论文总字数：17352字

摘 要

为解决农药生产废水污染影响范围广泛，且采用传统物化、生化处理法难以进行高效处理的难题，本文采用活性炭吸附法兼施臭氧催化氧化法处理农药生产废水中的灭草烟废水，并优化了处理条件。

本次实验采用臭氧催化氧化处理法，Mn-Ce-La/g-C₃N₄作为催化剂，通过550 ℃一步煅烧法制备。为提高综合处理效果，对废水进行活性炭吸附预处理。

实验结果显示，当活性炭投加量为3 g，吸附时间为150 min，废水的pH值为6时，废水中难降解有机物被除去效果最好，COD去除率为19.30%。臭氧催化催化氧化处理中，调整负载g-C₃N₄催化剂的投加量、臭氧通入速率和灭草烟废水初始pH值等条件对处理效果的影响。结果表明，当臭氧投加速率为4 L/min，废水初始pH值为6，Mn-Ce-La/g-C₃N₄投加量为0.05 g时，COD去除率最高可达17.31%。

关键词：农药废水处理 灭草烟 臭氧催化氧化 活性炭吸附

Treatment Process of the Wastewater of Imazapyr

Abstract

In order to solve the problem that pesticide production wastewater pollution has a wide range of influences, and it is difficult to carry out high-efficiency treatment using traditional physicochemical and biochemical treatment methods, this article uses activated carbon adsorption and ozone catalytic oxidation to treat the imazapyr wastewater in pesticide production wastewater processing conditions.

This experiment uses ozone catalytic oxidation treatment method, Mn-Ce-La / g-C3N4 as a catalyst, prepared by one-step calcination method at 500 ℃. In the cause of improvement of the comprehensive treatment effect, activated carbon adsorption pretreatment is carried out on the wastewater.

The experimental results show that when the dosage of activated carbon is 3 g, the adsorption time is 150 min, and the pH of the wastewater is 6, the removal of refractory organic matter in the wastewater is the best, while the COD removal rate is 19.30%. In the ozone catalytic catalytic oxidation treatment, the effects of adjusting the dosage of the loaded g-C₃N₄ catalyst, the ozone introduction rate, and the initial pH value of the imazapyr wastewater on the treatment effect were adjusted. The results show that when ozone acceleration rate is 4 L/min, the initial pH of wastewater is 6, and the dosage of Mn-Ce-La/g-C₃N₄ is 0.05 g, the COD removal rate can reach 17.31%.

Key Words: pesticide wastewater treatment; imazapyr; catalytic ozonation; activated carbon adsorption

目 录

摘 要 I

Abstract i

第一章 文献综述 1

1.1 农药废水的危害 1

1.2 灭草烟和其废水简介 1

1.3 废水处理技术 2

1.3.1 生物法 3

1.3.2 物理法 3

1.3.3 化学法 3

1.3.4 物理化学处理法 3

1.3.5 其他方法 4

1.4 化学法处理概况 4

1.4.1 光催化氧化法 4

1.4.2 电化学氧化法 4

1.4.3 芬顿氧化法 5

1.4.4 臭氧催化氧化法 5

1.5 臭氧催化氧化技术研究进展 2

1.6 课题研究目的和内容 3

1.6.1 课题研究目的和意义 3

1.6.2 课题主要研究内容 3

第二章 实验部分 8

2.1 实验仪器与试剂 8

2.2 水质分析 9

2.3 实验步骤 10

2.3.1 活性炭吸附废水处理 10

2.3.2 臭氧氧化催化剂的制备 10

2.3.3 臭氧氧化法处理废水 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 活性炭吸附预处理 12

3.1.1 活性炭添加量对处理效果的影响 12

3.1.2 吸附时间对处理效果的影响 13

3.1.3 pH值对处理效果的影响 13

3.2 臭氧催化氧化处理废水 14

3.2.1 催化剂的量对处理效果的影响 14

3.2.2 通入臭氧速率对处理效果的影响 15

3.2.3 pH值对废水处理效果的影响 17

第四章 结论与展望 18

4.1 结论 18

4.2 展望 18

参考文献 19

致 谢 21

文献综述

农药废水的危害

改革开放四十多年来，我国人民的生活水平不断提高，四个现代化中，农业现代化是最使国人骄傲的方面之一。这不仅体现在我们用世界上7%的耕地，养活了全球22%的人口，更体现在农用机械和化肥农药的使用，使得广大农民摆脱了千百年来，祖祖辈辈面朝黄土背朝天式靠天吃饭的困窘。我国农业生产过程中农药使用的总量也在不断增加。与之相对应的是，我国农药生产行业也取得了长足的发展。虽然近年来根据绿色农业的指导精神，农药的使用量已经有所下降，但国家统计局数据显示，2018年全国农业产业农药使用量仍达到150.36万吨。全国工业品产量中，化学农药原药产量更高达208.3万吨^[1]。而化学农药在生产过程中有很多废水的产生，据不完全统计，全国农药工业行业每年排放的废水约为15亿吨，其中已进行处理的仅占总量的7%，而这之中处理达标的废水的量的占比就更少了。另外，在农药的运输和施撒中，也会有相当一部分在雨水和灌溉过程中不断排入水体。大量的污染物的涌入使水环境质量大幅度下降，严重破坏了生态环境，全国每年因水资源污染造成的损失约占GDP的2%^[2]。

农药废水是一种处理难度较大的具有一定毒性的高浓度有机废水，它的突出特点在与其中的成分十分复杂，高浓度有机物、金属盐等一系列水处理的难点都在其中有所存在^[3]。另外，农药废水的水量也很不稳定，对处理工艺提出了更高的要求。倘若处理不及时、不充分，有毒的农药废水就会通过下渗、雨水冲刷等过程进入自然界水循环中，甚至进入人们的生活饮用水源。即便是微量的此类农药物质混入到生活饮用水源当中，但是当居民长期饮用，也有使居民暴露于健康风险的威胁^[4]。综上，研究高效的农药废水处理技术具有重要的现实意义和价值。

灭草烟和其废水简介

灭草烟，即咪唑烟酸(Imazapyr)，商品名还有Arsenal等，化学名称为3-吡啶羧酸-2-[4,5-二氢-4-甲基-4-(1-甲基乙基)-5-氧-1H-咪唑-2-基]酯。美国氰胺公司于上个世纪研发的一种残留活性相比较长的广谱性苗后除草剂。这一除草剂对一年生和多年生的禾本科杂草、莎草科杂草和多种灌木和落叶乔木具有较好的除草活性。自上世纪80年代中期商品上市后，灭草烟即咪唑烟酸已用于森林铁路、高速公路、输油管道线、露天油库、库房、车站、木柴厂和军事基地等多地区多场地的非耕地除草^[5]。

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