1、前言

　　硫雙滅多威具有廣譜、高效、低毒、內(nèi)吸等特性，屬于氨基甲酸酯類殺蟲劑，是滅多威的低毒化種類。該藥對防治鱗翅目、同翅目、膜翅目、雙翅目，鞘翅目等害蟲的幼蟲特別有效，是國內(nèi)目前防治抗性棉鈴蟲的優(yōu)秀藥劑。由于硫雙滅多威對立性棉鈴蟲有較高的防效，同時生物降解容易，對作物無藥害，因此成為國內(nèi)外急需產(chǎn)品。該農(nóng)藥產(chǎn)生的廢水含吡啶及吡啶類物質(zhì)，可生化性差，不斷是農(nóng)藥工業(yè)廢水處理的難題。由于吡啶高毒性且非常穩(wěn)定，難以毀壞，目前國內(nèi)外對該水缺乏較好的處置辦法，只能燃燒。因而探究一種經(jīng)濟(jì)可行的預(yù)處置辦法成為必然。

　　電催化氧化技術(shù)是一種新興的廢水預(yù)處置技術(shù)，具有以下的特性：

　　1)無須添加試劑，防止二次污染;

　　2)常溫常壓下實(shí)施，反響條件易滿足;

　　3)反響設(shè)備簡單靈敏，易于工業(yè)化。目前，電催化氧化技術(shù)在煉油、印染、制革等范疇的廢水處置中小有所獲，筆者嘗試用該技術(shù)處置硫雙滅多威廢水。

　　2、電催化氧化機(jī)理

　　電催化氧化分為直接陽極氧化和間接陽極氧化兩種：

　　1)直接陽極氧化：在陽極上直接發(fā)作電化學(xué)反響，選擇性氧化降解有機(jī)物，并伴有氧氣析出，同時電能大量轉(zhuǎn)化為熱能，能耗高，應(yīng)盡量防止;

　　2)間接陽極氧化：是經(jīng)過陽極發(fā)作氧化反響產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑羥基自在基，由羥基自在基間接氧化水中的有機(jī)物，到達(dá)降解的目的。由于間接氧化充沛應(yīng)用了產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑羥基自在基，因而氧化效率大為提升。如何防止直接氧化，實(shí)施間接氧化的關(guān)鍵是找到合適的陽極資料。

　　3、實(shí)驗(yàn)局部

　　3.1 廢水的來源及水質(zhì)

　　硫雙滅多威廢水只要一股，來源于反響合成及洗濯產(chǎn)品用水，為閃蒸吡啶后剩余的釜?dú)堃?，其水質(zhì)如表1。

　　3.2 儀器、設(shè)備及試劑

　　儀器：Agilent1100SeriesLC/MSD液相質(zhì)譜儀、島津LC20AT/SPD-M20A液相剖析儀。

　　設(shè)備：電解槽有效容積1.8dm3，由5塊陽極板和5塊陰極板串聯(lián)，外接SGB-30V30A型直流電源。

　　試劑：氫氧化鈉、濃鹽酸(以上試劑均為AR)。

　　3.3 實(shí)驗(yàn)辦法及剖析辦法

　　實(shí)驗(yàn)辦法：將硫雙滅多威廢水調(diào)到一定pH值，倒入電解槽，于一定電流密度、板間距下電解數(shù)小時，中和后測廢水CODCr。

　　剖析辦法：廢水成分剖析采用外標(biāo)法;CODCr的測定采用重鉻酸鉀法。

　　4、結(jié)果與討論

　　4.1 陽極資料的選擇及電催化氧化條件

　　采用易發(fā)作間接氧化的常用資料：Ti/Sb2O5、Ti/SnO2、Ti/IrO-RuO、石墨做陽極，不銹鋼作陰極，電催化氧化3h、電流密度30mA·cm-2、初始pH值6~9實(shí)施實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

　　由表2可知，涂層Ti/IrO-RuO的催化活性較好，以下實(shí)驗(yàn)均以Ti/IrO-RuO作陽極、不銹鋼作陰極展開研討。

　　4.2 電流密度與CODCr去除率的關(guān)系

　　電流密度與去除率的關(guān)系見圖1。

　　由圖1可知，電解時間一定，CODCr的去除率隨著電流密度加強(qiáng)而增大;但增至30mA·cm-2后，CODCr的去除率不再上升。由電催化氧化機(jī)理可知：電流密度的增加，直接造成溶液中羥基自在基·OH濃度升高，反響加強(qiáng)，從而處置效果提升;但電流密度超越30mA·cm-2，過高的電流加劇了析氧副反響，從而削弱了CODCr的去除率，因而處置該股廢水采用30mA·cm-2為宜。

　　4.3 電解時間與CODCr去除率的關(guān)系

　　電解時間與去除率的關(guān)系見圖2。由圖2可知，增加電解時間，CODCr去除率升高。在2h左右CODCr去除率呈現(xiàn)降低是由于剛開端吡啶環(huán)未被毀壞，因而不占CODCr，但隨著吡啶環(huán)的逐步翻開，其CODCr由隱性轉(zhuǎn)變?yōu)轱@性，增加了水中的CODCr，故CODCr去除率不增反降，2h后開環(huán)的有機(jī)物被氧化，因而去除率升高。但3h后繼續(xù)延長電解時間，CODCr去除率不再增加。這是由于：在反響的前3h里，廢水中能氧化合成的有機(jī)物趨于完成，因而雖然延長反響時間，CODCr去除率不再增加。

　　4.4 板間距與CODCr去除率的關(guān)系

　　在電流密度30mA·cm-2、初始pH值6~9、電解3h的條件下，改動板間距，察看COD去除率的變化，結(jié)果見圖3。由圖3可知，板間間隔越小，電場強(qiáng)度越大，COD去除率越高。但板間距過小難以加工。綜合思索，采用2cm的板間距為宜。

　　4.5 進(jìn)水pH值與CODCr去除率的關(guān)系

　　進(jìn)水pH值與CODCr去除率的關(guān)系見圖4。由圖4可知，初始pH值對CODCr的去除效果影響較大。隨著pH值的升高，CODCr去除率是先升后降，在pH值為8.0左右，CODCr去除率到達(dá)80%。由于廢水中含硫較高，酸性越強(qiáng)越不利于硫化物礦化為硫酸，且·OH也難生成。而堿性越強(qiáng)雖有利于·OH的生成，但更有利于析氧副反響的實(shí)施。當(dāng)pH值為6~9時，隨著電極反響生成·OH的同時，同時產(chǎn)物H+與OH發(fā)作中和反響，此時氧化反響狀態(tài)較好，反響速率較大。因而pH值6~9揣測是羥基自在基產(chǎn)生的最佳點(diǎn)。

　　綜上所述，硫雙廢水電催化的優(yōu)化條件是：Ti/IrO-RuO做陽極板，不銹鋼做陰極板、電流密度30mA·cm-2、初始pH值6~9，反響3h，CODCr去除率達(dá)80%。

　　5、電解前后廢水的變化

　　5.1 電解前后B/C比照

　　由表3電解前后B/C比照可知，經(jīng)電催化氧化處置，該廢水由不可生化變?yōu)榭缮瘡U水。

　　5.2 廢水處置前后顏色變化

　　硫雙威廢水在以上條件下經(jīng)電催化氧化，廢水由原水的黑色變?yōu)榈S色，顏色明顯改觀。

　　5.3 剖析結(jié)果

　　5.3.1 廢水液譜圖

　　電解前后水液譜圖如圖6。

　　5.3.2 廢水主要特征污染物的去除狀況

　　采用液相色譜對特征污染物實(shí)施外標(biāo)剖析，經(jīng)電催化氧化前后比照，特征污染物去除明顯。

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　　6、結(jié)論

　　自制電催化氧化設(shè)備有效處置硫雙滅多威廢水。Ti/IrO-RuO板作陽極，不銹鋼板作陰極，電流密度為30mA·cm-3，氧化時間3h，板間距2cm，廢水pH值6~9，CODCr去除率達(dá)80%，廢水由難生化轉(zhuǎn)為易生化，水中特征污染物大幅降低，該技術(shù)在處置農(nóng)藥廢水方面具有較好的開展前景