Feｎtoｎ试剂处理草甘膦废水试验

伏广龙等

摘要：利用Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化处理改性粉煤灰吸附后的草甘膦废水。通过试验确定的最佳条件ｐＨ为３，Ｈ２Ｏ２（３０％）与ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ的投加量分别为１．０ ｍＬ、０．２５ ｇ，反应时间为３０ ｍｉｎ，反应温度为６０ ℃。最佳条件下草甘膦废水的ＣＯＤＣｒ去除率为９１．９８％。

关键词：农药；草甘膦；Ｆｅｎｔｏｎ试剂

中图分类号：Ｘ７０３．１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）04－0699-03

草甘膦又称镇草宁，化学名为Ｎ－（膦酰基甲基）甘氨酸或Ｎ－（膦酰基甲基）氨基乙酸，是一种氨基甲撑膦酸类含有羧基的有机磷除草剂［１］。目前，草甘膦已经是我国出口量最大的农药品种之一，同时也是全球产量以及销售量最大的农药品种之一。

草甘膦废水是一种含有高浓度无机盐与有机物的酸性废水［２］，如果其废水未达标排放，会对水体、土壤及生态系统产生严重破坏。因此，对其废水进行处理十分重要［３］。而用粉煤灰基混凝剂吸附处理草甘膦废水，ＣＯＤＣｒ去除率仅为２８．７３％，必须进一步处理才能达标排放。试验利用Ｆｅｎｔｏｎ试剂进一步处理粉煤灰基混凝剂吸附处理后的草甘膦废水，希望能为草甘膦废水的处理提供参考。

１材料与方法

１．１仪器与药品

主要仪器：２９０Ａ＋型精密ｐＨ计（Ｔｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｏｒｐａｒａｔｉｏｎ，美国）；ＢＳ２２４Ｓ型电子天平（北京赛多利斯天平有限公司）；TＡＳ－９９０型原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）等。

主要试剂：十六烷基三甲基溴化铵、３０％ Ｈ２Ｏ２、硫酸亚铁、硫酸银、重铬酸钾、硫酸亚铁铵等（均为分析纯），试验用水为去离子水。

１．２试验方法

取经过改性粉煤灰吸附后ＣＯＤＣｒ为３２０ ｍｇ／Ｌ的草甘膦废水１００ ｍＬ于50０ ｍＬ的锥形瓶中，加入适量的Ｆｅｎｔｏｎ试剂，搅拌，静置，过滤，反应结束后测定水样的ＣＯＤＣｒ，ＣＯＤＣｒ采用国家标准（ＧＢ １１９１４—１９８９）中的方法测定。

２结果与分析

２．１ｐＨ的确定

取１００ ｍＬ改性粉煤灰處理后的草甘膦废水于５００ ｍＬ的锥形瓶中，分别加０．５ ｍＬ的Ｈ２Ｏ２（３０％）和０．２０ ｇ ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ，于不同ｐＨ下在３０ ℃空气浴中振荡反应３０ ｍｉｎ后测定废水ＣＯＤＣｒ，考察ｐＨ对ＣＯＤＣｒ去除率的影响，结果如图１。由图１可知，ＣＯＤＣｒ的去除率先随着ｐＨ的升高而升高，在ｐＨ为３的时候达到最大，随后ｐＨ再升高去除率下降，这是因为当ｐＨ较高时，会抑制Ｆｅ２＋与Ｈ２Ｏ２反应，使Ｈ２Ｏ２分解率降低，产生的·ＯＨ数量也相应减少，因此不利于ＣＯＤＣｒ的去除；而ｐＨ较低时，又不利于Ｆｅ３＋与 Ｈ２Ｏ２反应生成Ｆｅ２＋，使反应中所需要的Ｆｅ２＋量减少，·ＯＨ的产生量减少，所以当处理的废水ｐＨ值较低时ＣＯＤＣｒ去除率也下降［４，５］。所以选取最佳ｐＨ为３。

２．２Ｈ２Ｏ２投加量的确定

固定其他条件不变，逐步改变Ｈ２Ｏ２的投加量，考察Ｈ２Ｏ２投加量对ＣＯＤＣｒ去除率的影响，结果如图２。由图２可见，ＣＯＤＣｒ的去除率首先随Ｈ２Ｏ２投加量的增加而增大，当投加量为１．０ｍＬ时达到最大，随后呈现下降趋势。这是因为随着Ｈ２Ｏ２投加量的增加，产生的·ＯＨ也增加，ＣＯＤＣｒ的去除率提高；但当Ｈ２Ｏ２投加量过高时，部分Ｈ２Ｏ２会与·ＯＨ发生反应，消耗最初产生的·ＯＨ，使Ｈ２Ｏ２发生无效分解［６］，从而降低了ＣＯＤＣｒ的去除率。所以选用Ｈ２Ｏ２的加入量为１．０ ｍＬ。

２．３ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ投加量的确定

采用同样的方法，考察硫酸亚铁投加量对ＣＯＤＣｒ去除率的影响，结果如图３。由图３可见，当加入催化剂后，ＣＯＤＣｒ的去除率急剧上升，当ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ投加量为０．２５ ｇ时，ＣＯＤＣｒ的去除率最大；随着投加量的继续增大，ＣＯＤＣｒ的去除率又有所下降。其原因是在Ｆｅ２＋的浓度较低时，反应生成的·ＯＨ相对较少，去除率较低；随着Ｆｅ２＋的浓度增加，·ＯＨ产生量增加，ＣＯＤＣｒ的去除率增大；但当Ｆｅ２＋的浓度过高时，产生的大量·ＯＨ积聚从而自身发生反应生成Ｈ２Ｏ，导致ＣＯＤＣｒ去除率下降［７，８］。所以选用ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ的投加量为０．２５ ｇ。

２．４反应时间的确定

同理，考察反应时间对ＣＯＤＣｒ去除率的影响，结果如图４。由图４可知，反应刚开始时随反应时间的增加ＣＯＤＣｒ的去除率迅速增大，６０ ｍｉｎ后趋于平稳。出现这种现象的原因是·ＯＨ与有机物的反应是快速氧化反应［９］，虽然反应时间越长，产生的·ＯＨ越多，处理效果越佳，但是增加的效果并不明显。所以取最佳反应时间为３０ ｍｉｎ。

２．５反应温度的确定

同理，考察反应温度对ＣＯＤＣｒ去除率的影响，结果如图５。由图５可见，在２０～７０ ℃范围内，随着反应温度的增加，废水ＣＯＤＣｒ的去除率先增大后稍有下降，这是因为当温度升高时，·ＯＨ的活性随之增大，提高了ＣＯＤＣｒ的去除率，但温度过高，会促使Ｈ２Ｏ２分解为Ｏ２和Ｈ２Ｏ，不利于·ＯＨ的生成，会降低废水ＣＯＤＣｒ的去除率［１０］。所以选择温度为６０ ℃。

３结论

Ｆｅｎｔｏｎ试剂深度处理经过改性粉煤灰预处理的草甘膦废水效果良好，工艺简单，值得在工艺上进一步探讨。

通过试验确定的最佳条件ｐＨ为３，Ｈ２Ｏ２（３０％）的投加量为１．０ ｍＬ，ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ的投加量为０．２５ ｇ，最佳反应时间为３０ ｍｉｎ，最佳反应温度为６０ ℃，此时草甘膦废水ＣＯＤＣｒ去除率可达９１．９８％。

参考文献：

［１］ 叶蓓蓉，姚日生，边侠玲．农药生产废水处理技术与研究进展［Ｊ］．工业用水与废水，２００９，４０（４）：２３－２６．

［２］ 肖维林，董瑞斌．农药废水处理方法研究进展［Ｊ］． 农业环境科学学报，２００７，２６（增刊）：２５６－２６０．

［３］ 李启辉，周锡波，黄燕梅，等．草甘膦废水中有用成分利用的试验研究［Ｊ］． 化工技术与开发，２００８，３７（８）：４７－５０．

［４］ 陈广春，席薇薇，龚曙新，等．ＨＤＴＭＡ改性粉煤灰吸附酸性嫩黄染料废水［Ｊ］．环境工程学报，２００８， ２ （１２）：１６６３－１６６６．

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

［６］ 邓小晖，张海涛，曹国民，等．芬顿试剂处理废水的研究与应用进展［Ｊ］．上海化工，２００７，３２（８）：１－５．

［７］ 陈传好，谢波，任源，等．Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理废水中各影响因子的作用机制［Ｊ］．环境科学，２０００，２１（３）：９３－９６．

［８］ 赵启文，刘岩． 芬顿（Ｆｅｎｔｏｎ）试剂的历史与应用［Ｊ］．化学世界，２００５（５）：３１９－３２０．

［９］ 周广跃，班福忱，李亚峰，等． 电化学法生成Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理苯酚模拟废水的试验研究［Ｊ］．应用科技，２００５，３２（９）：５９－６１．