[發明專利]一種深度處理甲基對硫磷廢水的方法

在審

• 申請號: 202010124277.0
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN113307348A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 丁亞磊;周小峰;馮書華;李晨;蔡振山;董林輝
• 申請（專利權）人: 深圳市長隆科技有限公司;深圳市綠力科技有限公司
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/78;B01J21/18;C02F101/30
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本發明涉及一種深度處理甲基對硫磷廢水的方法，該方法采用自主設計的膜?三相催化反應裝置進行催化臭氧高級氧化反應。以自主研發的改性生物質碳(NBC)作為催化劑，利用反應裝置的精準布藥與在線調控作用精準調控反應條件，配合膜系統避免催化劑的流失并保證出水穩定，處理后廢水達到地表Ⅳ類水的標準。與現有技術相比，該發明具有以下有點：(1)膜分離技術與臭氧高級氧化技術結合，反應高效，出水穩定，無二次污染；(2)生物質炭催化劑原料廉價、易得、且易工業化；(3)臭氧曝氣配合膜表面的高級氧化作用，有效避免膜堵塞；(4)反應控制精準，氧化劑利用率高，運行成本低。

(一)技術領域

本發明涉及一種深度處理甲基對硫磷廢水的方法，該方法采用自主設計的膜-三相催化反應裝置進行催化臭氧高級氧化反應。以自主研發的改性生物質碳(NBC)作為催化劑，利用反應裝置的精準布藥與在線調控作用精準調控反應條件，配合膜系統避免催化劑的流失并保證出水穩定，處理后廢水達到地表Ⅳ類水的標準。與現有技術相比，該發明具有以下有點：(1)膜分離技術與臭氧高級氧化技術結合，反應高效，出水穩定，無二次污染；(2)生物質炭催化劑原料廉價、易得、且易工業化；(3)臭氧曝氣配合膜表面的高級氧化作用，有效避免膜堵塞；(4)反應控制精準，氧化劑利用率高，運行成本低。

(二)背景技術

甲基對硫磷俗稱甲基1605，是一種有機磷殺蟲劑。急性毒性LD50 值：對大白鼠經口為14～24mg/kg，對兔經皮為300～400mg/kg，屬高毒級農藥。2017年10月27日，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，甲基對硫磷在3類致癌物(對人體致癌性尚未歸類的物質或混合物清單中。低濃度的甲基對硫磷即對水體生態環境造成影響，還可通過飲用水直接進入人體或者通過食物接進入人體造成更為嚴重的危害。年產量為5000噸的甲基對硫磷農藥廠，每天排放原污水約為30噸，污水中含1000～2000mg/L的甲基對硫磷，3000～1000mg/L的對硝基酚，還含有少量的三甲胺、氯化物分解產物及大量的氯化鈉。農藥廠一般采用萃取回收硝基酚，再經過生化處理。以湖南省資江農藥廠為例，其出水殘余甲基對硫磷約為 0.5mg/L，對硝基酚約為0.7mg/L。該類廢水的深度處理一直是水處理領域的難題。

高級氧化技術(advanced oxidation process,AOPs)是現如今處理有機難降解廢水最具有應用前景的方法之一。臭氧高級氧化技術由于其綠色、高率、無二次污染的優點在醫用消毒、飲用水處理、中水回用中有較多的應用。臭氧本身具有較強的氧化性，能夠破壞大分子有機物的不飽和鍵，減小有機物的毒性，提高廢水生化性。在特定的條件下：如光、電催化、氧化劑、微波、超聲波等，臭氧生成羥基自由基(·OH)，可將有機物無選擇的深度降解。近年來，利用臭氧和過氧化氫的協同氧化作用的H₂O₂/O₃氧化技術使高級氧化領域研究的熱點之一，由于其高效、簡單、易操作在工業中也有了較多的應用，但是生物質碳在這方面的研究鮮有報道。

生物質炭(biochar)是由富含碳的生物質原料在限制氧氣甚至完全無氧氣的條件下經過高溫裂解生成的一種高度芳香化、富含碳元素的多孔顆粒固體，具有比表面積大、吸附能力強等特性，是一種低成本的吸附劑，可以吸附多種環境污染物,包括重金屬、有機污染物等。本工作選用椰殼、廢木料、秸稈等材料作為原料制備了生物質碳，用于強化臭氧處理甲基對硫磷廢水。

(三)發明內容

本發明的目的在于克服現有甲基對硫磷廢水處理技術的深度處理效率低、農藥殘留的問題，提供一種深度處理甲基對硫磷廢水的處理方法。該方法采用H₂O₂和O₃為氧化劑，利用改性的生物質碳(NBC) 優良的吸附和催化作用，將廢水中低濃度的甲基對硫磷吸附氧化。該方法能在較寬的pH范圍內促進臭氧產生羥基自由基，將甲基對硫磷降低至≤5μg/L。與現有技術相比，甲基對硫磷的深度處理效率較高，對于推進我國有機磷農藥廢水污染治理及農藥殘留廢水治理具有指導意義。