有效处理有机磷农药废水的工艺

　　申请日2009.03.16

　　公开(公告)日2010.09.22

　　IPC分类号C02F9/08; C02F1/78; C02F101/30; C02F1/72; C02F1/58; C02F1/32

　　摘要

　　本发明涉及一种有效处理有机磷农药废水的工艺。该工艺包括高锰酸钾与臭氧混合接触反应腔和臭氧/紫外光联合处理反应腔。有机磷农药废水经过高锰酸钾与臭氧混合接触反应腔时，后续处理工艺中的臭氧尾气通入农药废水后，可联合高锰酸钾预处理农药废水。预处理后的废水经过水泵提升扬程后以与水平面成15°斜上方向射入臭氧/紫外光联合处理反应腔。在该反应腔中，臭氧在紫外光的辐射下可产生强氧化性的羟基自由基，可迅速氧化农药废水中的有机磷农药。此外臭氧和紫外光也可降解有机磷农药。本发明工艺也可应用于其它难降解有机污染物废水的处理。

　　权利要求书

　　1.一种高锰酸钾、臭氧与紫外光联合处理有机磷农药废水的工艺，包括以下步骤：农药废水经过废水进水口(1)流入高锰酸钾与臭氧混合接触反应腔(4)，通过水泵(6)射入臭氧/紫外光联合处理反应腔(19)，处理后的废水由排水口(16)排出。

　　2.根据权利要求书1所述的高锰酸钾与臭氧混合接触反应腔(4)，其特征在于将臭氧/紫外光联合处理反应腔(19)中排出的臭氧废气通过曝气头(5)通入反应腔(4)中，与高锰酸钾协同预处理农药废水。

　　3.根据权利要求书1所述的工艺，其特征在于将废水经过水泵(6)提升扬程以与水平面成15°斜上方向射入臭氧/紫外光联合处理反应腔(19)。

　　4.根据权利要求书1所述的臭氧/紫外光联合处理反应腔(19)，其特征在于：

　　a)臭氧气体通过反应腔底托上的G3曝气砂片分散成细小的气泡，在废水中均匀布气;

　　b)采用电机带动叶片沿顺时针方向旋转，使水流沿石英套管盘旋上升;

　　c)采用低压汞灯作为紫外光光源，并用石英套管保护紫外灯管;

　　d)采用电机控制清洗装置，定期清洗石英套管外壁上的污垢;

　　e)反应腔使用具有反射紫外光能力的不锈钢材质制造。

　　5.根据权利要求书1所述的工艺，其特征在于：高锰酸钾投加量为15～100mg/L，臭氧溶液相浓度5～15mg/L，低压汞灯电源功率为10～100W，在臭氧/紫外光联合处理反应腔(19)中水力停留时间为30～60min。

　　说明书

　　一种有效处理有机磷农药废水的工艺

　　技术领域

　　本发明涉及一种有机磷农药废水处理工艺，属于环保废水处理技术领域。

　　背景技术

　　近年来，我国农药工业发展迅速，年产能力已达100万吨以上，总产量居世界首位。通过农药防治，全国每年挽回粮食损失达5400万吨。有机磷类农药作为有机氯农药的替代品，因此其高效、广谱、低残留目前在国内外广泛应用，是目前使用量最大的农药。然而在其促进农业生产的同时，其生产过程中产生的废水产生了严重的危害，国内外至今没有成熟有效的工业化处理方法。

　　该类废水有机物含量高、含有重金属离子、可生化性差，并且毒性大、废水中的有机磷对微生物有抑制作用，属于高浓度、难降解的农药废水。因此目前常用的生化法处理后的农药废水中有机磷的含量仍很高，且其处理工艺复、周期长、费用较高、效果差，有时处理不当会造成二次污染。目前国内外也有部分应用焚烧法处理有机磷农药废水，但是该方法成本高、能耗大、易产生二次污染物，如废渣以及废气等，造成环境危害。因此能够开发有效处理有机磷农药废水，降低其生物毒性，提高可生化性的处理工艺十分重要。

　　发明内容

　　为了克服国内有机磷农药废水处理技术的不足，本发明提供一种有效处理有机磷农药废水，降低其生物毒性，提高可生化性的处理工艺。

　　本发明的系统流程图如图1所示。农药废水流入高锰酸钾与臭氧混合接触反应腔4，通过高锰酸钾投药口3投药，并且后续的臭氧/紫外光联合处理反应腔19中的臭氧尾气通过曝气头5通入反应腔4中联合高锰酸钾降解有机磷农药。预处理后的农药废水通过水泵6提升扬程，并以与水平方向成15°斜上方向射入臭氧/紫外光联合处理反应腔19中。同时通过制备并净化纯氧，以此作为臭氧发生器氧源，制备臭氧气体，通过臭氧进气口20进入臭氧/紫外光联合处理反应腔19中。臭氧/紫外光联合处理反应腔19中的臭氧尾气通入高锰酸钾与臭氧混合接触反应腔4中，可与高锰酸钾协同处理农药废水，达到了废物利用的目的，并且不造成空气污染。

　　本发明的臭氧/紫外光联合处理反应腔的装置构造如图2所示。包括臭氧废气出气口8，G3砂片布气底托9，法兰10，叶片11，石英套管12，视窗(石英，测定紫外光强度)13，具有内壁反射功能的不锈钢筒14，紫外光灯管15，排水口16，石英套管清洗装置17，臭氧进气口20。臭氧/紫外光联合处理反应腔19的腔体与G3砂片布气底托9通过法兰10密封连接。

　　本发明的农药废水射入臭氧/紫外光联合处理反应腔19后，臭氧气体通过G3砂片布气底托9充分曝入农药废水中，保证臭氧气体可较好地溶解于农药废水中。农药废水射入臭氧/紫外光联合处理反应腔农药废水由于其斜上方向的速度，加之叶片的旋转，将沿着石英套管12外围螺旋方向上升，有利于农药废水中的臭氧和有机物均匀地接受紫外光的辐射。此外农药废水水流螺旋方向上升可较好冲刷石英套管管壁，形成的污垢较少。一旦长时间使用后石英套管表面有污垢产生，石英套管清洗装置17可较好地净化污垢。具有内壁反射功能的不锈钢筒14可最大限度地利用紫外光，避免能量的浪费。在此系统中，紫外光或者臭氧均能降解农药废水中的有机磷农药。此外紫外光激发臭氧产生的强氧化性的羟基自由基可矿化有机磷农药成简单的小分子物质。

　　本发明的工艺操作过程如下：含有机磷农药废水经进水口1流入高锰酸钾与臭氧混合接触反应腔4，通过加药口3投加高锰酸钾药剂。之后经过预处理后的废水通过水泵6以水平方向成15°斜上方向射入臭氧/紫外光联合处理反应腔19中。臭氧发生器产生的臭氧气体通过G3砂片布气底托9充分曝入农药废水中。旋转的叶片11带动水流沿螺旋方向上升。臭氧尾气经臭氧尾气出口8进入高锰酸钾与臭氧混合接触反应腔4，处理后的出水经出水口16排放。

　　经测试高锰酸钾投加量为15～50mg/L，在高锰酸钾与臭氧混合接触反应腔的预处理以高锰酸钾特有的红色消失为止。臭氧溶液相浓度5～15mg/L，在臭氧/紫外光联合处理反应腔19中水力停留时间为30～60min。

　　本发明的技术原理为：有机磷农药大都含有P=S或P-S，高锰酸钾作为强氧化剂，易氧化该基团。因此高锰酸钾作为预处理方法，可降解农药成中间产物。后续的臭氧/紫外光联合处理反应腔中的臭氧尾气通入高锰酸钾反应腔后，高锰酸钾的还原产物MnO2胶体可以催化臭氧产生具有强氧化性的羟基自由基，降解有机磷农药，达到了废物利用的目的。在臭氧/紫外光联合处理反应腔中，臭氧和紫外光都具有单独降解农药中间产物的能力。此外，臭氧在紫外光的辐射下，可产生大量的次级强氧化剂羟基自由基。羟基自由基可氧化农药及其中间产物，并矿化其成小分子物质。

　　本发明的有益效果为：

　　1.系统可有效处理难生物降解的有机磷类农药，同时处理农药的降解中间产物，可较好地将有机磷类农药转化成小分子物质，不产生二次污染;

　　2.系统投加药剂方式简单，无需加酸碱控制pH，并且出水pH在中性范围，有利于后续生化处理;

　　3.有机磷类农药废水经过处理后，毒性大大降低，可生化性提高，并且出水为富氧状态，便于后续生化处理;