1前言

    代森錳鋅是六十年代美國羅姆·哈斯公司開發(fā)的一支廣譜性農(nóng)藥殺菌劑，也是我國“七五”期間開發(fā)研制的農(nóng)藥新品種。
    代森錳鋅的合成是采用7,--胺，二硫化碳在堿NaOH或NH3.H20水溶液中反應(yīng)生成代森鈉或代森銨中間體，然后再與錳鹽、鋅鹽作用制得代森錳鋅[1]。
    代森錳鋅化學(xué)名稱為乙撐雙二硫代氨基甲酸錳鋅，為黃色結(jié)晶固體，在強(qiáng)酸性條件下發(fā)生水解反應(yīng)，生成乙二胺、二硫化碳、錳鋅鹽。在弱酸性條件下水解生成乙撐硫脲(ETU)，在中性弱堿性條件下分解為乙撐秋拉姆單硫化物(ETM)。代森錳對于哺乳動(dòng)物毒性較小，但對水生生物和魚類毒性很大。代森錳鋅的分解產(chǎn)物乙撐硫脲(ETU)對動(dòng)物毒性更大，易引起甲狀腺癌、肝癌、致畸變。代森錳鋅生產(chǎn)排放廢水中，代森錳鋅及相應(yīng)分解物濃度為200～400mg／l，CODcr高達(dá)2000～8000m鮒。鑒于分解產(chǎn)物的毒性，國際研究會(huì)(NRC)建立制定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)限制其任意排放[2]。因此，代森錳鋅廢水的處理引起了許多國家的關(guān)注。目前所研究的方法主要有生化法、活性炭吸附法、次氯酸鈉氧化法、水解法等。
    代森錳廢水用生活污水稀釋10倍進(jìn)行活性污泥處理可使COD~~有些降低，但排出水中含高濃度的ETU，對微生物活性產(chǎn)生明顯的抑制作用。
    活性炭吸附對代森錳廢水CODcr和ETU的去除有較好的效果，但對于未經(jīng)預(yù)處理的高濃度廢水，其處理費(fèi)用很高，經(jīng)濟(jì)上無法承受。
    采用次氯酸鈉氧化，ETU可被氧化生成乙撐脲(EU)和硫酸鹽。EU是無毒氧化產(chǎn)物，但為防止ETU的生成，需投加足夠量的氧化劑，處理成本高，且廢水中引入大量的氯離子。
    強(qiáng)酸性水解，再用亞硝酸鈉經(jīng)重氮化將脂肪胺轉(zhuǎn)化成可生物降解的醇類。該法對設(shè)備腐蝕性強(qiáng)，反復(fù)調(diào)節(jié)pH增加水中的鹽，影響生化效果。因此，研究處理費(fèi)用低，能有效地提高廢水可生化性的技術(shù)是代森錳鋅廢水處理的關(guān)鍵。

2代森錳鋅生產(chǎn)廢水的水質(zhì)

    江蘇某化工廠，采用代森銨的合成路線生產(chǎn)代森錳鋅。反應(yīng)后的產(chǎn)物再經(jīng)離心分離，即得粗制品，殘留液體即為母液，粗品再經(jīng)水洗得代森錳鋅，并產(chǎn)生洗滌廢水。母液和洗滌水水質(zhì)情況如表1所示。
    表1代森錳鋅廢水水質(zhì)

    表l數(shù)據(jù)表明：代森錳鋅廢水中含錳等重金屬離子，氨氮、CODcr濃度很高，B／C低，是典型的含高氨氮、重金屬鹽、毒性大、難生化降解的高濃度有機(jī)廢水。

3提高代森錳鋅廢水可生化性的研究

    國外提高代森錳鋅廢水可生化性主要有酸性水解法和次氯酸鈉氧化法。本文參考前人的研究結(jié)果，為提高代森錳鋅廢水的可生化性，進(jìn)行了次氯酸鈉氧化、酸性水解、臭氧氧化和OJH202氧化的研究。研究結(jié)果表明：上述方法對B／C均有不同程度的提高。
3.1次氯酸鈉氧化
    經(jīng)化學(xué)法回收碳酸錳后的廢水CODcr為5320 m鮒。在堿性條件下加不同量的次氯酸鈉并通空氣攪拌氣提7小時(shí)后經(jīng)調(diào)節(jié)pH沉淀后測廢水的CODcr、BOD5，其結(jié)果列于表2。
    表2 NaCIO投加量對B／C的影響

   表2結(jié)果表明，投加NaCl06～12ml/l，B／C可提高至0.4～0.7，廢水可生化性明顯提高，但進(jìn)SBR生化處理，CODcr，去除率僅為40％左右，處理效果較差。其原因可能是大量NaCIO的投加，使CI濃度大為提高，影響生化處理效果，而且處理費(fèi)用高。
3.2酸性水解
    代森錳在強(qiáng)酸性條件下可發(fā)生下列反應(yīng)，生成乙二胺、二硫化碳和錳鹽。

　　乙二胺經(jīng)重氮化反應(yīng)后可生成乙二醇。乙二胺和乙二醇都屬可生化降解物。為降低調(diào)節(jié)pH所生成鹽的濃度，本研究選用硫酸調(diào)節(jié)pH至2，在常溫或高溫條件下進(jìn)行水解，水解后廢水經(jīng)Ca(OH)2中和沉淀、汽提脫氨后測定BOD5。
    除錳后的廢水CODcr為4340mg／1，常溫下經(jīng)10～12小時(shí)水解反應(yīng)，B／C僅為0.1，說明在常溫下水解不徹底，達(dá)不到可生化要求。
    在高溫90～95℃時(shí)，不同的水解時(shí)間與B／C結(jié)果如表3所示。
    表3水解效果與時(shí)間關(guān)系

    結(jié)果表明，在pH為2、溫度為90～95℃的條件下，隨水解時(shí)間的延長，B／C逐漸增大，水解2小時(shí)  B／C即可達(dá)到0.315，基本可滿足后序生化處理的要求。水解后的廢水經(jīng)生化處理試驗(yàn)，CODc，平均去除率達(dá)65％左右。但采用常溫磷酸鎂氨沉淀脫氨，廢水高溫水解B／C僅為0.1左右。說明B／C的提高是由于高溫水解和汽提脫氨的綜合效果。
3.3臭氧氧化[3][4]
    為解決除錳、沉淀法脫氨預(yù)處理后廢水的可生化性問題，對代森錳鋅廢水進(jìn)行了臭氧氧化研究。
    臭氧是氧的同素異形體，由三個(gè)氧原子組成，具有很強(qiáng)的氧化能力。在水中的氧化還原電位為2.07V，在天然元素中僅次于氟居第二位。臭氧氧化的特點(diǎn)是可在低濃度下迅速完成氧化反應(yīng)，而且沒有永久性殘余。不存在二次污染，凈化后的空氣經(jīng)高壓放電，空氣中的氧轉(zhuǎn)化生成O3。臭氧氧化已廣泛應(yīng)用于水處理及工業(yè)廢水處理。 
    代森錳鋅及水解產(chǎn)物毒性大、可生化性差，利用臭氧的強(qiáng)氧化能力氧化破壞其分子結(jié)構(gòu)，使其轉(zhuǎn)化為毒性小可生化降解的EU等產(chǎn)物。
    臭氧氧化主要影響因素為臭氧投加量和pH值，研究結(jié)果分述如下。
3.3.1臭氧投加量與B／c的關(guān)系
    除錳脫氨后廢水CODcr為5630mg／l；pH為8.50；B／C<0.01，進(jìn)行臭氧化試驗(yàn)。通過控制臭氧化空氣的通入時(shí)間控制臭氧投加量。臭氧濃度為7.92m鮒；流量為300ml／min；廢水量為150ml。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。
    表4臭氧投加量與B／C關(guān)系

 3.3.3H202／03氧化效果
    在臭氧氧化時(shí)投加少量過氧化氫，H202在臭氧作用下生成羥自由基(·OH)。羥自由基氧化電極電位可達(dá)2.8V。兩者并用大大提高自由基濃度，其氧化能力顯著提高。臭氧投加量降至117.9mg／l-H20，同時(shí)投。加50mg/l-H20的H202，其它試驗(yàn)條件為：CODcr3587mg／1；pH 8.89；NH3-N 483mg／1。結(jié)果列于表6。
                                              表6 H202/O3氧化效果 
                       出水pH    出水CODcr,mg/l    出水BOD5,mg/l        B／C
                        8.89          3410            1770          0.52

    結(jié)果表明：在上述試驗(yàn)條件下，雖然臭氧投加量減少1／3，但BOD5大為提高，B／C為0.52。為后續(xù)；生化處理提供了良好的條件。
　　臭氧氧化提高代森錳鋅廢水的可生化性與酸性水解、次氯酸鈉氧化比較具有突出的優(yōu)點(diǎn)：
    (1)臭氧投加量少，反應(yīng)速度快，氧化后臭氧本身分解物無殘留。不存在二次污染，不需調(diào)節(jié)pH， 節(jié)約酸堿用量，對設(shè)備腐蝕性小，不增加廢水中的鹽分，不產(chǎn)生廢渣。
    (2)臭氧氧化在常溫下進(jìn)行，不需加熱，節(jié)約能耗，運(yùn)行費(fèi)用低。
    (3)臭氧氧化原料為空氣，現(xiàn)場制備，不需藥劑的貯存和運(yùn)輸。臭氧的吸收利用率為100％，無臭氧尾氣的排放。 
　  (4)臭氧氧化出水生化處理CODcr的去除率比其它方法有明顯的提高。

4 結(jié)論

    4.1投加6～12ml／l的NaCl0，在堿性條件下反應(yīng)7小時(shí)，B／C可提高至0.4～0.7，但最終生化處理CODcr去除率僅為40％左右。
    4.2廢水在pH為2、溫度為90～95℃的條件下水解2小時(shí)，B／C可提高到0.315，生化處理CODcr去除；率平均達(dá)65％左右。
    4.3臭氧氧化提高代森錳鋅廢水的可生化性與廢水的pH臭氧投加量有關(guān)。當(dāng)pH為8.5～9.0，臭氧投加量；與廢水CODcr的比值(O／CODcr)為0.049～0.056時(shí)，B／C達(dá)0.3～0.4，生化處理CODcr去除率可提高至70％。臭氧與過氧化氫并用可降低臭氧投加量，B／C比單用臭氧有明顯的提高。
    4.4代森錳鋅廢水經(jīng)次氯酸鈉氧化、高溫酸性水解、臭氧氧化對其可生化性都有明顯的提高。綜合比較，臭氧氧化法優(yōu)于次氯酸鈉氧化及高溫酸性水解法。

 參考文獻(xiàn)：
    【1】李穩(wěn)宏等．殺菌劑代森錳鋅的生產(chǎn)．精細(xì)化工，1992，9(4)：49～52 
    【2】韓梅榮．國外代森錳鋅生產(chǎn)廢水治理技術(shù)．化工環(huán)保，1993，13(1)：13～18
    【3】魏興義等．催化．臭氧氧化處理煤氣洗滌廢水的研究．中國環(huán)保工業(yè)，1990，(5)：38～45 
    【4】魏興義等．臭氧-過氧化氫處理水中對甲苯胺的研究．中國環(huán)境科學(xué)，1987，7(6)：57-60