电渗析深度处理农药生产尾水

电渗析深度处理农药生产尾水电渗析深度处理农药生产尾水更新时间：2014-09-1209:52来源：环境工程学报作者:阅读：854网友评论0条我国是农药生产大国，年产量达400kt。农药生产废水存在毒性高、成分复杂、高盐分等问题，处理出水往往残留难降解的毒性污染物，具有很大的危害性，同时尾水中的盐分含量较高。目前针对含盐废水的处理方法较为单一，是废水处理中的难题之一，若将处理尾水进行深度处理循环利用，不但可以缓解用水压力，同时可大大降低对环境的污染。李继、周元祥等人，采用人工快渗生物滤池深度处理有机农药废水；王书、冯义德等人采用膜生物反应器-高级氧化-超滤组合工艺深度处理杂环类农药废水；还有很多研究者利用高级氧化法处理尾水中残留农药。以上研究大多针对尾水中有机农药，而针对尾水中盐分的去除研究较少。目前对于废水深度处理技术主要有物理吸附法、膜分离技术、氧化技术、生物法，以及这些技术的联用。电渗析法作为膜分离技术的一种，具有能量消耗低、药剂耗量少、环境污染小、操作简单、易于实现自动化、水的利用率高等优点，应用于农药生产尾水的深度处理可达到脱除盐分和分离小分子有机物减低出水COD的良好效果。江苏省金坛市某化工集中区现有农药化工生产企业5家，其中1家主要产品有三环唑、丙环唑、三氮唑等三唑类杀菌剂和粉唑醇、戊唑醇、己唑醇等水稻施用药类的原药及制药。5家企业的生产及生活污水集中在污水处理厂，处理工艺流程为生产废水先进行Fenton预处理，之后与生活污水混合进入生化处理部分，最后经折流池及终沉池出水。笔者针对该尾水的水质特点，采用四室电渗析反应装置对其进行处理，同时考察分析其膜污染问题，以期在深度处理的同时回收酸碱，实现资源的循环利用。1装置与方法1.1四室电渗析反应装置及各槽室溶液实验采用自制的四室电渗析反应装置，尺寸为18cm×12cm×19cm，槽室间隔宽度为3.5cm，整个反应器通过阴阳离子交换膜（均相离子交换膜）分为4个独立的槽室，各槽室通过蠕动泵（BT100-1L）单独循环，阴阳离子交换膜的排列顺序为中间为阴离子交换膜，2侧为阳离子交换膜。电极采用自制的含有锡锑中间层的Ti/SnO2-Sb/PbO2电极，制作方法及流程分为钛基体的制备、中间锡锑中间层的刷涂和电沉积表面PbO2。膜的有效面积为80cm2，电极的有效面积为150cm2。实验流程图如1所示。反应器总分为4个槽室，分别为阴阳极室、浓缩室和废水室，阳极室中为1.0mol/L稀硫酸溶液，进水体积1L，电导率是59mS/cm，pH=0.96；阴极室中为0.1mol/L的NaOH溶液，进水体积1L，电导率为23mS/cm，pH=13.87；浓缩室进水为0.01mol/L的稀硫酸，进水体积1.7L，电导率5.36mS/cm，pH=1.959；淡水室的进水为污水处理厂的二沉池出水，进水体积为0.7L，电导率4.83mS/cm，TOC、NaCl、Na2SO4的质量浓度分别为234.5、1510、3031mg/L，pH为7.79，浊度4.49NTU。溶液通过2台蠕动泵不断的进行循环，阴阳极室的进水体积流量为250mL/min，浓缩室和淡水室的进水体积流量为300mL/min。根据水质可知，其TOC含量较高，说明残留较多生物难降解有机物；同时电导率较高，盐分残留量较大，同时具有一定的色度。1.2实验方法将干净的阴阳离子交换膜分别固定夹紧在反应器中，之后将各槽室的溶液泵入，并在蠕动泵的作用下以一定的流速进行循环。采用恒压的操作条件，定时测定淡水室及浓缩室中溶液的电导率、pH、TOC和离子含量，同样的条件下离子交换膜不更换重复运行10次，对比分析出水各项参数的变化，最后将反应器拆开取出已污染的离子交换膜进行分析，根据对膜污染的分析确定有效的膜清洗方案。根据式（1）～式（3）分别计算盐分脱除率E、离子回收率R的和TOC去除率T：E=(γ0-γ1)/γ0，(1)R=(ρ0-ρ1)/ρ0，(2)T=(ρ0(TOC)-ρ1(TOC))/ρ0(TOC)。(3)式中，γ0和γ1分别为出水和原水的电导率；ρ0和ρ1分别为出水和原水的离子质量浓度；ρ0(TOC)和ρ1(TOC)分别为出水和原水的TOC质量浓度。1.3实验原理尾水中残留较高含量的NaCl和Na2SO4，利用阴阳离子交换膜的选择透过性，可将阴离子和阳离子分离到废水室2侧的槽室中，如图2所示。阳极板和阴极板分别置于反应器的左右2侧，在槽室充满溶液时形成均匀的电场，溶液中的阴阳离子在电场力的作用下分别向阳极和阴极方向运动，反应器中间的是阴离子交换膜，2侧的是阳离子交换膜，淡水室中的Na+在电场的作用下通过阳离子交换膜到达阴极室，同时水在阴极表面发生电解反应产生的OH-和Na+形成NaOH溶液，阳极电解水产生的H+通过左侧的阳离子交换膜到达浓缩室和淡化