环保酵素对去除水中余氯的试验研究

薛书雅 李凤梅 高云霞

(河北建筑工程学院能源与环境工程学院,河北 张家口 075000)

环保酵素对去除水中余氯的试验研究

薛书雅 李凤梅 高云霞

(河北建筑工程学院能源与环境工程学院,河北 张家口 075000)

环保酵素是3份厨余(鲜垃圾)同1份红糖以及10份水混合后经厌氧发酵3个月所产生的液体.它具有极强的酸性和还原性，因此得知其对水中余氯有一定的去除作用.通过采用碘量法测定水中余氯的含量的方法来探究环保酵素对水中余氯的去除效果，进而对环保酵素加入量、环保酵素在水中反应时间、反应过程的温度等反应过程中的影响因素进行研究，从而获得最佳去除条件.

环保酵素；余氯；碘量法

0 引 言

目前，随着我国社会经济的发展，人民的生活水平在不断进步，人民对生活品质要求也越来越高.再加上生态文明、节能环保理念的加强，环保酵素[1]的发展日益得到重视.在现实生活中，余氯的存在是不可必免的.余氯是指供水过程中或水处理之后，使用氯消毒剂消毒后残留在水中的以正价存在的氯.在实际生活中为了避免细菌、大肠杆菌等微生物在供水管网中大量繁衍，供水管网中必须保证有一定的余氯量.按照相关规范规定供水管网中余氯的含量：氯与水接触30分钟后余氯含量不应低于0.3 mg/L，集中式给水除符合上述要求外，管网末梢水中余氯含量要高于0.05 mg/L.[2]但是，众所周知，余氯对我们生活甚至人体均有危害.因此，对水中余氯的去除具有深远意义.

测量余氯的方法[3]有多种，比如碘量法、分光光度法、电化学方法等等.经综合考虑，碘量法[4]方法简单、所需仪器药品等均简单经济，操作也简单等等.杨珍[5]在碘量法测定自来水中余氯实验条件优化的研究中得出碘量法测定自来水中余氯含量的最佳测定条件，取200 mL自来水需10 mL醋酸、0.4 gKI、测量时间控制在3 min内，水温低于50摄氏度.

笔者通过实验，研究了碘量法测水中余氯及环保酵素对水中余氯的去除，通过对不同影响因素的研究，确定了最佳去除率的条件，结果表明，环保酵素对水中余氯具有较高去除效果，且经济环保，有较大的应用前景.

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

电子天平；电炉子；PH试纸；滴定管(25 mL)；碘量瓶(300 mL)；容量瓶(100 mL、500 mL、1000 mL)；吸量管(1 mL、2 mL、5 mL、10 mL)；移液管(25 mL、50 mL)；

(1+5)硫酸溶液；0.1 mol/L硫代硫酸钠标准储备溶液；重铬酸钾标准溶液(1/6K2Cr2O7=0.0250 mol/L)；1%淀粉溶液；乙酸盐缓冲溶液(PH=4)；KI(AR)；

1.2 实验方法

用移液管分别吸取3份100 mL水样放入3个300 mL碘量瓶中(如含量小于1 mg/L时，可适当多取水样)，然后加入0.5 gKI和5 mL乙酸盐缓冲溶液(PH维持在3.5～4.2，若大于此PH范围，需继续调至PH≈4，再滴定).之后用0.0100 mol/L的Na2S2O3标准溶液进行滴定，滴定至溶液变为淡黄色时，加入1 mL淀粉溶液，溶液会迅速变蓝，则继续用上述硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失[6]，记录标准溶液用量(V1、V2、V3).

式中： CNa2S2O3——硫代硫酸钠标准溶液浓度(Na2S2O3，1/6K2Cr2O7，mol/L)；

V——硫代硫酸钠标准溶液用量(mL)；

V水——水样体积(mL)；

35.453——氯的摩尔质量(1/2Cl2，g/mol)

2 结果与讨论

2.1 环保酵素用量对水中余氯去除率的影响

首先取100 mL水样放入碘量瓶中，再依次加入0.5 gKI和5 mL乙酸盐缓冲溶液，调PH在4左右，用0.0100 mol/L的Na2S2O3标准溶液进行滴定，滴定至淡黄色，加入1 mL淀粉溶液，溶液迅速变蓝，再继续滴定至蓝色消失，记录消耗Na2S2O3标准溶液的量.根据Na2S2O3标准溶液的消耗量计算水中余氯含量.

在水样中分别加入1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL、8 mL、10 mL、15 mL、20 mL、25 mL等不同量的环保酵素，确定一定的反应时间(5 min、10 min、15 min做了三组试验)，且均在室温下进行，重复上述操作，得出水中余氯含量，从而得出随着环保酵素量的增加水中余氯含量降低，从而计算出余氯的去除率，总结出环保酵素对水中余氯去除的影响.

环保酵素用量对水中余氯含量的影响见图1.由图1可知，余氯去除率随着环保酵素量的增加而逐渐增大.且环保酵素在水中反应时间的不同去除率也不同.当环境条件一样，加入15 mL环保酵素反应15 min时余氯去除率可达99%，由此可见，在最佳条件下，反应足够时间可完全去除水中余氯.

图1 环保酵素用量对水中余氯去除率的影响

2.2 环保酵素与水中余氯反应时间对水中余氯去除率的影响

取6只碘量瓶，分别加入100 mL水样，再加入同量的环保酵素(1 mL、5 mL、20 mL分别作了3组实验)，控制其反应时间不同(5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min)，再分别加入0.5 gKI和5 mL乙酸盐缓冲溶液，调PH在4左右，用0.0100 mol/L的Na2S2O3标准溶液进行滴定，滴定至淡黄色时加入1 mL淀粉溶液，溶液迅速变蓝，则继续滴定至蓝色消失，记录消耗Na2S2O3标准溶液的量.根据Na2S2O3标准溶液的消耗量计算水中余氯含量.进而得出水中余氯的去除率.

环保酵素与水中余氯反应时间对水中余氯去除率的影响见图2.由图2可知，余氯去除率随着环保酵素量的增加逐渐成上升趋势.且环保酵素加入量的不同对趋势也有所影响.

图2 环保酵素与水中余氯反应时间对水中余氯去除率的影响

2.3 温度不同对水中余氯去除率的影响

分别取100 mL水样放入6个碘量瓶中，并加入同量环保酵素(5 mL)，放入不同的恒温水浴加热(30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、)及室温，待其反应固定时间(15 min)，再分别加入0.5 g碘化钾和5 mL乙酸盐缓冲溶液，调PH在4左右，用0.0100 mol/L的Na2S2O3标准溶液进行滴定，滴定至淡黄色时向各溶液中加入1 mL淀粉溶液，溶液迅速变蓝，则继续滴定直至蓝色消失，记录消耗Na2S2O3标准溶液的量.根据Na2S2O3标准溶液的消耗量计算水中余氯含量.进而得出水中余氯的去除率.温度对环保酵素去除水中余氯的去除率的影响见图3.由图可见，在100 mL水样中，加入5 mL环保酵素，反应15 min后，测得余氯去除率在40 ℃时达最高，可达82.2%左右.

图3 温度对环保酵素去除水中余氯的去除率的影响

3 结 论

采用环保酵素去除水中余氯，既经济又环保，通过碘量法测水中余氯含量的变化得出环保酵素在不同条件下对余氯的去除率，整个过程，所需仪器设备药品简单经济，操作不复杂，且准确度高.通过实验研究发现，环保酵素对水中余氯去除有较高的去除率，在100 mL水样中，室温加入20 mL环保酵素反应时间30 min去除率率可达96.7%，另外在100 mL水样中加入5 mL环保酵素，反应15 min，测得余氯去除率在40 ℃时达最高，可达82.2%左右.除此之外，在最佳条件下，加入足够环保酵素反应足够时间可完全去除.另外最佳条件的确定还需进一步研究.

[1]邹梦遥,吴俊良,胡卓,吴思晓,蔡锐冰,肖相政.不同单一原料自制环保酵素抗氧化力初探[J].广东化工,2015(16):296～298

[2]中华人民共和国卫生部.GB 5750-2006生活饮用水标准检验法[S].北京:中国标准出版社,2006

[3]马红娜.改性树脂制备及其去除饮用供水中余氯机理与工艺研究[D].长安大学硕士学位论文.2005

[4]潘协商,魏兰芬,林军明,等.四种方法对医院污水中总余氯测试的对比试验[J].中国消毒学杂志,2009,26(6):639～642

[5]杨珍.碘量法测定自来水中余氯实验条件优化的研究[J].环境科技,2012,25(2)

[6]陈志龙.浅谈水质环境监测技术[J].科技与企业,2014

Study on the Test of Removal of Residue Chlorine by Garbage Enzyme

XUEShu-ya,LIFeng-mei,GAOYun-xia

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou 075000)

Garbage enzyme is the liquid which is produced by the mixture of 3% kitchen waste(fresh garbage),1% brown sugar and 10% water after 3-month anaerobic fermentation.It has strong acid and reductive performance,so that it has certain effect on the removal of residual chlorine in water.Through the method of determination of residual chlorine in water by iodometric method,the effect of garbage enzyme on the removal of residual chlorine in water is explored.Then,some influencing factors are researched,such as the amount of enzyme added,reaction time of garbage enzyme in the water,and reaction temperature in the process,so as to obtain the optimal removal condition.

garbage enzyme;residual chlorine;iodometry

2016-11-04

河北建筑工程学院校级科研基金项目(Z-201320)

薛书雅(1993-)，女，在读研究生，所学专业为市政工程，从事水处理研究.

10.3969/j.issn.1008-4185.2017.02.034

O 69，X 7

A