UED技術(shù)在農(nóng)藥廢水處理中的應(yīng)用

一、農(nóng)藥廢水來源

我國是農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國，已形成了包括科研開發(fā)、原藥生產(chǎn)和制劑加工、原材料及中間體配套等較為完整的農(nóng)藥工業(yè)體系，隨著我國農(nóng)藥產(chǎn)量的逐年提高,農(nóng)藥廢水的處理形勢(shì)也日益嚴(yán)重，國家對(duì)農(nóng)藥廢水處理的關(guān)注度也顯著提高。就在今年6月11日生態(tài)環(huán)境部審議通過《農(nóng)藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等重要文件。在此之前，2023年6月1日發(fā)布的《農(nóng)藥制造工業(yè)污染防治可行技術(shù)指南》也對(duì)農(nóng)藥廢水處理有了一定指示，其中把農(nóng)藥按生產(chǎn)工藝可分為化學(xué)合成、生物農(nóng)藥；按化學(xué)組成可分為有機(jī)氯類、磺酰脲類、菊酯類、雜環(huán)類、氨基甲酸酯類、有機(jī)硫類、酰胺類、苯氧羧酸類、有機(jī)磷類和生物類等。在生產(chǎn)這些不同種類的農(nóng)藥過程中會(huì)產(chǎn)生各類廢水，主要包括：生產(chǎn)工藝廢水、地面沖洗廢水、設(shè)備清洗廢水、實(shí)驗(yàn)室廢水等。

其中廢水的來源與水質(zhì)特征如下表所示。

二、農(nóng)藥廢水特點(diǎn)

總體而言，農(nóng)藥廢水具備如下特點(diǎn)：

1、農(nóng)藥生產(chǎn)廢水有機(jī)物的質(zhì)量濃度高；農(nóng)藥生產(chǎn)過程中合成廢水的COD可高達(dá)幾萬mg/L，有時(shí)甚至高達(dá)幾十萬mg/L。

2、農(nóng)藥廢水污染物成分十分復(fù)雜；農(nóng)藥生產(chǎn)涉及很多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，很多廢水中不僅含有原料成分，而且含有很多副產(chǎn)物、中間產(chǎn)物。

3、農(nóng)藥生產(chǎn)廢水毒性大，難生物降解，廢水中除含有農(nóng)藥和中間體外，還含有苯環(huán)類、酚、砷、汞等有毒物質(zhì)，抑制生物降解。

4、農(nóng)藥廢水水質(zhì)、水量不穩(wěn)定：由于生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定、操作管理等問題，造成產(chǎn)品廢水排放量大，為廢水處理帶來一定難度。

5、農(nóng)藥廢水往往具有刺鼻的惡臭，對(duì)人的呼吸道和黏膜有刺激性。

三、農(nóng)藥廢水常用處理工藝

農(nóng)藥生產(chǎn)廢水毒性大，難生物降解，對(duì)生化處理有抑制作用，對(duì)此類廢水要根據(jù)具體水質(zhì)情況選擇相應(yīng)的物化預(yù)處理技術(shù)，處理后的水與其它生產(chǎn)廢水、輔助工序廢水、日常維護(hù)工序廢水和生活廢水混合為綜合廢水，綜合廢水處理一般采用物化預(yù)處理、生化處理、深度處理等組合技術(shù)路線，同時(shí)可降低出水的綜合毒性。物化法主要有混凝/沉淀/氣浮/隔油法處理技術(shù)、吸附過濾法處理技術(shù)、萃取處理技術(shù)、樹脂吸附處理技術(shù)、MVR處理技術(shù)、汽提法/吹脫法處理技術(shù)、微電解（Fe-C）法處理技術(shù)、臭氧氧化處理技術(shù)和芬頓（Fenton）氧化處理技術(shù)；生化法主要水解酸化處理技術(shù)、升流式厭氧污泥床（UASB）處理技術(shù)、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）處理技術(shù)、活性污泥處理技術(shù)、接觸氧化處理技術(shù)、序批式活性污泥（SBR）處理技術(shù)等。通常采用多種工藝聯(lián)合處理，才能保證穩(wěn)定的處理效果。

四、UED設(shè)備

1、UED設(shè)備簡介

UED(Ultimate Electrocatalytic Decomposer)是目前已知最先進(jìn)、處理能力最強(qiáng)的清潔環(huán)保氧化技術(shù)，它采用FCD電極(功能導(dǎo)電金剛廠)為陽極，在接通低壓電(<12V)情況下，可瞬間產(chǎn)生大量強(qiáng)氧化性物質(zhì)如羥基自由基(OH·)等，將各類復(fù)雜的有機(jī)分子快速分解并最終轉(zhuǎn)化為無害的CO₂和H₂O，其反應(yīng)速率較常規(guī)高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)提高3-5倍，且對(duì)有機(jī)分子的分解更為徹底，是去除高難廢水中COD、TOC、氨氮等指標(biāo)的最佳工藝選擇。

2、反應(yīng)機(jī)理

UED電催化氧化技術(shù)降解有機(jī)物的途徑包括直接氧化和間接氧化。直接氧化是通過有機(jī)污染物吸附在陽極表面以電子轉(zhuǎn)移形式實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的氧化去除，有機(jī)物可直接轉(zhuǎn)變成CO₂和H₂O。間接氧化是通過在陽極表面間接產(chǎn)生自由基等活性中間產(chǎn)物或高氧化性的高價(jià)態(tài)金屬氧化物來實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的氧化去除。

反應(yīng)機(jī)理：

H?O → ·OH + e^- + H⁺

2·OH→ H?O?

降解污染物方式：

(1) 直接氧化：污染物在電極表面直接被氧化。

(2) 間接氧化：通過電化學(xué)反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的中間產(chǎn)物，來間接氧化降解污染物。

機(jī)理示意圖

3、設(shè)備優(yōu)勢(shì)

(1) 廣譜：普遍適用于各行業(yè)高難度廢水處理，且能耐受極端的原水條件(如高鹽、高生物毒性、高濃度)。

(2) 高效：超強(qiáng)的催化氧化分解能力，極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子的破環(huán)、斷鏈反應(yīng)。

(3) 靈活：源頭處理、預(yù)處理、達(dá)標(biāo)保障，可與常規(guī)工藝無縫銜接。

(4) 清潔：只需用電，無二次污染，常溫常壓運(yùn)行。

(5) 便捷：標(biāo)準(zhǔn)模塊裝備，無需土建及其他構(gòu)筑物，生產(chǎn)、安裝、維護(hù)極度便捷。

4、UED設(shè)備對(duì)農(nóng)藥廢水的處理效果

采用UED設(shè)備對(duì)不同類型農(nóng)藥企業(yè)的生產(chǎn)廢水進(jìn)行了處理，結(jié)果如下表所示。

表1為某企業(yè)農(nóng)藥廢水，該農(nóng)藥廢水初始COD在兩萬以上，廢水降解難度大。如表1所示，經(jīng)UED設(shè)備處理，在前端除過濾無其他處理工藝的情況下，反應(yīng)時(shí)間2h，原水COD由23200mg/L降低至150mg/L以下，表明UED設(shè)備對(duì)農(nóng)藥廢水具有良好的去除能力。

表2為某企業(yè)農(nóng)藥廢水，原水COD濃度很高，且可生化性極差，采用UED設(shè)備進(jìn)行處理，在24小時(shí)到28小時(shí)期間COD降解到為85.26%，在28小時(shí)到32小時(shí)期間COD降解到94.58%，在32小時(shí)到36小時(shí)期間COD降解到97.65%。表明UED設(shè)備對(duì)農(nóng)藥廢水具有良好的去除能力。