光芬頓對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理效果研究

令人望而生畏的有機(jī)磷農(nóng)藥生產(chǎn)，如何能做到對環(huán)境無害？

一、有機(jī)磷的危害

有機(jī)磷農(nóng)藥，主要是用于防治植物的病、蟲、草害，多為含磷元素的有機(jī)化合物。我國生產(chǎn)的有機(jī)磷農(nóng)藥絕大多數(shù)為殺蟲劑，如常用的樂果等，有機(jī)磷農(nóng)藥多為磷酸酯類或硫代磷酸酯類化合物，是有毒的，難以生物降解的，是對環(huán)境生態(tài)及人類健康有巨大危害的污染物。

有機(jī)磷類農(nóng)藥對人的危害作用從劇毒到低毒不等。能抑制乙酰但堿酯酶，使乙酰但堿積聚，對人體的危害以急性毒性為主，多發(fā)生于大劑量或反復(fù)接觸之后，會出現(xiàn)一系列神經(jīng)中毒癥狀，如出汗、震顫、精神錯亂、語言失常，嚴(yán)重者會出現(xiàn)呼吸麻痹，甚至死亡。

在農(nóng)藥和一些化工生產(chǎn)制造及一些農(nóng)產(chǎn)品加工等工農(nóng)業(yè)活動中，排放的污水都含有少量的有機(jī)磷農(nóng)藥，依然可以通過食物鏈和其它環(huán)境蓄積作用對人體和環(huán)境造成嚴(yán)重危害。因而采用科學(xué)的手段對其進(jìn)行有效的處理，以降低對環(huán)境的危害十分必要。

二、消除有機(jī)磷污染的措施

高級氧化技術(shù)是對這些難以生物降解且對生態(tài)危害甚大的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留物有效的處理工藝。芬頓工藝是一種廣泛應(yīng)用的高級氧化工藝，其也在農(nóng)藥廢水的處理中有大量的應(yīng)用，但在應(yīng)對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水處理中仍然存在著污泥泥量大，處理效率低的二大問題。

光芬頓技術(shù)是最近取得了巨大發(fā)展的新技術(shù)，光芬頓工藝在保留了傳統(tǒng)芬頓高級氧化工藝產(chǎn)生羥基效率高成本優(yōu)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，通過對亞鐵的循環(huán)再生，為有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的處理提供了一個非常有效的解決方案。

因?yàn)橛袡C(jī)磷農(nóng)藥的種類成份十分復(fù)雜，廢水中的農(nóng)藥殘留成份也會因水而異，本文以丙溴磷為目標(biāo)污染物進(jìn)行研究指示，具有很強(qiáng)的代表性，丙溴磷廣泛應(yīng)用于防治棉花、蔬菜、果樹等作物的多種害蟲，對抗性棉鈴蟲的防治效果佳，是一種廣泛常用的殺蟲劑。本文對丙溴磷的處理技術(shù)可供借鑒參考。

三、試驗(yàn)及分析方法

本文研究的重點(diǎn)在于對比傳統(tǒng)芬頓與光芬頓在處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的工藝中各參數(shù)如PH值、反應(yīng)時間、去除效率、鐵鹽投加比（與雙氧水的比例）、雙氧水與COD的投加比例等因素對TOC降解效率的影響。

試驗(yàn)水樣為丙溴磷復(fù)配水樣，為保證測試的準(zhǔn)確度，以TOC代替COD表征有機(jī)物的去除效率。

圖1 試驗(yàn)裝置流程圖

四、結(jié)果及分析

無論是芬頓反應(yīng)還是光芬頓反應(yīng)，其核心機(jī)理是高效持續(xù)的產(chǎn)生羥基，并利用羥基的強(qiáng)氧化性，在反應(yīng)過程中實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)污染物的降解，本研究的目的在于對傳統(tǒng)芬頓與光芬頓邊界的探究，以實(shí)現(xiàn)效率的大化及光芬頓的具體的比較優(yōu)勢。本研究進(jìn)行了多次連續(xù)試驗(yàn)，對相關(guān)邊界及其對有機(jī)磷農(nóng)藥TOC的去除進(jìn)行了深入的研究，相關(guān)結(jié)果及分折如下：

1、PH值對TOC去除效率的影響

注：芬頓反應(yīng)條件：T= 90 min; H₂O₂:COD=2:1; Fe(II):H₂O₂ =1:100。

光芬頓反應(yīng)條件：T= 30 min; H₂O₂:COD=2:1; Fe(II):H₂O₂ =1:100。

可以看出，基于PH對鐵離子水合價態(tài)的影響，芬頓和光芬頓都是在PH=3.0的條件下反應(yīng)效率更高。同時可以明顯看出，同等條件下光芬頓反應(yīng)效率是芬頓的2倍左右。

2、不同的COD與雙氧水的比值對總有機(jī)碳去除的影響

注：芬頓反應(yīng)條件：T= 90 min;PH=3; Fe(II):H₂O₂ =1:100。

光芬頓反應(yīng)條件：T= 30 min;PH=3; Fe(II):H₂O₂ =1:100。

雙氧水投加量的增加，對反應(yīng)效率的提升效果逐步趨緩，同樣比例下光芬頓效率比芬頓提升60%以上。

五、總結(jié)

通過對上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，可以非常清楚的得出如下結(jié)論：對于有機(jī)磷農(nóng)藥丙溴磷廢水的高級氧化處理，在傳統(tǒng)的芬頓反應(yīng)中通過內(nèi)循環(huán)的方式引入紫外線光的幅射，可以大幅度的提高羥基自由基的產(chǎn)生效率，組合均相的紫外線/雙氧水/亞鐵光芬頓反應(yīng)系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)的芬頓工藝，能夠大幅度提高對有機(jī)磷農(nóng)藥丙溴磷廢水的去除率和反應(yīng)效率，極大的降低反應(yīng)的處理成本。

在廢水的高級氧化工藝設(shè)計(jì)中，不同的污染物及濃度的不同，對高級氧化反應(yīng)的邊界要求也有所不同，Ph值、COD:H₂O₂比值、亞鐵與雙氧水的比值等參數(shù)的變化，會極大的影響羥基產(chǎn)生的效率，本研究發(fā)現(xiàn)，光芬頓對丙溴磷廢水的去除工藝為PH為3、COD與雙氧水比為2:1。

光芬頓高級氧化作為有機(jī)磷農(nóng)藥廢水預(yù)氧化處理，相比于傳統(tǒng)芬頓更經(jīng)濟(jì)、更高效、更低能耗、更少投資、更易操控也更加綠色，且已經(jīng)成功應(yīng)用于工程實(shí)踐。