)将含磷农药废水经过滤后,加入含磷农药废水质量1.8%的双氧水并调节pH为3.9,搅拌1h;
(2)采用直流电进行通电处理,阳极材料采用铁或铝,阴极材料采用石墨,电压30V;
(3)调节pH至8.9,加入含磷农药废水质量0.8%的聚丙烯酰胺,搅拌3min,加入含磷农药废水质量3.2%的等重量的聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,再加入含磷农药废水质量2%的过硫酸钠,搅拌5min;
(4)进行加热加压,温度360℃,压力22MPa,通入氧气和臭氧,氧气与臭氧的质量比为3:1,流量4g/(L·h);
(5)超声处理,超声功率1.6kW/m2,频率为185kHz,超声反应1h;
(6)停止通电,停止通入氧气和臭氧,降温降压至常温常压,进行固液分离。
实施例4
废水水质条件同实施例1。
废水处理方法如下:
(1)将含磷农药废水经过滤后,加入含磷农药废水质量1.8%的双氧水并调节pH为3.9,搅拌1h;
(2)采用直流电进行通电处理,阳极材料采用铁或铝,阴极材料采用石墨,电压25V;
(3)调节pH至8.9,加入含磷农药废水质量0.8%的聚丙烯酰胺,搅拌3min,加入含磷农药废水质量3.2%的等重量的聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,再加入含磷农药废水质量2%的过硫酸钠,搅拌3min;
(4)进行加热加压,温度350℃,压力25MPa,通入氧气和臭氧,氧气与臭氧的质量比为3:1,流量4g/(L·h);
(5)超声处理,超声功率1.6kW/m2,频率为185kHz,超声反应1h;
(6)停止通电,停止通入氧气和臭氧,降温降压至常温常压,进行固液分离。
实施例5
废水水质条件同实施例1。
废水处理方法如下:
(1)将含磷农药废水经过滤后,加入含磷农药废水质量1.8%的双氧水并调节pH为3.9,搅拌1h;
(2)采用直流电进行通电处理,阳极材料采用铁或铝,阴极材料采用石墨,电压25V;
(3)调节pH至8.9,加入含磷农药废水质量0.8%的聚丙烯酰胺,搅拌3min,加入含磷农药废水质量3.2%的等重量的聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,再加入含磷农药废水质量2%的过硫酸钠,搅拌4min;
(4)进行加热加压,温度380℃,压力20MPa,通入氧气和臭氧,氧气与臭氧的质量比为3:1,流量4g/(L·h);
(5)超声处理,超声功率1.6kW/m2,频率为185kHz,超声反应1h;
(6)停止通电,停止通入氧气和臭氧,降温降压至常温常压,进行固液分离。
实施例6
废水水质条件同实施例1。
废水处理方法如下:
(1)将含磷农药废水经过滤后,加入含磷农药废水质量1.8%的双氧水并调节pH为3.9,搅拌1h;
(2)采用直流电进行通电处理,阳极材料采用铁或铝,阴极材料采用石墨,电压25V;
(3)调节pH至8.9,加入含磷农药废水质量0.8%的聚丙烯酰胺,搅拌3min,加入含磷农药废水质量3.2%的等重量的聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,再加入含磷农药废水质量2%的过硫酸钠,搅拌5min;
(4)进行加热加压,温度360℃,压力22MPa,通入氧气和臭氧,氧气与臭氧的质量比为3:1,流量4g/(L·h);
(5)超声处理,超声功率1.2kW/m2,频率为185kHz,超声反应1h;
(6)停止通电,停止通入氧气和臭氧,降温降压至常温常压,进行固液分离。
实施例7
废水水质条件同实施例1。
废水处理方法如下:
(1)将含磷农药废水经过滤后,加入含磷农药废水质量1.8%的双氧水并调节pH为3.9,搅拌1h;
(2)采用直流电进行通电处理,阳极材料采用铁或铝,阴极材料采用石墨,电压25V;
(3)调节pH至8.9,加入含磷农药废水质量0.8%的聚丙烯酰胺,搅拌3min,加入含磷农药废水质量3.2%的等重量的聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,再加入含磷农药废水质量2%的过硫酸钠,搅拌3min;
(4)进行加热加压,温度360℃,压力22MPa,通入氧气和臭氧,氧气与臭氧的质量比为3:1,流量4g/(L·h);
(5)超声处理,超声功率1.8kW/m2,频率为185kHz,超声反应1h;
(6)停止通电,停止通入氧气和臭氧,降温降压至常温常压,进行固液分离。
对比例1
与实施例1不同之处在于,在步骤(2)中不进行通电。
对比例2
与实施例1不同之处在于,在步骤(5)中,不进行超声处理。
对比例3
与实施例1不同之处在于,在步骤(4)中,不进行加热和加压。
对实施例1-7及对比例1-3的处理效果进行检测,结果如表2所示:
表2
从表2可以看出,相比对比例1-3,本发明实施例1-7的含磷农药废水处理方法有利于大幅降低水中COD、总磷,无论是通电、加热加压还是超声处理,均对废水处理效果有明显影响,三种协同作用可以大幅提高废水处理效率。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将含磷农药废水经过滤后,加入氧化剂并调节pH为3.8-4.2,搅拌0.5-1h;
(2)采用直流电进行通电处理,阳极材料采用铁或铝,阴极材料采用石墨,电压15-30V;
(3)调节pH至8.6-9.3,加入絮凝剂和氧化剂,搅拌3-5min;
(4)进行加热加压,温度350-380℃,压力20-25MPa,通入氧气和臭氧,流量3-5g/(L·h);
(5)超声处理,超声功率1.2-1.8kW/m2,频率为180-190kHz,超声反应1-2h;
(6)停止通电,停止通入氧气和臭氧,降温降压至常温常压,进行固液分离。
2.根据权利要求1所述的一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,所述氧化剂选自双氧水、氧气和过硫酸钠组成的组中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,步骤(1)中,所述氧化剂的质量为含磷农药废水的0.5-2%。
4.根据权利要求2所述的一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述氧化剂的质量为含磷农药废水的1-3%。
5.根据权利要求1所述的一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,所述絮凝剂选自活性炭、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铝或十二水合硫酸铝钾中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,三者质量比为1:2:2。
7.根据权利要求6所述的一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,所述絮凝剂的质量为含磷农药废水的2-5%。
8.根据权利要求7所述的一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,加入絮凝剂时,先加入聚丙烯酰胺,3min后再加入聚合氯化铝和十二水合硫酸铝钾,之后再加入氧化剂。
9.根据权利要求1所述的一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,步骤(4)中,氧气与臭氧的质量比为2-4:1。
10.根据权利要求9所述的一种含磷农药废水的处理方法,其特征在于,步骤(4)中,氧气与臭氧的质量比为3:1。
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