高級氧化處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水研究進(jìn)展

何冬明 蘇冰堰

摘 要：我國是農(nóng)業(yè)大國，在種植過程中為了提高農(nóng)業(yè)帶來的收益就會對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行應(yīng)用，但是由于有機(jī)磷農(nóng)藥的種類較多，且有機(jī)磷農(nóng)藥產(chǎn)生的廢水極難降解，因此會對環(huán)境造成污染，不利于我國對環(huán)境的保護(hù)，因此如何對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解成為了我國目前面臨的一個(gè)重大難題。對有機(jī)磷農(nóng)藥使用高級氧化方法進(jìn)行處理可以對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行有效降解，避免有機(jī)磷農(nóng)藥廢水對我國環(huán)境帶來的污染。

關(guān)鍵詞：高級氧化；有機(jī)磷農(nóng)藥廢水；研究

有機(jī)磷農(nóng)藥對植物病蟲害進(jìn)行防治具有較高的效果，在我國農(nóng)業(yè)種植中具有重要作用，但是由于有機(jī)磷農(nóng)藥中具有許多難以降解的物質(zhì)，如果不能對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行有效降解，可能會對生物的健康產(chǎn)生威脅，不利于我國對環(huán)境的保護(hù)。通過研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的方法無法對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理，因此對有機(jī)磷廢水的有效降解方法進(jìn)行研究十分關(guān)鍵。高級氧化方法可以對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行有效降解，本文對高級氧化方法進(jìn)行了研究。

1 Fenton反應(yīng)

1.1常規(guī)反應(yīng)對有機(jī)磷廢水的降解

Fenton常規(guī)反應(yīng)是指利用Fenton試劑對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理而產(chǎn)生的常規(guī)反應(yīng)。Fenton試劑主要是利用二價(jià)鐵離子以及二氧化氫進(jìn)行結(jié)合，通過相互作用對具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基進(jìn)行形成的方式而制成的試劑，這種試劑在對濃度較高難以降解的有機(jī)磷有機(jī)物的降解具有重要作用，可以對有機(jī)磷有機(jī)物進(jìn)行氧化作用，但是這種試劑與有機(jī)磷有機(jī)物的反應(yīng)是有選擇性的。使用Fenton試劑對有機(jī)磷廢水進(jìn)行降解時(shí)具有操作簡便且費(fèi)用低下的優(yōu)點(diǎn)，可以對BOD/COD的比值進(jìn)行提升。因此對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，采用Fenton試劑進(jìn)行處理是目前主要的處理方式，可以對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行有效降解。

1.2光反應(yīng)對有機(jī)磷廢水的降解

使用Fenton試劑對有機(jī)磷有機(jī)物進(jìn)行處理雖然具有較多的優(yōu)點(diǎn)，但是其也存在著一些缺點(diǎn)，以下是Fenton試劑降解有機(jī)磷有機(jī)物的缺點(diǎn)：第一，在降解過程中可能會產(chǎn)生大量的含鐵污泥；第二，在降解過程中，由于二氧化氫的特點(diǎn)，對鐵離子進(jìn)行降解時(shí)可能會出現(xiàn)降解速度下降的現(xiàn)象。目前通過對Fenton試劑的研究發(fā)現(xiàn)，可以使用紫外光照射的方式對Fenton降解過程中出現(xiàn)的缺點(diǎn)進(jìn)行消除，使用紫外光照射對降解缺點(diǎn)進(jìn)行消除的原理主要是光照對亞鐵離子還原具有重要的促進(jìn)作用，另外光照下還可以對自由基的還原進(jìn)行促進(jìn)。

2 臭氧氧化

2.1單純臭氧氧化對有機(jī)磷有機(jī)物的降解

臭氧氧化方法主要是使用在水中對臭氧進(jìn)行放入的方式對有機(jī)磷有機(jī)物進(jìn)行降解，臭氧氧化的主要原理是，臭氧具有較強(qiáng)的氧化性，且臭氧與水反應(yīng)后可以有其他強(qiáng)氧化物形成，可以對有機(jī)磷分子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)斷裂，對有機(jī)磷分子中的長鏈結(jié)構(gòu)斷裂也有重要作用，從而促進(jìn)有機(jī)磷有機(jī)物的降解。在使用臭氧氧化方法對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行降解具有重要作用，可以減少有機(jī)磷農(nóng)藥廢水對環(huán)境的污染。使用臭氧氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理主要是利用有機(jī)物分子與羥基自由基的作用。

對臭氧氧化反應(yīng)產(chǎn)生影響的因素主要是以下幾點(diǎn)：臭氧的濃度、PH以及反應(yīng)時(shí)的溫度。其中對臭氧氧化反應(yīng)影響最明顯的是臭氧的濃度，濃度越高，臭氧與有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的反應(yīng)越強(qiáng)烈。另外PH也對臭氧反應(yīng)產(chǎn)生了重要作用，PH較低時(shí)，臭氧反應(yīng)一般是直接氧化；PH較高時(shí)，臭氧雨水結(jié)合產(chǎn)生羥基自由基對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解。溫度對臭氧反應(yīng)影響不明顯，雖然臭氧反應(yīng)速度會隨著溫度的升高而加快，但是溫度升高時(shí)會對臭氧溶解度造成影響，因此在使用臭氧反應(yīng)對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí)一般在常溫下進(jìn)行。由于單純臭氧反應(yīng)速度不高，因此在對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí)已經(jīng)不再使用單純臭氧氧化反應(yīng)，對其他臭氧氧化反應(yīng)研究的力度也在不斷增大。

2.2光臭氧氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的降解

使用光臭氧氧化對有機(jī)磷有機(jī)物及進(jìn)行降解主要在紫外光的照射下進(jìn)行，這主要是因?yàn)椋庹障驴梢詫Τ粞跖c水離子的反應(yīng)進(jìn)行促進(jìn)，在反應(yīng)后可以對羥基自由基進(jìn)行產(chǎn)生，且光照對氧氣反應(yīng)成臭氧具有促進(jìn)作用，對臭氧氧化反應(yīng)具有加強(qiáng)作用。在光照下進(jìn)行臭氧氧化處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的反應(yīng)可以有效提高臭氧氧化的降解率，對去除有機(jī)磷農(nóng)藥內(nèi)的有毒物質(zhì)也具有較高的作用。在光照下使用臭氧氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行處理具有較高效率的原因主要是，臭氧氧化中具有羥基自由基，且含有雙氧水，這兩個(gè)物質(zhì)可以促進(jìn)有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的順利降解，提高臭氧氧化處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的效率。

2.3超聲聯(lián)合臭氧氧化

超聲聯(lián)合臭氧氧化由于在對有機(jī)磷農(nóng)藥降解時(shí)具有成本較低且操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，因此目前對超聲聯(lián)合臭氧氧化的研究力度不斷增大。超聲聯(lián)合臭氧氧化是對超聲與臭氧氧化的聯(lián)合，對解決單純臭氧氧化反應(yīng)速度不高的缺點(diǎn)具有重要作用。使用超聲聯(lián)合臭氧氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解的主要原理是，超聲能夠?qū)Τ粞跹趸a(chǎn)生刺激作用，從而使羥基自由基產(chǎn)生，降解有機(jī)磷農(nóng)藥污水內(nèi)的苯環(huán)結(jié)構(gòu)。對超聲以及臭氧氧化的聯(lián)合，可以解決單純臭氧氧化效率不高的問題，還對縮短有機(jī)磷農(nóng)藥廢水降解的流程具有重要作用，有利于有機(jī)磷廢水處理的后續(xù)工藝，因此可以在對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí)對超聲聯(lián)合臭氧氧化進(jìn)行使用。

2.4Fenton聯(lián)合臭氧氧化

Fenton聯(lián)合臭氧氧化的方法是對Fenton反應(yīng)與臭氧氧化反應(yīng)的結(jié)合，可以對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水降解的效率進(jìn)行加快。通過實(shí)驗(yàn)證明，在使用Fenton反應(yīng)與臭氧氧化反應(yīng)對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí)，會對羥基自由基出現(xiàn)的速度進(jìn)行增大，因此會對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水降解的速率進(jìn)行增強(qiáng)。因此在對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行降解時(shí)，可以采用Fenton聯(lián)合臭氧氧化的方式進(jìn)行，有效提升有機(jī)磷農(nóng)藥降解的效率。

3 濕化氧化

濕性氧化是一種高級氧化技術(shù)，在上世紀(jì)人們就對濕性氧化技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用，濕化氧化技術(shù)對一些濃度較高的、有毒害的有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解。使用濕化氧化技術(shù)進(jìn)行講解時(shí)主要是在液相中對氧氣或空氣進(jìn)行利用，通過氧氣或者空氣對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水中的污染物進(jìn)行降解。濕性氧化在降解時(shí)會受到溫度以及壓力的影響，一般使用濕性氧化是在50～325度、壓力0.5～20MPa的條件下進(jìn)行。濕性氧化可以對乳化液廢水、化工廢水等進(jìn)行處理。通過研究發(fā)現(xiàn)，利用濕性氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解時(shí)最高效率可以達(dá)到98%。在使用濕性氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行降解時(shí)，加入催化劑可以促進(jìn)降解效率的提高，這主要是因?yàn)榇呋瘎┛梢詫Ψ磻?yīng)的活化能進(jìn)行降低，使用催化劑還可以對有機(jī)磷農(nóng)藥降解的成本進(jìn)行降低，因此可以在使用濕化氧化對有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行降解時(shí)添加催化劑。

結(jié)束語

有機(jī)磷農(nóng)藥在我國農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，但是有機(jī)磷農(nóng)藥的廢水中卻具有較多的不可降解物質(zhì)，對環(huán)境造成了巨大的危害。因此人們應(yīng)該對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的降解方式進(jìn)行關(guān)注，使用高級氧化技術(shù)對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水進(jìn)行降解，促進(jìn)有機(jī)磷農(nóng)藥廢水降解效率的提升。

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