● 摘要
有机磷杀虫剂自20世纪50年代以来一直在国内外被广泛生产和使用，使用量占杀虫剂总量的70%，其在促进农业生产和卫生防疫的同时，也造成了严重而广泛的生态环境污染。因此对有机磷农药废水的处理是工业废水处理的重要方面。高级氧化法因其氧化能力强、处理效率高、处理对象广谱性强等优点成为农药废水处理的重要方法。本文以大量生产和使用、并有可能成为持久性有机污染物的有机磷杀虫剂代表物敌敌畏为研究对象，采用UV/TiO2、O3、超声、H2O2四种高级氧化技术，比较试验了每种工艺对敌敌畏的处理效率，探讨了UV/TiO2催化氧化及O3氧化处理敌敌畏的影响因素和反应动力学。 UV/TiO2是处理敌敌畏的有效方法。TiO2投加量和溶液pH值是影响处理效率的主要因素，最佳的悬浮态TiO2投加量为0.5 g/L，溶液pH值呈酸性时敌敌畏的去除率较高，比中性条件提高了约20%。在1.5 L的反应器中，紫外灯输出功率6.5 W（对应输入功率为20 W），敌敌畏初始浓度23.37 mg/L，TiO2投加量0.5 g/L，pH = 3条件下，UV/TiO2处理60 min后敌敌畏去除率达80%以上，150 min时达到100%，此时敌敌畏矿化度（以TOC计）可达45.6%。在TiO2为0.5 g/L，pH = 7的室温条件下，敌敌畏的紫外TiO2催化氧化反应级数n = 1.3，反应速率常数k = 7.72×10-3 min-1。此外，反应器放大8倍的实验结果表明中性条件下处理60 min时敌敌畏的去除率由在1.5 L反应器中的64.1%下降到35.7%。 臭氧氧化法是处理敌敌畏的高效方法。在12 L的反应器中，臭氧浓度分别为4.91、6.70和7.57 mg/L，溶液温度10~50 ℃，pH值为3~11条件下，30 mg/L敌敌畏经不同浓度臭氧氧化处理5 min时去除率均在96%以上，敌敌畏经6.70 mg/L的臭氧氧化处理4 min时矿化度（以TOC计）可达34.8%。臭氧浓度越高，敌敌畏的降解速率越快。随着敌敌畏初始浓度的升高，其去除率下降，但绝对去除量增加。pH值和温度对敌敌畏的臭氧氧化效果影响不大。在pH＝7，室温，臭氧浓度6.70 mg/L条件下，臭氧氧化敌敌畏的反应级数为n = 0.3，反应速率常数k = 3.91 mg•L-1•min-1。 H2O2氧化处理敌敌畏的效率低。当H2O2的投加量与敌敌畏摩尔浓度比为5:1，敌敌畏初始浓度为28.14 mg/L时，H2O2处理20 min后已经反应完全，但敌敌畏去除率仅为25.9%。 超声波法对敌敌畏处理效果不好。在超声频率20 kHz，声强为0.3、0.9和1.4 W/cm2（对应超声功率分别为200、600和800 W）的条件下处理60 min时，敌敌畏的最大去除率都不超过20%；声强为1.7 W/cm2（功率1000 W）处理60 min时敌敌畏去除率达48%，但此时处理成本高，不具有实际应用价值。 实验结果表明臭氧氧化方法可以作为处理敌敌畏的有效工艺。