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乐果农药废水的混凝沉淀法预处理研究

发布日期:2011-05-06  浏览次数:550

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文章摘要:  乐果是一种有机磷杀虫、杀螨剂,属中等毒性杀虫剂.乐果的生产废水挥发出硫醇等有害气体,直接危害人和动植物,更严重的是废

  乐果是一种有机磷杀虫、杀螨剂,属中等毒性杀虫剂.乐果的生产废水挥发出硫醇等有害气体,直接危害人和动植物,更严重的是废水排入水体后所带来的磷污染以及由此而发生的水体富营养化.根据Liebig最低营养限制定律,从藻类对氮、磷需要的关系来看,磷是较氮更重要的限制因子.一般当水体中磷的质量浓度超过0.01~0.02 mg/L时,就足以引起藻类的急剧繁殖.藻类的过度繁殖程度,与磷酸盐含量之间存在着相关关系.有机磷农药废水COD排放应小于200 mg/L,磷排放应低于1.0 mg/L[1][.因此在排放之前,必须对乐果废水进行治理.

  乐果农药生产过程中原料利用率很低,仅为20%~30%[2],其余均作为污染物随水排出.乐果废水毒性较大,对生物有抑制作用,可生化性差.国外从50年代开始对有机磷农药废水采用水解、生化和焚烧等方法进行治理[2].对高浓度含磷废水的治理有多种方法,可采用物化法与生物处理相结合的处理方法,即先用物化法对废水进行预处理,以除去一部分悬浮物、COD、氮、磷,然后再用生物法进行二级处理.如果磷还不能达标排放,则再用物化法进行三级处理.物化法包括化学沉淀法、流化床结晶法、离子交换法及电化学法等.生物处理除磷效果较好的工艺有A/O、A2/O、Bardenpho、藻类处理、UCT及phostrip等除磷工艺.文献[3]采用碱解预处理-SBR生化处理-絮凝沉降后处理工艺流程治理乐果生产废水,取得良好效果. 本文采用化学混凝沉淀-缺氧生化-好氧生化的工艺流程对乐果农药废水的预处理进行了研究.

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

  某农药厂乐果生产废水,有较强农药味,外观呈乳白色至淡红色,pH为2.5~12.5,CODCr为16 000~25 000 mg/L,总磷的质量浓度为800~2 000 mg/L,其中有机磷占40%~60%.

  所用仪器为XJ-1型COD消解仪,PHS-2型酸度计,DBJ-621定时变速搅拌机,721型分光光度计.

1.2 实验方法

  取一定量乐果生产废水,加入定量的石灰乳(Ca(OH)2)、碱式氯化铝(PAC),调节pH值,搅拌一定的时间,加入阴离子型聚丙烯酰胺PAM,相对分子质量为500万,并搅拌一定时间,沉淀0.5 h,取其上清液测CODCr、总磷和无机磷.测定方法采用环境样品监测方法[4].

2 结果与讨论

2.1 混凝剂定性比较与选择试验

  取7种常用的混凝剂进行对比试验.试验采用同样搅拌强度和反应时间,每L废水均加入PAM 10 μg,其中有一个试验设计为Ca(OH)2与PAC配合使用.结果见表1.

表1 混凝沉淀剂的选择试验

Tab.1 The effects of coagulating and precipitating agents on the production waste water

混凝剂

pH

投加量1)/μg

混凝沉淀情况

硫酸亚铁

7~8

1000~2 000

有细小沉淀,加PAM絮凝沉降性能差

硫酸铝

8~12

1 000~2 000

无沉淀,溶液增稠浑浊

PAC

10

250~500

有较大沉淀,但絮凝沉降性能差

聚合氯化铁

10

1 000~2 000

有细小沉淀,加PAM难絮凝沉降

氯化铁

10~12

1 000~2 000

有极细小沉淀,溶液增稠

石灰乳+PAC

11.5~12.5

5 000+250

絮体大,沉淀性能好,沉降快,脱色好

1) 为每L废水的投加量

  由表1可见,一般的混凝剂只能使溶液产生细小沉淀或无沉淀,混凝沉淀效果不佳.而石灰乳-PAC絮体大,易沉淀,所以选择此种混凝剂.0

2.2  搅拌速度

  采用石灰乳和PAC,加入PAM时则固定其搅拌速度为60 r/min.选择搅拌时间为20 min,每L废水中加入Ca(OH)2,PAC和PAM分别为5 000,250,10 μg.在不同搅拌速度下进行测定,得各污染物的去除率(表2).

  由表2可见,搅拌速度对CODCr去除率影响不大,在搅拌速度为300 r/min时,总磷和无机磷去除率最高,故确定搅拌速度为300 r/min.

表2 不同搅拌速度下水样污染物的去除率

Tab.2 Removal rates of pollutants at different stirring speeds

去除率/%

CODCr

总磷

无机磷

50

23.3

47.7

64.6

100

23.5

46.3

69.0

200

24.0

48.1

66.8

300

23.7

52.

181.3

400

23.7

46.7

63.6

2.3 搅拌时间

  选择搅拌速度为300 r/min,其他条件如选择搅拌速度时的条件.在不同时间下进行测定,得各污染物的去除率(表3).由表3可见,当处理时间超过40 min时,总磷和无机磷去除率增加缓慢,故确定搅拌时间为40 min.

表3  不同搅拌时间下水样污染物的去除率

Tab.3 Removal rates of pollutants at different treating time

项目

去除率/%

5 min

10 min

20 min

30 min

40 min

50 min

60 min

总磷

51.3

55.7

57.1

57.3

61.5

62.4

63.6

无机磷

76.6

79.8

81.3

86.1

88.2

87.8

88.6

2.4 pH值

选择搅拌时间为40 min,其他条件如表3.在不同pH值下进行测定,结果见表4. 

表4 在不同pH值下水样污染物的去除率

Tab.4 Removal rates of pollutants at different pH

pH

去除率/%

pH

去除率/%

CODCr

总磷

无机磷

CODCr

总磷

无机磷

6

16.4

46.9

62.5

11

20.5

55.9

95.9

8

19.2

50.4

91.4

12

21.5

58.6

94.3

10

21.1

55.8

93.1

13

24.4

54.7

89.2

  为单独考察pH的影响并与后面的正交实验保持一致,选用CaCl2代替Ca(OH)2作为混凝剂.由表4可见,pH值在10~13时对CODCr、总磷及无机磷的去除效果较好.

实验证明,在选取的几种常用的混凝剂中,Ca(OH)2和PAC配合使用的混凝沉淀效果最好.实验还确定了最佳搅拌速度为300 r/min,最佳搅拌时间为40 min,最佳pH范围为10~13.

参考文献

[1] GB8928-96.污水综合排放标准[S].

[2] 张本兰.SBR活性污泥法处理乐果生产废水[J].化工环保,1994,14(5):284~280.

[3] 张本兰.有机磷农药(乐果)生产废水的生化处理新技术[J].环境科学进展,1994,16(6).

[4] 国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法.第三版[M].北京:中国环境科学出版社,1989.

 
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