Feｎtoｎ試劑處理草甘膦廢水試驗

伏廣龍等

摘要：利用Ｆｅｎｔｏｎ試劑氧化處理改性粉煤灰吸附后的草甘膦廢水。通過試驗確定的最佳條件ｐＨ為３，Ｈ２Ｏ２（３０％）與ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ的投加量分別為１．０ ｍＬ、０．２５ ｇ，反應時間為３０ ｍｉｎ，反應溫度為６０ ℃。最佳條件下草甘膦廢水的ＣＯＤＣｒ去除率為９１．９８％。

關鍵詞：農藥；草甘膦；Ｆｅｎｔｏｎ試劑

中圖分類號：Ｘ７０３．１文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０12）04－0699-03

草甘膦又稱鎮草寧，化學名為Ｎ－（膦?；谆└拾彼峄颍危Ⅴ；谆┌被宜?，是一種氨基甲撐膦酸類含有羧基的有機磷除草劑［１］。目前，草甘膦已經是我國出口量最大的農藥品種之一，同時也是全球產量以及銷售量最大的農藥品種之一。

草甘膦廢水是一種含有高濃度無機鹽與有機物的酸性廢水［２］，如果其廢水未達標排放，會對水體、土壤及生態系統產生嚴重破壞。因此，對其廢水進行處理十分重要［３］。而用粉煤灰基混凝劑吸附處理草甘膦廢水，ＣＯＤＣｒ去除率僅為２８．７３％，必須進一步處理才能達標排放。試驗利用Ｆｅｎｔｏｎ試劑進一步處理粉煤灰基混凝劑吸附處理后的草甘膦廢水，希望能為草甘膦廢水的處理提供參考。

１材料與方法

１．１儀器與藥品

主要儀器：２９０Ａ＋型精密ｐＨ計（Ｔｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｏｒｐａｒａｔｉｏｎ，美國）；ＢＳ２２４Ｓ型電子天平（北京賽多利斯天平有限公司）；TＡＳ－９９０型原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）等。

主要試劑：十六烷基三甲基溴化銨、３０％ Ｈ２Ｏ２、硫酸亞鐵、硫酸銀、重鉻酸鉀、硫酸亞鐵銨等（均為分析純），試驗用水為去離子水。

１．２試驗方法

取經過改性粉煤灰吸附后ＣＯＤＣｒ為３２０ ｍｇ／Ｌ的草甘膦廢水１００ ｍＬ于50０ ｍＬ的錐形瓶中，加入適量的Ｆｅｎｔｏｎ試劑，攪拌，靜置，過濾，反應結束后測定水樣的ＣＯＤＣｒ，ＣＯＤＣｒ采用國家標準（ＧＢ １１９１４—１９８９）中的方法測定。

２結果與分析

２．１ｐＨ的確定

取１００ ｍＬ改性粉煤灰處理后的草甘膦廢水于５００ ｍＬ的錐形瓶中，分別加０．５ ｍＬ的Ｈ２Ｏ２（３０％）和０．２０ ｇ ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ，于不同ｐＨ下在３０ ℃空氣浴中振蕩反應３０ ｍｉｎ后測定廢水ＣＯＤＣｒ，考察ｐＨ對ＣＯＤＣｒ去除率的影響，結果如圖１。由圖１可知，ＣＯＤＣｒ的去除率先隨著ｐＨ的升高而升高，在ｐＨ為３的時候達到最大，隨后ｐＨ再升高去除率下降，這是因為當ｐＨ較高時，會抑制Ｆｅ２＋與Ｈ２Ｏ２反應，使Ｈ２Ｏ２分解率降低，產生的·ＯＨ數量也相應減少，因此不利于ＣＯＤＣｒ的去除；而ｐＨ較低時，又不利于Ｆｅ３＋與 Ｈ２Ｏ２反應生成Ｆｅ２＋，使反應中所需要的Ｆｅ２＋量減少，·ＯＨ的產生量減少，所以當處理的廢水ｐＨ值較低時ＣＯＤＣｒ去除率也下降［４，５］。所以選取最佳ｐＨ為３。

２．２Ｈ２Ｏ２投加量的確定

固定其他條件不變，逐步改變Ｈ２Ｏ２的投加量，考察Ｈ２Ｏ２投加量對ＣＯＤＣｒ去除率的影響，結果如圖２。由圖２可見，ＣＯＤＣｒ的去除率首先隨Ｈ２Ｏ２投加量的增加而增大，當投加量為１．０ｍＬ時達到最大，隨后呈現下降趨勢。這是因為隨著Ｈ２Ｏ２投加量的增加，產生的·ＯＨ也增加，ＣＯＤＣｒ的去除率提高；但當Ｈ２Ｏ２投加量過高時，部分Ｈ２Ｏ２會與·ＯＨ發生反應，消耗最初產生的·ＯＨ，使Ｈ２Ｏ２發生無效分解［６］，從而降低了ＣＯＤＣｒ的去除率。所以選用Ｈ２Ｏ２的加入量為１．０ ｍＬ。

２．３ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ投加量的確定

采用同樣的方法，考察硫酸亞鐵投加量對ＣＯＤＣｒ去除率的影響，結果如圖３。由圖３可見，當加入催化劑后，ＣＯＤＣｒ的去除率急劇上升，當ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ投加量為０．２５ ｇ時，ＣＯＤＣｒ的去除率最大；隨著投加量的繼續增大，ＣＯＤＣｒ的去除率又有所下降。其原因是在Ｆｅ２＋的濃度較低時，反應生成的·ＯＨ相對較少，去除率較低；隨著Ｆｅ２＋的濃度增加，·ＯＨ產生量增加，ＣＯＤＣｒ的去除率增大；但當Ｆｅ２＋的濃度過高時，產生的大量·ＯＨ積聚從而自身發生反應生成Ｈ２Ｏ，導致ＣＯＤＣｒ去除率下降［７，８］。所以選用ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ的投加量為０．２５ ｇ。

２．４反應時間的確定

同理，考察反應時間對ＣＯＤＣｒ去除率的影響，結果如圖４。由圖４可知，反應剛開始時隨反應時間的增加ＣＯＤＣｒ的去除率迅速增大，６０ ｍｉｎ后趨于平穩。出現這種現象的原因是·ＯＨ與有機物的反應是快速氧化反應［９］，雖然反應時間越長，產生的·ＯＨ越多，處理效果越佳，但是增加的效果并不明顯。所以取最佳反應時間為３０ ｍｉｎ。

２．５反應溫度的確定

同理，考察反應溫度對ＣＯＤＣｒ去除率的影響，結果如圖５。由圖５可見，在２０～７０ ℃范圍內，隨著反應溫度的增加，廢水ＣＯＤＣｒ的去除率先增大后稍有下降，這是因為當溫度升高時，·ＯＨ的活性隨之增大，提高了ＣＯＤＣｒ的去除率，但溫度過高，會促使Ｈ２Ｏ２分解為Ｏ２和Ｈ２Ｏ，不利于·ＯＨ的生成，會降低廢水ＣＯＤＣｒ的去除率［１０］。所以選擇溫度為６０ ℃。

３結論

Ｆｅｎｔｏｎ試劑深度處理經過改性粉煤灰預處理的草甘膦廢水效果良好，工藝簡單，值得在工藝上進一步探討。

通過試驗確定的最佳條件ｐＨ為３，Ｈ２Ｏ２（３０％）的投加量為１．０ ｍＬ，ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ的投加量為０．２５ ｇ，最佳反應時間為３０ ｍｉｎ，最佳反應溫度為６０ ℃，此時草甘膦廢水ＣＯＤＣｒ去除率可達９１．９８％。

參考文獻：

［１］ 葉蓓蓉，姚日生，邊俠玲．農藥生產廢水處理技術與研究進展［Ｊ］．工業用水與廢水，２００９，４０（４）：２３－２６．

［２］ 肖維林，董瑞斌．農藥廢水處理方法研究進展［Ｊ］． 農業環境科學學報，２００７，２６（增刊）：２５６－２６０．

［３］ 李啟輝，周錫波，黃燕梅，等．草甘膦廢水中有用成分利用的試驗研究［Ｊ］． 化工技術與開發，２００８，３７（８）：４７－５０．

［４］ 陳廣春，席薇薇，龔曙新，等．ＨＤＴＭＡ改性粉煤灰吸附酸性嫩黃染料廢水［Ｊ］．環境工程學報，２００８， ２ （１２）：１６６３－１６６６．

［５］ ＫUO Ｗ Ｇ． Ｄｅｃｏｌｏｒｉｚｉｎｇ ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｗｉｔｈ Ｆｅｎｔｏｎ ｒｅａｇｅｎｔ［Ｊ］． Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓ，１９９２， ２６（７）：８８１－８８６．

［６］ 鄧小暉，張海濤，曹國民，等．芬頓試劑處理廢水的研究與應用進展［Ｊ］．上海化工，２００７，３２（８）：１－５．

［７］ 陳傳好，謝波，任源，等．Ｆｅｎｔｏｎ試劑處理廢水中各影響因子的作用機制［Ｊ］．環境科學，２０００，２１（３）：９３－９６．

［８］ 趙啟文，劉巖． 芬頓（Ｆｅｎｔｏｎ）試劑的歷史與應用［Ｊ］．化學世界，２００５（５）：３１９－３２０．

［９］ 周廣躍，班福忱，李亞峰，等． 電化學法生成Ｆｅｎｔｏｎ試劑處理苯酚模擬廢水的試驗研究［Ｊ］．應用科技，２００５，３２（９）：５９－６１．