难降解、高盐、高COD及高有机溶剂的农药废水处理

农药作为保证农作物高产丰收的重要农业生产资料，一直是化学工业发展的重点。目前我国有农药生产企业1000多家，其中原药400多家，原药的生产能力近70万吨，年产量近30万吨，居世界第二位。但目前我国农药工业的整体水平与世界发达国家相比仍存在较大差距，主要表现在产品结构不合理、老品种多、高附加值和超高效品种少、毒性大、环境友好性差。

近几年我国环境状况公报指出：因为农药的不合理使用，已造成耕地质量降低 、面积减少等负面影响，因此为保证农业的可持续发展和生态环境免遭破坏，我国农药工业的发展已向绿色农药的领域发展，一批新型高效的农药由此得到开发和运用。

一、农药行业废水处理痛点

农药生产废水历来以毒性大、浓度高、成份复杂、治理难而成为社会关注的重点。其废水来源主要来自产品生产过程，每年综合排放量上亿吨，对周围环境尤其是沿河流域造成严重污染，其治理任务十分艰巨。

农药废水污染治理现存的难题表现如下：

1、废水处理难度大。许多农药产品的工业废水有机物浓度较高，COD达数万至几十万mg/L，有的氧化乐果废水COD高达20万mg/L。处理这些高浓度废水目前都采用生化法，由于生化工艺要求进水COD控制在几千mg/L以内，因此难以对高浓度废液处理奏效。

2、盐分含量高，有机溶剂含量大。一般的物化方法及生物法基本很难发挥作用，增大了废水的处理难度。

3、现今的废水处理技术步骤复杂，流程较长，成本昂贵；

4、传统的活性污泥法对高含盐高溶剂含量废水和高浓度农药废水的处理效果差；

5、现有的农药废水处理工艺出水水质难以达标；缺乏高效的，成本经济的高盐高COD高溶剂含量废水的处理工艺。

二、农药行业废水处理现状

实际上，在农药生产废水的处理过程中，采用任何一种单一的处理方法均很难收到很好的处理效果，目前一般的研究思路均是围绕物理化学法和生物法两种工艺展开，多数也是将两种工艺的合理有效组合作为研究探索的方向。

实际上，生化处理工艺作为目前唯一实现大规模应用的废水处理工艺， 由于其经济高效，且在去除氨氮等污染物方面具有特别的优势，所以在污水处理流程设计时一般是必不可少的工段。虽然直接排放的农药废水可生化性差，但经过一定的预处理后就可以符合生化池的进水要求，最后达标排放。

所以，当前厂家关注的是有效的预处理手段，如各种物理和化学方法等。因此研究新型高效的预处理技术已成当务之急。目前，现有的处理技术均有一定的局限性，可以说至今仍缺乏十分有效且经济可靠的处理方案。

三、行业解决方案

采用多相电化学催化氧化技术对农药行业-难降解、高盐、高COD及高有机溶剂含量的废水进行处理，对盐分含量8％以内(硫酸钠，氯化钠，硫酸镁，硝酸钠，氯化钙等)，COD浓度200000 mg/L 以内，有机溶剂(二氯甲烷，苯，甲苯，氯仿，环己烷、芳香烃等)含量在10％之内的农药及中间体为代表的化工废水均有良好的处理效果。

四、工艺选择

纵观各类水处理方法，电化学催化法由于其独特优点而倍受世界各国水处理工作者的亲睐，原因在于电化学法使用环保安全的电子作为反应剂，可望避免产生二次污染；设备相对较为简单，易于自动控制，对难降解有机物具有很好的处理效果，还可使难降解的有机物转化为可以生化降解的有机物，或使非生化降解的有机物直接燃烧矿化生成CO2和H2O。

具体来说，电化学催化方法可分为电催化氧化和电催化还原两类工艺。

其中，铁炭微电解工艺是电催化还原工艺的代表，它是依据金属的腐蚀电化学原理，利用形成的微电池效应对废水进行治理的良好工艺，又称内电解法、铁炭法、铁屑过滤法、零价铁法等。

自20世纪60年代开始研究，后来在70年代被应用到废水的治理中。由于该法的独特优点，故从诞生开始，就在美国、前苏联、日本等国引起广泛重视，已有很多专利，并取得了一些实用性成果。我国从20世纪80年代开始这一领域的研究，特别是近十年来发展较快，在印染、石化、制药等化工废水的治理中均有较多的应用。目前，微电解工艺在工业废水预处理方向被广泛研究与运用。

废水处理成本仅为0.3元/吨左右，生物法难降解废水，可用微电解为预处理手段，从而实现大分子有机污染物的断链，发色及助色基团的破坏而脱色，从而提高废水可生化性，降低后续处理负荷与成本。

另外，电催化技术自20世纪30年代问世，由于电力的阻碍，到20世纪60年代才开始发展，如今电催化技术在难降解废水处理方面，受到越来越广泛的关注。（1）电催化氧化：物质在阳极表面失去电子被氧化或通过电解产生的活性物质如·OH、Cl2等被氧化；（2）电催化还原：物质在阴极表面直接或间接还原。在电催化反应系统中，电催化氧化和电催化还原是同时存在的。

在电催化氧化反应中，电阳极涂层催化氧化成分，不同的电极材料可以使电化学反应速度发生数量级上的变化，故选择合适的电极材料是提高电化学催化反应效率的有效途径。

由于农业废五、应用注意事项

水中有机物含量和盐含量均较高，使用电化学方法是非常合适的。首先采用铁炭微电解工艺是基于以下几点考虑：

(1)废水中含有一定量的悬浮物和油分，如果直接进入电解槽，一部分悬浮物在电场作用下将会发生凝聚和沉降，会对电化学体系造成堵塞等不利现象；

(2)进水的有机物含量很高，直接采用电催化氧化方法对应的能耗很高，所以先采用铁炭微电解工艺进行预处理， 去除大部分悬浮物和一部分难以氧化的污染物成分后再电解氧化，就可以降低后续的能耗及避免出现堵塞问题；

(3)处理后的废水中还含有一定量的亚铁离子和铁离子，对于电催化工艺来说会起到协同降解的作用，同时也降低了处理成本。