[發(fā)明專利]一種有效處理有機磷農(nóng)藥廢水的工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910079981.2
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101838075A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 強志民;劉超;史彥偉;張濤;田芳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/78;C02F1/32;C02F1/72;C02F1/58;C02F101/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有機磷農(nóng)藥廢水處理工藝，屬于環(huán)保廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，我國農(nóng)藥工業(yè)發(fā)展迅速，年產(chǎn)能力已達100萬噸以上，總產(chǎn)量居世界首位。通過農(nóng)藥防治，全國每年挽回糧食損失達5400萬噸。有機磷類農(nóng)藥作為有機氯農(nóng)藥的替代品，因此其高效、廣譜、低殘留目前在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用，是目前使用量最大的農(nóng)藥。然而在其促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害，國內(nèi)外至今沒有成熟有效的工業(yè)化處理方法。

該類廢水有機物含量高、含有重金屬離子、可生化性差，并且毒性大、廢水中的有機磷對微生物有抑制作用，屬于高濃度、難降解的農(nóng)藥廢水。因此目前常用的生化法處理后的農(nóng)藥廢水中有機磷的含量仍很高，且其處理工藝復(fù)、周期長、費用較高、效果差，有時處理不當(dāng)會造成二次污染。目前國內(nèi)外也有部分應(yīng)用焚燒法處理有機磷農(nóng)藥廢水，但是該方法成本高、能耗大、易產(chǎn)生二次污染物，如廢渣以及廢氣等，造成環(huán)境危害。因此能夠開發(fā)有效處理有機磷農(nóng)藥廢水，降低其生物毒性，提高可生化性的處理工藝十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服國內(nèi)有機磷農(nóng)藥廢水處理技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種有效處理有機磷農(nóng)藥廢水，降低其生物毒性，提高可生化性的處理工藝。

本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖如圖1所示。農(nóng)藥廢水流入高錳酸鉀與臭氧混合接觸反應(yīng)腔4，通過高錳酸鉀投藥口3投藥，并且后續(xù)的臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔19中的臭氧尾氣通過曝氣頭5通入反應(yīng)腔4中聯(lián)合高錳酸鉀降解有機磷農(nóng)藥。預(yù)處理后的農(nóng)藥廢水通過水泵6提升揚程，并以與水平方向成15°斜上方向射入臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔19中。同時通過制備并凈化純氧，以此作為臭氧發(fā)生器氧源，制備臭氧氣體，通過臭氧進氣口20進入臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔19中。臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔19中的臭氧尾氣通入高錳酸鉀與臭氧混合接觸反應(yīng)腔4中，可與高錳酸鉀協(xié)同處理農(nóng)藥廢水，達到了廢物利用的目的，并且不造成空氣污染。

本發(fā)明的臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔的裝置構(gòu)造如圖2所示。包括臭氧廢氣出氣口8，G3砂片布?xì)獾淄?，法蘭10，葉片11，石英套管12，視窗(石英，測定紫外光強度)13，具有內(nèi)壁反射功能的不銹鋼筒14，紫外光燈管15，排水口16，石英套管清洗裝置17，臭氧進氣口20。臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔19的腔體與G3砂片布?xì)獾淄?通過法蘭10密封連接。

本發(fā)明的農(nóng)藥廢水射入臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔19后，臭氧氣體通過G3砂片布?xì)獾淄?充分曝入農(nóng)藥廢水中，保證臭氧氣體可較好地溶解于農(nóng)藥廢水中。農(nóng)藥廢水射入臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔農(nóng)藥廢水由于其斜上方向的速度，加之葉片的旋轉(zhuǎn)，將沿著石英套管12外圍螺旋方向上升，有利于農(nóng)藥廢水中的臭氧和有機物均勻地接受紫外光的輻射。此外農(nóng)藥廢水水流螺旋方向上升可較好沖刷石英套管管壁，形成的污垢較少。一旦長時間使用后石英套管表面有污垢產(chǎn)生，石英套管清洗裝置17可較好地凈化污垢。具有內(nèi)壁反射功能的不銹鋼筒14可最大限度地利用紫外光，避免能量的浪費。在此系統(tǒng)中，紫外光或者臭氧均能降解農(nóng)藥廢水中的有機磷農(nóng)藥。此外紫外光激發(fā)臭氧產(chǎn)生的強氧化性的羥基自由基可礦化有機磷農(nóng)藥成簡單的小分子物質(zhì)。

本發(fā)明的工藝操作過程如下：含有機磷農(nóng)藥廢水經(jīng)進水口1流入高錳酸鉀與臭氧混合接觸反應(yīng)腔4，通過加藥口3投加高錳酸鉀藥劑。之后經(jīng)過預(yù)處理后的廢水通過水泵6以水平方向成15°斜上方向射入臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔19中。臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧氣體通過G3砂片布?xì)獾淄?充分曝入農(nóng)藥廢水中。旋轉(zhuǎn)的葉片11帶動水流沿螺旋方向上升。臭氧尾氣經(jīng)臭氧尾氣出口8進入高錳酸鉀與臭氧混合接觸反應(yīng)腔4，處理后的出水經(jīng)出水口16排放。

經(jīng)測試高錳酸鉀投加量為15～50mg/L，在高錳酸鉀與臭氧混合接觸反應(yīng)腔的預(yù)處理以高錳酸鉀特有的紅色消失為止。臭氧溶液相濃度5～15mg/L，在臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔19中水力停留時間為30～60min。

本發(fā)明的技術(shù)原理為：有機磷農(nóng)藥大都含有P＝S或P-S，高錳酸鉀作為強氧化劑，易氧化該基團。因此高錳酸鉀作為預(yù)處理方法，可降解農(nóng)藥成中間產(chǎn)物。后續(xù)的臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔中的臭氧尾氣通入高錳酸鉀反應(yīng)腔后，高錳酸鉀的還原產(chǎn)物MnO₂膠體可以催化臭氧產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基，降解有機磷農(nóng)藥，達到了廢物利用的目的。在臭氧/紫外光聯(lián)合處理反應(yīng)腔中，臭氧和紫外光都具有單獨降解農(nóng)藥中間產(chǎn)物的能力。此外，臭氧在紫外光的輻射下，可產(chǎn)生大量的次級強氧化劑羥基自由基。羥基自由基可氧化農(nóng)藥及其中間產(chǎn)物，并礦化其成小分子物質(zhì)。