期刊信息
 

刊名:工业水处理
主办:中海油天津化工研究设计院有限公司
主管:中海油天津化工研究设计院有限公司
ISSN:1005-829X
CN:12-1087/X
语言:中文
周期:月刊
影响因子:0.460700005292892
被引频次:93040
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);化学文摘(网络版);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:环境与安全
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二硝基苯胺类农药生产废水预处理及伴生废物减

来源:工业水处理 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-05-15 12:36

【作者】网站采编

【关键词】

【摘要】二硝基苯胺类除草剂可大幅提高粮食作物的产量,在我国农业生产中应用广泛。然而,该类农药生产过程中会伴生大量废水。二硝基苯胺类农药生产废水中污染物成分复杂,且剧毒难降

二硝基苯胺类除草剂可大幅提高粮食作物的产量,在我国农业生产中应用广泛。然而,该类农药生产过程中会伴生大量废水。二硝基苯胺类农药生产废水中污染物成分复杂,且剧毒难降解,如未得到妥善处理,将对周围环境产生严重污染。

目前难降解废水主要依赖高级氧化技术进行预处理,以降低废水的污染负荷,提高废水的生物可降解性〔1〕。已有一些研究者采用高级氧化技术对农药生产废水进行处理,并取得较好效果〔2-3〕。但针对二硝基苯胺类农药生产废水预处理的报道还较少。此外,农药废水的高级预氧化处理往往伴生大量废物,如何对伴生废物进行减量化处理,对于降低废水综合处理成本、减小企业生产压力具有重要意义。

鉴于此,本研究在前期工作基础上,设计了酸析—铁碳微电解—Fenton氧化组合工艺对二硝基苯胺类农药生产废水进行预处理,对工艺参数进行优化设计,并对酸析过程中产生的废物进行减量化研究,以期降低废水的综合处理成本。

1 材料与方法

1.1 废水来源与水质

废水来自浙江某二硝基苯胺类农药生产企业的实际废水,废水呈红褐色,pH为13.0,COD为24 610 mg/L,B/C为0.18,具有强烈气味。

1.2 工艺流程

根据废水的GC-MS分析结果,可知废水含有苯酚、邻苯二甲酸甲酯、二甲戊乐灵、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等。初步试验结果表明,该废水在酸性环境下可析出大量废物。研究采用的预处理组合工艺包含酸析处理、微电解处理和Fenton氧化处理。在酸析过程中,调节废水pH至酸性(2.0~2.8),去除在酸性环境下易沉降的污染物。酸析处理后,废水进入微电解处理,调节铁碳投加量和铁碳比去除污染物,并提高废水的可生物降解性。经微电解处理的废水经过滤进入Fenton氧化处理,优化H2O2投加量和pH,进一步去除废水中的难降解物质。

用硫酸溶液调节废水pH,不同pH下的酸析处理效果如表1所示。

对于酸析过程产生的废物,投加一系列(质量分数为0.1%~2%)无机及有机脱水剂,充分搅拌后离心(转速3 000 r/min),测定含水率变化,确定各脱水剂对酸析废物的脱水性能。

作者简介:黄向阳,男,汉族,福建南靖人,南靖第四中学,教师,中学专技10级,本科学历,研究方向:生物教学。

1.3 分析方法

2.1.2 微电解处理

2 结果与讨论

2.1 废水预处理效果

2.1.1 酸析处理

为消除对向车道汽车前照灯夜间眩光,保证行车安全,在道路中央分隔带上设有防眩设施,主要包括防眩网、防眩板、植树防眩3种形式。防眩设施既要能有效遮挡对向车辆前照灯的眩光,也应满足横向通视好,能看到斜前方,减小驾驶员行车压迫感的要求,因此防眩设施按部分遮光原理设计。

表1 pH对酸析处理效果的影响

pH 2.0 2.2 2.4 COD去除率/%55.78±3.59 51.18±1.77 51.20±2.1 pH COD去除率/%2.6 51.92±2.43 2.8 47.57±1.37

当H2O2投加量从5 mL/L增加到30 mL/L时(所用H2O2质量分数为30%,1 mL/L H2O2投加量相当于9.7 mmol/L),废水的COD去除率随H2O2投加量的增加而增加。当H2O2投加量进一步增至40 mL/L时,COD去除率没有显著增加。这可能是因为过量的H2O2无法产生更多·OH,反而使Fe2+迅速转变为Fe3+,抑制了催化反应进行。

表2 pH对酸析废物产量的影响

pH 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8沉渣量/(g·L-1) 3.999 3.981 3.576 3.336 3.494

以上结果表明,pH降低有利于提高酸析处理的效果。此外,对酸析废物进行GC-MS分析(见图1),发现酸析废物的主要成分为苯酚。酸性环境有利于苯酚发生沉降,使废水COD降低。

图1 酸析废物GC-MS分析结果

COD采用重铬酸钾法(HJ 828—2017)测定;含水率采用烘干法(GB 7833—1987)测定。

三个月后,高志明被任命为照相馆副经理。淘汰国产911彩扩机,用上进口的诺日士自动冲印机,换了背景和道具服装,春风照相馆也辟出了艺术摄影业务。

取酸析处理后的废水(pH为2.0)进行微电解处理试验,结果如图2所示。

图2 不同铁碳比下铁碳投加量对废水处理效果的影响

由图 2 可见,m(Fe)∶m(C)为 1 条件下,当铁碳投加量从1.6 g/L提高到2.4 g/L时,废水的COD去除率从 13.2%提升至 21.2%;m(Fe)∶m(C)为 2条件下,当铁碳投加量从1.6 g/L提高到2.0 g/L时,废水COD去除率从17.8%提升至21.8%。这是因为铁碳投加量增加可提高微电解反应的活性位点。但投加量进一步提高不会显著提升废水的处理效果,这可能是因为铁碳投加量过大使反应活性位点出现重叠。

在铁碳投加量为 1.6、2.0 g/L 的条件下,m(Fe)∶m(C)=2 比 m(Fe)∶m(C)=1 有更高的 COD 去除率。投加量提高到2.4 g/L后,铁碳比变化对废水处理效果的影响不显著。这表明在微电解处理过程中,铁对废水处理效果的影响更大。铁不但与碳形成原电池,在酸性环境下,Fe与H+可形成还原态氢,对难降解物质起到还原作用,提高了废水的可生化性。

苏区干部的言传身教,示范带动了苏区工农群众反陋俗文化,使他们思想轻松、精神愉悦,“常常有感觉现在生活满意的表示”,从落后愚昧生活形态向健康文明生活形态转变。正如《赣西南(特委)刘士奇给(中央的综合)报告》指出:“没有人敬神,菩萨都烧了。庙宇祠堂变成了农民工人士兵的政府办公室,或者是游戏场”“许多农民的家里以前贡(供)着家神‘天地君亲师位’的,现在也换以‘马克思及诸革命先烈精神’”[4]P356。

铝合金中除钛外,Fe3+与显色剂也发生络合反应干扰钛的测定。实验时加入酒石酸钾钠溶液,可掩蔽Fe3+的干扰。实验表明,在25mL容量瓶中,1.0mL 1g/L的酒石酸钾钠溶液存在下,测定0.4μg/mL钛标准溶液,相对误差不超过±5%时,共存离子的允许量(以mg/mL计)如下:可见Cu2+存在干扰,加入1mL 20g/L硫脲溶液可使Cu2+的允许量增加到原来的10倍以上。

(2)Fe2+投加量的影响。由于铁碳微电解阶段投入大量Fe,导致废水中的Fe2+较高。实验表明,在Fenton氧化阶段继续投加Fe2+不会有效提高废水COD去除率(见表3),因此,Fenton处理无需继续投加Fe2+

图3 H2O2投加量对废水COD去除率的影响

由表1可见,当pH从2.8降至2.0,废水的COD去除率从47.6%增至55.8%。表明pH降低有利于废水中污染物的去除,这与文献〔3〕基本一致。pH从2.8降至2.0时,酸析废物产量由3.494 g/L提高至3.999 g/L,即废水中污染物的沉降量随pH的降低而下降,见表2。

总的来说,这时期体育改革的大方向是正确的,以职业化、市场化为核心的体育改革发展符合我国发展社会主义市场经济的基本方向,同时也是符合现代世界体育发展潮流和规律的。改革中逐步形成以体育法制化发展为根基、政府实施全民健身计划、集中力量兴办奥运战略、体育社会组织协助政府推进社区体育发展、企业投资和兴办职业体育的混合型政府体育管理体制。

2.1.3 Fenton氧化处理

(1)H2O2投加量的影响。取微电解处理后的废水〔m(Fe)∶m(C)=2,铁碳投加量 2.0 g/L〕,调节 pH 为2.5,在不额外投加Fe2+的条件下,考察H2O2投加量对Fenton氧化效果的影响,如图3所示。

表3 Fe2+投加量对废水COD去除率的影响

Fe2+投加量/(mmoL·L-1)5 10 15 20 COD去除率/%64.3±2.4 64.2±1.5 65.1±0.8 63.6±1.5 Fe2+投加量/(mmoL·L-1) COD 去除率/%30 66.3±2.9 40 65.2±1.1 50 64.4±1.2

(3)pH的影响。在H2O2投加量为30 mL/L,不额外投加Fe2+的条件下,考察pH对Fenton氧化处理效果的影响,结果如表4所示。

表4 pH对废水COD去除率的影响

pH 2 2.5 3 COD去除率/%53.85±14.65 70.10±3.70 47.10±2.91 pH COD去除率/%3.5 42.07±2.06 4 42.44±3.86

由表 4可见,pH为 2.5时,废水 COD去除率达到最高值70.1%;pH>2.5时,溶液pH升高会抑制·OH的产生〔3〕。当溶液pH进一步升至3.0以上时,Fe3+容易形成氢氧化物沉淀(Fe3+在pH 3~4时形成沉淀),使Fenton体系中大量Fe失去反应活性,降低了Fenton处理效率。当pH<2.5,溶液中的H+浓度过高,Fe3+无法顺利被还原为 Fe2+〔见式(1)〕,催化反应受阻〔4〕

废水经酸析—铁碳微电解—Fenton工艺处理后,COD从24 610 mg/L降至2 543.4 mg/L,总去除率达到89.7%,极大减轻了后续生化处理的压力。

2.2 酸析废物的减量化

分 别 投 加 BaCl2、CuSO4、NaCl 及 聚 丙 烯 酰 胺(PAM)降低酸析废物的含水率,以减少酸析废物的处置量,降低废水处理综合成本,BaCl2、CuSO4、NaCl、PAM对酸析废物含水率的影响如图4所示。

图 4 BaCl2、CuSO4、NaCl、PAM 对酸析废物含水率的影响

图4表明,相比于CuSO4和NaCl,BaCl2对酸析废物有更好的脱水效果。当BaCl2投加量为废物量的1.6%时,酸析废物的含水率从87.5%降至81.4%,即废物最终处置量可减少33.0%。这可能是因为Ba2+与苯酚基团形成絮团,进一步加强了致密性。

此外,PAM对酸析废物减量化也有较好效果。当PAM投加量为2.0%时,酸析废物含水率从87.5%降至81.5%。PAM是一种高效有机助凝剂,可以协助絮状颗粒形成更大颗粒,降低含水率。通过投加PAM,同样可使酸析废物最终处置量减少33.0%。

二是为群众解决纠纷提供了一条新的便捷途径。首先,由于“一站式”司法确认机制,让当事人在人民调解组织即可“一站式”办理调解登记、签订调解协议、申请司法确认、领取法律文书的全部手续,改变了有纠纷上法院、打官司的传统,让人民群众在解决纠纷方面有了新的选择;其次,由于申请人民调解和申请人民调解协议司法确认,均不收取任何费用,也不需要书写起诉状,不需要到法院办理立案手续,不需要经过开庭、辩论等诉讼程序,方便快捷、省时省力、经济实惠。

3 结论

酸析—铁碳微电解—Fenton氧化工艺可对二硝基苯胺类农药废水进行高效预处理。其中,酸析处理最佳pH为2.0,铁碳微电解最佳工艺条件为m(Fe)∶m(C)=2、投加量 2.0 g/L;Fenton 氧化最佳工艺条件为pH=2.5、H2O2(30%)投加量为 293.8 mmol/L,无需额外投加Fe2+。经该工艺预处理后,废水COD从24 610 mg/L降至2 543.4 mg/L,为进一步生化处理达到城镇污水处理厂纳管标准打下良好基础。

废水处理过程中会伴生大量酸析废物,主要为苯酚类物质,投加BaCl2和PAM可降低酸析废物含水率,使处置量减少33%,降低废水综合处理成本。

参考文献

[1]纪振,李东升,王旭波,等.物化预处理+厌氧+两级A/O工艺处理农药废水[J].工业水处理,2017,37(3):104-106.

[2] Neyens E,Baeyens J.A review of classic Fenton’s peroxidation as an advanced oxidation technique[J].Journal of Hazardous Material,2003,98(1/2/3):33-50.

[3] Son H S,Im J K,Zoh K D.A Fenton-like degradation mechanism for 1,4-dioxane using zero-valent iron(Fe0) and UV light[J].Water Research,2009,43(5):1457-1463.

[4] Le T X H,Drobek M,Bechelany M,et al.Application of Fe-MFI zeolite catalyst in heterogeneous electro-Fenton process for water pollutantsabatement[J].MicroporousandMesoporousMaterials,2019,278:64-69.

Pretreatment of dinitroaniline pesticide wastewater and reduction of the associated waste

Lü Wenjing1,Wang Chao1,Wang Jue2,Tao Jian3,Zhang Zhicheng4,Yao Jun4
(1.Zhejiang Gaoneng Environmental Engineering Technology Co.,Ltd.,Ningbo 315000,China;2.Zhejiang Renxin Environmental Science Academy Co.,Ltd.,Ningbo 315000,China;3.Taizhou Qingyi Environmental Engineering Co.,Ltd.,Taizhou 318000,China;4.Department of Environmental Engineering,Taizhou College,Taizhou 318000,China)

Abstract:Dinitroaniline pesticide wastewater is pretreated by the combined process of acid precipitation-Fe/C micro electrolysis-Fenton oxidation.The parameters of the treatment process are optimized.The optimum condition of acid precipitation is pH2.0.The optimumcondition of micro electrolysis treatment are m(Fe)∶m(C)=2,the dosage 2.0 mg/L.The optimum conditions of Fenton oxidation are:pH 2.5,dosage of H2O2293.8 mmol/L.No additional Fe2+is required.After the pretreatment,the COD of the wastewater decreases from 24 610 mg/L to 2 543.4 mg/L,and the removal rate reaches 89.7%.The moisture content of the acid precipitation waste can be reduced by adding BaCl2and PAM,which can reduce the acid waste by 33.0%.

Key words: dinitroaniline;pesticide wastewater;pretreatment;acid precipitation waste;quantitative reduction

[中图分类号]X703

[文献标识码]A

[文章编号]1005-829X(2020)04-0064-03

DOI:10.11894/iwt.2019-0393

[基金项目]浙江省博士后科研项目(BSH1301014)

[作者简介]闾文景(1988— ),硕士,工程师。电话:18657425973,E-mail:lvwj@bgechina.cn。

通讯作者:姚俊,教授。 E-mail:yizaghi@126.com。

[收稿日期]2020-02-16(修改稿)

文章来源:《工业水处理》 网址: http://www.gysclzz.cn/qikandaodu/2020/0515/339.html

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