一種含草銨膦廢水處理解決方法
作者:admin 發(fā)布日期:2021-07-24 22:47
前言
草銨膦,又名草丁膦,是一種非選擇性葉面噴施的有機(jī)磷除草劑,具有高效、低毒、廣譜的特點(diǎn)。1979年由聯(lián)邦德國(guó)赫司特(Hoechst)化學(xué)公司首先合成開(kāi)發(fā)(后歸屬于拜耳公司)。草銨膦有內(nèi)吸作用,能抑制谷氨酸酰胺合成酶的合成,導(dǎo)致植物體內(nèi)氮代謝紊亂、氨的過(guò)量累計(jì)、葉綠體的解體,從而使光合作用受抑,最終導(dǎo)致植物死亡。草銨膦具有很強(qiáng)的除草活性,對(duì)40多科的植物有防除作用,包括單子葉和雙子葉、一年生和多年生、草本和灌木等植物。對(duì)農(nóng)作物安全、活性高、殺草譜廣、藥害小,是目前轉(zhuǎn)基因性作物理想的除草劑,應(yīng)用前景非常廣闊。
草銨膦屬?gòu)V譜觸殺型除草劑,內(nèi)吸作用不強(qiáng),與草甘膦殺根不同,草銨膦先殺葉,通過(guò)植物蒸騰作用可以在植物木質(zhì)部進(jìn)行傳導(dǎo),其速效性間于百草枯和草甘膦之間。
草銨膦,又名草丁膦,是一種非選擇性葉面噴施的有機(jī)磷除草劑,具有高效、低毒、廣譜的特點(diǎn)。1979年由聯(lián)邦德國(guó)赫司特(Hoechst)化學(xué)公司首先合成開(kāi)發(fā)(后歸屬于拜耳公司)。草銨膦有內(nèi)吸作用,能抑制谷氨酸酰胺合成酶的合成,導(dǎo)致植物體內(nèi)氮代謝紊亂、氨的過(guò)量累計(jì)、葉綠體的解體,從而使光合作用受抑,最終導(dǎo)致植物死亡。草銨膦具有很強(qiáng)的除草活性,對(duì)40多科的植物有防除作用,包括單子葉和雙子葉、一年生和多年生、草本和灌木等植物。對(duì)農(nóng)作物安全、活性高、殺草譜廣、藥害小,是目前轉(zhuǎn)基因性作物理想的除草劑,應(yīng)用前景非常廣闊。
草銨膦屬?gòu)V譜觸殺型除草劑,內(nèi)吸作用不強(qiáng),與草甘膦殺根不同,草銨膦先殺葉,通過(guò)植物蒸騰作用可以在植物木質(zhì)部進(jìn)行傳導(dǎo),其速效性間于百草枯和草甘膦之間。
表1 草甘膦、草銨膦和百草枯對(duì)比
隨著除草劑的廣泛使用,引發(fā)的環(huán)境污染廢水處理問(wèn)題日益嚴(yán)重,目前草銨膦含磷廢水的處理方法主要包括生化法、高級(jí)氧化法、吸附法和燃燒法等,其中以生化法為主。焚燒法需增濃,同時(shí)能耗巨大,焚燒過(guò)程中會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的二次污染,可行性較低。一、生物法
有機(jī)化合物的生物降解在我國(guó)水處理應(yīng)用中很普遍。在生物降解草銨膦過(guò)程中,微生物代謝導(dǎo)致草銨膦被分解成較小的分子,且參與生物降解的酶通常只會(huì)產(chǎn)生無(wú)害分子,所以選擇生物法降解有機(jī)污染物是生態(tài)目有效的。但是,生物法一般需要很長(zhǎng)的分解時(shí)間和合適的微生物生長(zhǎng)條件才能達(dá)到應(yīng)有的效果。大多數(shù)研究使用草銨膦作為磷源,極少使用草銨膦作為氮源或碳源,但在微生物的生長(zhǎng)和代謝過(guò)程中,其對(duì)碳源的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氮源或磷源。因此,使用草銨膦作為碳源的微生物可以獲得更高效率的去除過(guò)程。
二、高級(jí)氧化法
光催化氧化作為一種高效率去除草銨膦的方法被越來(lái)越多的人所研究。光催化氧化作為一種高效率去除草銨膦的方法被越來(lái)越多的人所研究,其中,TiO2因其帶隙為3.2eV,只能利用4%的太陽(yáng)射,這使得研究者不斷地尋求其他光催化劑。近年來(lái),鎢酸鉍由于其穩(wěn)定性、化學(xué)惰性和光催化活性優(yōu)良,在有機(jī)污染物的光降解方面受到了較多關(guān)注,但其光生電子和空穴的結(jié)合也限制了鎢酸鉍的光催化活性。傳統(tǒng)芬頓工藝存在氧化劑和鐵離子的持續(xù)損失、固體泥形成、試劑搬運(yùn),以及運(yùn)輸儲(chǔ)存的高成本和風(fēng)險(xiǎn)等缺點(diǎn),電芬頓工藝則解決了上述問(wèn)題。相較于其他高級(jí)氧化法,電化學(xué)它不僅提供了較高能量效率,還不添加化學(xué)品。如今在草草銨膦濃度小于200mg/L,電化學(xué)氧化法可以完全實(shí)現(xiàn)礦化。
趙澤華等選用石墨板作為三維電催化裝置的陽(yáng)極,不銹鋼板作為陰極,以活性炭顆粒作為粒子電極進(jìn)行反應(yīng),研究了三維電催化氧化技術(shù)處理草銨膦農(nóng)藥廢水的效果;并考察了電流密度,極板間距,電解時(shí)間,初始濃度,pH值和粒子電極用量等因素對(duì)其處理效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在廢水初始濃度為300mg·L^-1,反應(yīng)時(shí)間為90min,極板間距為4cm,pH值為5,電流密度為31.5mA·cm-2,粒子電極的用量為3.08g·L^-1的條件下,廢水的COD去除率為83.48%。三維電催化氧化技術(shù)通過(guò)減小粒子間距改善電荷傳質(zhì)效果;電流效率的提高也促使廢水的處理效果顯著提升。
二、吸附法:
吸附法由于其設(shè)計(jì)筒單、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域。幾十年來(lái),很多人采用了不同的材料吸附去除水環(huán)境中的草銨膦。吸附劑大多使用生物炭,比如活性炭,其成本低、具有高度的芳香性和多孔性結(jié)構(gòu),這些特點(diǎn)可以提高去除效率。此外,化學(xué)改性方法可以有效地改性生物炭表面性能,以獲得較高的吸附性能,如用硫脲改性糞制備的生物質(zhì)炭使得表觀吸附量增加。
吸附法是一種可選擇的有效草銨膦處理方式,但也存在一些缺點(diǎn),即吸附劑對(duì)草銨膦沒(méi)有選性。因此,當(dāng)廢水中含有很多其他污染物,且其濃度高于草銨膦時(shí),即使草銨膦與某些吸附劑的親和力很好,也很難將吸附法作為一種主要處理技術(shù),只有在廢水中的其他污染物濃度不高而草銨膦濃度較高的情下,吸附法才有利于去除草銨膦,并且吸附后的殘?jiān)幚?,也需要進(jìn)一步研究。
海普吸附+RRP工藝(廢水資源化)可以針對(duì)性地將草銨膦廢水中的有效成分吸附富集,通過(guò)脫附過(guò)程實(shí)現(xiàn)有效成分的回收利用,處理后的廢水可通過(guò)生化處理達(dá)標(biāo)排放。
3.1海普定制化處理工藝
江蘇海普功能材料有限公司致力于高性能吸附劑和催化產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。通過(guò)多年的自主研發(fā),在離子交換技術(shù)與吸附技術(shù)、納米無(wú)機(jī)材料雜化技術(shù)等方面具有可領(lǐng)先的專業(yè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)吸附和催化產(chǎn)品的系列化,并成功應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)領(lǐng)域。海普以自主研發(fā)的系列高性能吸附劑和催化產(chǎn)品為核心,配合自主開(kāi)放的工藝技術(shù),海普已成為專業(yè)的環(huán)保治理與源循環(huán)領(lǐng)域的解決方案供應(yīng)商。
海普吸附+工藝核心特種吸附材料能針對(duì)性地吸附廢水中的草銨膦,對(duì)草銨膦能做到高效吸附且脫附徹底,脫附后的廢水草銨膦含量大大降低,草銨膦被吸附回收,返回生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用,實(shí)現(xiàn)廢水的資源化利用。
采用海普的吸附工藝處理含草銨膦廢水時(shí),將廢水預(yù)先過(guò)濾去除其中的懸浮和顆粒物質(zhì),然后進(jìn)入吸附塔吸附,吸附塔中填充的特種吸附材料能將廢水中的草銨膦吸附在材料表面,吸附飽和后,再利用特定的脫附劑對(duì)吸附材料進(jìn)行脫附處理,使吸附材料得以再生,如此不斷循環(huán)進(jìn)行。廢水吸附處理工藝流程見(jiàn)下圖。
圖1 工藝流程圖
3.2技術(shù)優(yōu)勢(shì)1.海普吸附+RRP工藝(廢水資源化)能高效去除廢水中的草銨膦等物質(zhì),去除率高,吸附出水可生化處理達(dá)標(biāo)或根據(jù)企業(yè)需求進(jìn)行處理;
2.可回收廢水中的草銨膦,提高資源的利用率,增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益;
3.設(shè)備投資少,運(yùn)行費(fèi)用低,工藝先進(jìn)可靠,無(wú)二次污染;
4.模塊組件形式,自動(dòng)化程度高,操作簡(jiǎn)單。
四、小結(jié)
在上述方法中,吸附法不會(huì)破壞草銨膦結(jié)構(gòu),如果廢水中草銨膦的濃度很高,則吸附法可以在其他處理過(guò)程之前(或之后)使用,以降低草銨膦的最終濃度;生物法或氧化法在處理過(guò)程中都會(huì)破壞草銨膦分子,產(chǎn)生副產(chǎn)物,這會(huì)影響草銨膦分子的處理效率。因此,在生物法或氧化法處理草銨膦過(guò)程中,關(guān)注其降解路徑十分必要。這些過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)是它們可以氧化草銨膦及其大部分副產(chǎn)品,為了降低成本,運(yùn)用吸附法先降低污染濃度,再使用生物法或氧化法處理則更合理。
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