农药废水处理技术现状及发展趋势

叙述了日前我国农药废水的现状及特点，介绍了已经应用于农药废水处理的各种方法，认为开发新的有效的绿色的处理方法，处理药剂是农药废水处理的笈展趋势a
[关键溺]农药废水.物理法；他学法；生物法
[中图分类号]X5 [献标识码]：A [文章编号]1007l—1865(2013)02—0063—02
中国是农药生产和使用大国，农药生产企业已达1600家左右，国家质检总局2003年公布的最新数据显示，目前我国农药年产量已达40万t，居世界第二位。杀虫剂产量名列第一，年产量约占全国农药总产量的60%。我国农药品种结构的不合理性加大了环境治理的难度。据不完全统计，全国农药工业每年排放的废水约为l5亿t。其中已进行处理的占总量的7%，处理达标的仅占已处理的1%。
严格意义上讲，解决农药生产环境污染问题的根本出路在于开发和推广应用清洁生产工艺，降低污染物的产生量和排放量。但现阶段由于资金、技术、设备等许多因素的限制，当前仍然迫切需要解决现行生产工艺所产生的大量“三废"问题。
农药的“三废"问题以废水最为严峻和突出。目前农药工业的污染主要来源于生产过程中排放的废水，包括合成反应生产水、产品精制洗涤水、设备和车间冲洗水等。这些废水的特点是：浓度高、色度深、毒性大：污染物成分复杂，难以生物降解。这些废水排入江河水体，不仅严重地破坏了水体生态，而且对人类的生存环境构成了极大的威胁。
1.农药废水处理技术现状
现代废水处理技术按原理可分为物理处理法、化学处理法、生物化学处理法。
随着经济的发展，工业化程度的提高，排放水质越来越复杂且难于控制，同时人们的环境保护意识越来越强，新的环境法规不断出台，对于废水排放要求也越来越高，这些都促使科研工作者不断的研究出废水处理的新技术、新工艺，熟悉和了解国内外工艺，辩证地分析其利弊，选择适用的新技术，对我国的废水治理有着重要的意义[l]。
1.1物理法
物理法主要包括萃取法和吸附法。液膜技术近年来发展较快，它有很好的经济和环境效益。
1.1.1萃取法
溶剂萃取又称液一液萃取，是一种利用不溶或者难溶于水的溶剂将污染物分子从水溶液中提取、分离和富集有用物质的分离技术。液膜技术近年来发展较快，它有很好的经济和环境效益。主要有物理萃取法和络合萃取法。
1.1.2活性炭吸附
活性炭吸附法的主要问题是不易脱附、再生困难，工业上常用高温热再生，炭的损失较大(5%～10%)，再生后吸附能力下降10%～15%，且排出的废气常带有酸性腐蚀性气体，因而对设备腐蚀较严重。
1.1.3树脂吸附
近年来，树脂法处理有毒有机化工废水逐渐成为围内外废水处理和资源化的热点课题之～。树脂吸附法具有以下特点：适用范围宽，废水中有机物浓度大到几万mg/L，小到几mg/L均可用此法处理，且在非水体系中也可应用；吸附效率高，脱附再生容易，树脂性能稳定，使用寿命长；工艺合理、操作简便；资源化过程能耗低，不需高温高压，固液容易分离；在水体中不会引入新的污染物，易于实现工业化。
袁秋生等采用“酚胺回收一脱硫脱氨一混凝沉淀一生物水解一AB生物氧化"处理甲胺磷、甲基托布津、邻苯二胺、多菌灵、乙霉威等近十种产品的混合废水，使得COD从4500mg/L降到COD<200mg/L，既回收了有用物质义改善了污水的可生化性，达到了满意的处理效果。
周绍箕等采用离子交换纤维处理含农药阿特拉津的废水，用静态法、动态法，对强酸、弱酸阳离子交换纤维的吸附性能进行了比较，研究结果表明，强酸阳离子交换纤维可处理含阿特拉津等有机物废水，废水COD可降低86%，经2级吸附交换后，COD可达排放标准。
1.1.4液膜分离技术
该技术是一种高效、快速并能达到专一分离目的的新技术。具有不涉及相变、无二次污染、操作方便、维持费用低等优点。国内外已经有一些应用，用液膜法处理磷酸盐废水，取得较为理想的效果。但由于该技术复杂、成本高，目前工业规模应用较少，我国现在仍处于实验室向工业应用的过渡阶段。
1.2化学法
1.2.1催化氧化法
根据氧化剂的不同，催化氧化法町分为湿式氧化法、Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法、二氧化氯氧化法和光催化氧化法。
1.2.1.1湿式氧化法
湿式氧化法是在一定的温度和压力条件下，向废水中通入氧气或空气，将水中的有机物分解为氮气、水蒸气、二氧化碳、灰分及残存有机物的方法。由于该法须在高温高压下进行，因此对设备和安全提出了很高的要求，这在一定程度上影响了它在工业上的应用。
郝玉昆等通过引进、消化、吸收日本大阪煤气公司先进的CWO高浓度生化难降解工业有机废水处理技术及对该技术的国产化研究，自主设计、制造、集成建设和运行了一套20m3/dCWO技术工业应用装置，试验结果表明，该装置对造纸黑液和焦化废水等有机废水具有良好的净化处理性能，CODcr、NH3-N等的去除率均达99%以上，且脱色、脱臭效果明显。
1.2.1.2光催化氧化法
李涛等探讨了“磁性颗粒负载型TiO2"用于光催化氧化一生物工艺，处理有机磷农药废水的可行性。试验结果表明，难降解废水经80min光催化氧化后，在生物段COD去除率可达85%以上，在光催化预处理阶段生成的中间产物(对硝基苯酚和磷酸三乙酯)对后续生物处理会产生特别严重的影响，因此适当的光催化预处理程度是保证该工艺能够经济、高效运行的关键。
1.2.1.3 Fenton试剂
Fenton试剂是由过氧化氢和二价铁盐以一定比例混合组成的一种强氧化剂。反应中产生的一种氧化能力很强的自由基，可以破坏苯环，形成脂肪族化合物，从而消除芳香族化合物的生物毒性，改善废水的生物降解性能。但在实际应用中，过氧化氢价格较高，使其推广应用受到限制，到目前为止在国内还未见工业化应用报道。
1.2.1.4臭氧
臭氧对难降解有机物质的氧化通常是使其环状分子的部分环或长链条分子部分断裂，从而使大分子物质变成小分子物质，生成了易于生化降解的物质，提高了废水的可生化性。由于臭氧氧化法成本等原因国内较少单独使用。
赵朝成等在实验装置上对超声一臭氧氧化处理硝基苯废水进行了实验研究。
程寒飞等采用臭氧氧化.水解酸化.氧化沟工艺处理“杀虫双"、“TAIC"及“TBC"交联剂、“硫丹"等农药综合废水。监测结果表明，各项污染物指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978—96)中的一级排放标准。
夏晓武等采用臭氧预处理有机农药废水。通过工程实践证明，采用臭氧预处理高浓度有机农药废水能够提高其可生化性，联用传统的生化处理技术，处理后的农药废水能够稳定实现达标排放，污染物COD的平均去除率可以达到95%以上。该工艺处理运行2年多，效果明显、操作简单、稳定可靠。
1.2.1.5 二氧化氯法
二氧化氯是一种新型高效氧化剂，性质极不稳定，遇水能迅速分解，生成多种强氧化剂。这些氧化物组合在一起产生多种氧化能力极强的自由基。它能激发有机环上的不活泼氢，通过脱氢反应生成自由基，成为进一步氧化的诱发剂，直至完全分解为无机物。比一般其他方法简单且费用低廉，是一种经济实用的农药废水预处理方法。
1.2.2絮凝法
絮凝法在水处理领域应用较早，是废水处理常用方法之一，该法具有使用简单、设备投资少、处理效果好、能有效降低废水的COD、成本较低等优点。絮凝剂的好坏直接影响处理效果，开发低成本、无毒害、高效率的絮凝剂是当前研究的重要方向，并向着天然、复合复配和非金属方向发展。混凝沉淀法作为一种经济的废水预处理方法被广泛采用。
1.2.3微电解法
微电解法的原理是当碳铁合金的铸铁浸入水中，便构成无数个Fe—C微原电池，在酸性溶液中，阴极反应所产生的氢与废水中许多物质发生还原反应，破坏水中污染物原有结构，使其易被吸附或絮凝沉淀；阳极铁被氧化成二价或三价铁，在碱性条件下生成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮状沉淀，能吸附水中悬浮物，有效地去除农药废水中的污染物，使废水净化。
张树艳等采用铁炭微电解法对试验所作几种农药废水的处理十分有效，最佳反应条件下，废水的CODcr去除率都可达67%以上。
1.3生物化学处理法
1.3.1活性污泥法
活性污泥法是当前应用最为广泛的一种生物处理技术。其运行方式很多，主要有传统活性污泥法、阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法、延时曝气法、渐减曝气法。为了进一步提高活性污泥法的处理效果，丰富净化功能，简化设备和方便运转，近年来活性污泥法在技术上有了不少的改进，如用氧气代替空气的纯氧曝气法、深水曝气法、向曝气池投加粉末活性碳、两级活性污泥法(吸附+传统活性污泥法或AB法)、间歇式活性污泥法(SBR法)等，还进一步研究关于活性污泥法脱氮、除磷、脱色、除臭和絮凝剂的应用。
刘宏菊等采用间歇式活性污泥法(SBR法)对有机磷农药废水的处理进行了实验研究，结果表明：该法处理效果良好，对进水浓度的变化有较好的适应能力，出水水质稳定，同时，带有搅拌的SBR法比省去搅拌的SBR法好。
1.3.2生物膜法
生物膜法是废水好氧生物处理法的一种，是指使废水流过生长在固定支承物表面的生物膜，利用生物氧化作用和各相间的物质交换，降解废水中有机污染物的方法。用生物膜法处理水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法等。
陈英文等采用自制的仿生膜生物反应器用于农药废水的处理。采用纯好氧(O)与厌氧/好氧(A/O)两条不同工艺路线进行试验。结果表明：一体式纯好氧仿生膜生物反应器出水水质好，出水浊度低。CODcr去除率80%以上，浊度去除率达98%，污泥耐冲击能力强。
l.3.3光合细菌生物处理法
光合细菌生物处理法光合细菌可以利用光能进行高效的能量代谢，在有氧条件下分解有机物，通过氧化磷酸化取得能量，并且能随生长条件的变化而灵活地改变代谢类型。
谢冰等生产久效磷和亚磷酸三甲脂产生的废水是高浓度、毒性大的有机农药废水，采用适当的物化手段作为预处理可以降低废水的CODcr和毒性，提高废水的可生化性，再经过以光合细菌为主的接触氧化处理，整个系统CODCr的去除率达到99%，出水CODcr降低至200mg/L。
2.农药废水处理技术的发展趋势
我国水资源严重匮乏，随着污染的加重，可用水量逐年减少，为了改善我国的水环境，应该加强农药工业的三废治理。加大推广清洁生产的力度，研究开发简单、运行费用低、处理效果好的废水处理新方法是目前的当务之急，也是农药废水处理的发展趋势。