论文总字数：15770字

摘 要

为解决农药生产废水长期以来难以采用传统物化、生化处理法进行有效处理的问题，本文主要研究活性炭吸附法、臭氧催化氧化法对农药生产废水中广灭灵杀虫剂废水的处理效果，考察各影响因素对处理效果的影响。

本次实验采用的Mn-Ce-La/Al₂O₃催化剂在进行XRD表征后，根据表征结果在500℃下通过浸渍-煅烧法制备。为提高臭氧催化氧化实验的废水处理效果，首先对废水进行活性炭吸附预处理。实验结果显示，当吸附时间为120min，活性炭投加量为3g，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15.37%。接着将废水进行臭氧催化氧化处理，研究和考察催化剂的投加量、臭氧投加速率及废水起始pH值等条件对广灭灵杀虫剂生产废水中有机物的处理效果的影响。当臭氧投加速率为4L/min，废水pH值为6，Mn-Ce-La/Al₂O₃投加量为4g时，COD去除率最高可达60.17%。

关键词： 农药废水 活性炭吸附 臭氧催化氧化

Abstract

In order to solve the problem that it is tough to adopt physicochemical and biochemical progresses for valid treatment of pesticide production wastewater for a long time, this paper mainly studies the effect of active carbon adsorption and ozone-catalyzed oxidation method on the disposal of command pesticide wastewater, and study the effect of various influencing factors on oxidation method.

The experiment adopts the isometric impregnation and Mn-Ce-La/Al₂O₃ catalyst, and XRD characterization of the catalyst for the optimum sintering temperature is 500 ℃.In order to improve the treatment effect of ozone-catalyzed oxidation experiment wastewater, activated carbon adsorption pretreatment was carried out on the wastewater first. The experimental results showed that the activated carbon adsorption experiment had the best effect on wastewater treatment under the conditions of 3g activated carbon quality, 6 pH value of wastewater and 120 min adsorption time. The COD removal rates of wastewater were 15.37%.Then ozone-catalyzed oxidation method was adopted, also the effects of catalyst quality, ozone rate and wastewater pH value on COD removal were investigated. The results showed that when the mass of catalyst was 4g, the accelerating rate of ozone investment was 4 L/min, and the pH value of wastewater was 6, the COD removal rate of wastewater was 60.17%.

Key Words: Pesticide wastewater ; Active carbon adsorption ; Catalytic ozonation

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 农药废水的来源、特点及危害 1

1.2 广灭灵杀虫剂及其生产废水 2

1.3 农药废水处理技术 3

1.3.1 生物法 3

1.3.2 物理法 4

1.3.3 化学法 4

1.4 臭氧催化氧化技术研究进展 7

1.5 课题研究目的和内容 7

1.5.1 课题研究的目的和意义 7

1.5.2 课题主要研究内容 8

第二章 实验部分 9

2.1 实验仪器与试剂 9

2.2 水质分析 9

2.3 实验步骤 10

2.3.1 活性炭吸附预处理废水 10

2.3.2 臭氧催化氧化催化剂的制备 10

2.3.3 臭氧催化氧化法处理废水 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 催化剂XRD表征 12

3.2 活性炭吸附预处理 12

3.2.1 活性炭投加量对处理效果的影响 13

3.2.2 吸附时间对处理效果的影响 13

3.2.3 pH值对废水处理效果的影响 14

3.3 臭氧催化氧化对废水的处理 15

3.3.1 催化剂投加量对废水处理效果的影响 15

3.3.2 臭氧投加速率对废水处理的影响 15

3.3.3 pH值对废水处理效果的影响 16

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

第一章 文献综述

1.1 废水的来源、特点及危害

在当代社会经济快速发展的同时，化工废水的产量也在不断的增加，造成了环境的严重污染，也给人们的生产生活带来了诸多危害。生产农药的废水由于其毒性大，废水中不仅含有农药和中间体，还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难降解的有机物，是目前化工废水处理中公认的难题^[1]。

我国一直以来都是农药生产和使用的大国，每年生产的农药量高达几十万吨，是世界第二大农药生产国，在我国有上千家生产农药的企业和公司。而杀虫剂类农药的生产在我国一直占据了很大的比重，产量大约占农药总产量的百分之七十以上。这类农药由于所占比重太大，其中的有毒有害成分种类集中，这使得农药产品的结构极为不合理，增加了许多环境处理的问题。据粗略统计其中已经进行过处理的占总量的7%，处理达标的仅占已处理的1%^[2]。

农药生产废水指的是农药厂在生产农药的过程中排放出的污水，它包含了大量的有毒物质，可能以食物链、大气、饮用水等方式进入人体，并严重造成了环境危害，给人们的生活带来了许多潜在的威胁。由于农药的种类多、生产过程复杂、副反应众多、生产周期长、产物结构差异大，所以这些废水有如下几个主要特点：

1. 污染物的成分复杂，在农药的生产过程中，许多复杂的有机反应同时进行着，这导致生产废水中不仅有未反应的原液的残留，而且含有许多有机反应的副产物和中间体。在广灭灵杀虫剂生产废水中就含有氯代特戊酰氨、邻氯氯苄等

多种较为复杂的有机反应产物。在有机磷农药中，则含有许多的有机磷和二价硫以及大量合成过程中的副产物。

1. 有机物浓度高，在经过工艺处理前，农药废水的化学需氧量(COD)一般情况下在1000 ~50000 mg/L左右，总有机碳(TOC)一般在1000~10000 mg/L左右。
2. 毒性较高且难以生物降解，许多农药生产废水中均含有难以被微生物降解的各类有机化合物，包括有机氰化物、卤代烃、多环芳烃、杂环类化合物等。这类有机物往往通过食物链逐步浓缩来造成危害。有些废水中除了含有这些难以生物降解的有机物外，还含有一些其他的有毒有害物质，如重金属离子等。这类有毒物质不仅使生物的降解作用变弱，也会对水中的生物体的生命造成威胁。
3. 挥发出刺鼻的气体，这种挥发出来的刺激性气体会在空气中不断传播，随着人的呼吸进入到人体内。这类废水不仅有难闻的气味，如果长期吸入它挥发出的气体甚至可能导致人体不适，对人的身体健康有着严重的威胁和隐患。
4. 出水量和水质不稳定，由于实际操作管理和生产过程的不稳定性，导致生产废水以吨为单位大量排放，给废水的处理过程带来了许多问题。

1.2 广灭灵杀虫剂及其生产废水

广灭灵杀虫剂是美国公司较早研发的一类农药除草剂产品，在我国的通用名称为异恶草酮。FMC公司注册的商品名称即为广灭灵、Command等，在我国，异恶草酮被登记为LS88017，异恶草酮分子式和相对分子量如下：分子式为C₁₂H₁₄NO₂Cl，相对分子量为239.7^[3]。

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