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Fendon試劑預(yù)處理草甘膦廢水的研究

文檔作者：廖歡譚波柯敏李致保盧建芳文檔來源：廣西化工研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年04月06日
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第38卷第6期
2009年6月
化工技術(shù)與開發(fā)
Techno1Qgy&amp;amp; Deve】opment 0f Ch鋤ical Indust
Vo1．38 N0．6
Jun．2009
Fendon試劑預(yù)處理草甘膦廢水的研究
廖歡，譚波，柯敏，李致保，盧建芳
(廣西化工研究院，廣西南寧53O0o1)
摘要：研究了用Fer don試劑預(yù)處理含難降解有機物的草甘膦廢水，考察了反應(yīng)pH值、H2 ／1} 投加比例、
Fendon試劑投加量和反應(yīng)溫度對總磷去除率、C0D去除率的影響。結(jié)果表明，在pH=3～4、H2 ／1F 投加摩爾
比為4：1、H202投加量為8 g·L一，反應(yīng)溫度為90℃ ，反應(yīng)時間為2 h的條件下，總磷去除率為95．7％、00Db去除
率為62．9％。由此可見，F(xiàn)end0n試劑能顯著降低草甘膦廢水中的總磷、00D 值。
關(guān)鍵詞：Fend0n試劑；草甘膦廢水；pH值；反應(yīng)溫度
中圖分類號：X 783 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671．9905(20o9)06—0048．03
草甘膦化學(xué)名N．(膦?；谆?甘氨酸，通過葉
部吸收并大部轉(zhuǎn)移到地下根莖起到除草作用，是非
選擇性、低毒無殘留、高效的有機磷類強力內(nèi)吸傳導(dǎo)
型莖葉處理除草劑。草甘膦在我國2O世紀(jì)90年代
得到快速發(fā)展，目前已形成30萬t以上的生產(chǎn)能
力，是最大的除草劑品種。生產(chǎn)草甘膦過程中，產(chǎn)生
大量含鹽、甲醛、難降解有機物的高濃度廢水，直接
生化處理往往效果不理想，生化需氧量 值、甲
醛含量、磷酸鹽達不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)( 值≤
1o0 g·L-1；磷酸鹽≤0．5 mg·L吖)。
Fend0n試劑的作用機理：
+H2 —Fe3 +·OH+0lH—
Fe3 +H2 —Fe2 +·H02+H
F +·0H—Fe3 +OH—
Fe3 +·}I( —F +0 +H
don試劑在Fe2 催化下生成·OH 自由基，
其高氧化能力使得Fendon試劑在氧化難降解的持
久污染物方面有獨特的優(yōu)勢，能夠?qū)U水中的有毒
有害物質(zhì)氧化成小分子有機物或無機物質(zhì)。本文系
統(tǒng)考察了反應(yīng)pH值、H2 投加比例、Fend0n
試劑投加量，反應(yīng)溫度、時間對Fend0n試劑預(yù)處理
草甘膦廢水效果的影響，尋求最佳處理條件對草甘
膦廢水進行預(yù)處理，為后續(xù)生化處理降低難度。
1 實驗部分
1．1 草甘膦廢水
草甘膦廢水取自廣西化工研究院扶綏產(chǎn)業(yè)化基
地草甘膦車間，其性質(zhì)見表1。
收稿日期：2009—02一o4
表1 草甘膦廢水的性質(zhì)
值／n培·L一 總磷／n1g·L一 pH
7O0o～800o 40o O．5
1．2 主要試劑和儀器
嘲·7H2O、H202(30％)、Ca(0H)2為工業(yè)
品；硫酸、硫酸銀，硫酸汞、過硫酸鉀、鉬酸銨、抗壞血
酸為分析純試劑；重鉻酸鉀為基準(zhǔn)試劑。
JB300一D型強力攪拌機，PH213／HI223型臺
式酸度計，2000 rnL三口燒瓶，電熱套。
1．3 實驗方法
取一定量的草甘膦廢水，用Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH
值，然后加入一定量的Fendon試劑，反應(yīng)一段時間
后，加入Ca(0H)2調(diào)節(jié)pH值到10～11，加熱至90
℃，保溫攪拌1 h，靜置沉淀，取上清液測定OOD
值、甲醛含量、總磷含量。
1．4 分析方法
GB 11914—1989水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻
酸鹽法；
GB l1893—1989水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光
光度法。
2 結(jié)果與討論
2．1 最佳pH值的確定
從Fendon試劑的作用原理可以看出，反應(yīng)體系
的pH值直接關(guān)系到Fe2 以什么樣的形式存在并影
響到H2o2氧化能力的高低。在H2o2／Fe2 為5：1
(摩爾比)，H2o2投料量為5 g·L～，反應(yīng)時間為2
第6期 廖歡等：Fend0n試劑預(yù)處理草甘瞵廢水的研究 49
h，反應(yīng)溫度80℃ 的條件下，反應(yīng)過程中用Ca
(OH)2調(diào)節(jié)pH值為1．O、2．0、3．0、4．O、5．O、6．0，實
驗結(jié)果見表2。
表2 pH值對廢水處理的影響
由表2可以看出，當(dāng)其他條件固定時，pH值在
3～4之間時，總磷去除率和C0D 去除率最高。pH
值過高會抑制·oH的生成，pH過低則Fe3 難以還
原成Fe2 ，也不利于·0H的生成。實驗過程還發(fā)
現(xiàn)，反應(yīng)過程pH值會下降到1～2左右，分析原因
是Fend0n試劑降解有機物過程中，產(chǎn)生小分子有機
酸所引起。所以要提高Fend0n試劑使用效率，改善
處理效果，需要持續(xù)添加Ca(0H)2用以維持反應(yīng)
pH值。因此，最佳反應(yīng)pH值為3～4。
2．2 最佳H202 比值確定
在草甘膦廢水反應(yīng)起始pH為3．5，H202投料
量為5 g·L_。，反應(yīng)時間為2h，反應(yīng)溫度80℃ 的條
件下，反應(yīng)過程中用Ca(OlH)2調(diào)節(jié)pH值在3～4，
改變 ·7H20投加量，投加的H202 摩爾
比分別為2：1、4：1、6：1、8：1，實驗結(jié)果見表3。
表3 H202／Fle2 對廢水處理的影響
H2 2：1
62．9
55．1
4：1
95．1
63．2
6：1
71．7
49．2
8：1
56．5
3O．6
總磷去除率／％
o0D 去I聚率／％
可見，當(dāng)Fe2 投料量較多(H2 摩爾比為
2：1)時，總磷去除率與 去除率都偏低，原因可
能是一開始產(chǎn)生的·0H沒來得及氧化破壞廢水中
的有機物，就與Fe2 反應(yīng)(即Fe2 +·OH—Fe3 +
0H一)，所以Fe2 投料量過高并不利于反應(yīng)。因此
確定H2 、e2 摩爾比4：1為最佳反應(yīng)投料比。
2．3 最佳H2O2／C DG的確定
在草甘膦廢水反應(yīng)起始pH為3．5，H2
為4：1，反應(yīng)時間為2 h，反應(yīng)溫度80℃ 的條件下，
反應(yīng)過程中用Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH值維持在3～4，改
變H202投料量，即H202／CoDc 為2：1、1：1、1：2、
1：4，實驗結(jié)果見表4。
由表4可知，H202徹C1比值對總磷去除率與
C0D0去除率有比較大的影響，隨著H202／C0D0的
增加，總磷去除率與哦去除率有明顯提高，因此
可以確定H2 ／C0DQ為1：l為最佳反應(yīng)條件。
表4 H2 ／( DC對廢水處理的影響
H2 ／C。D 2：1 1：1 1：2 1：4
總磷去除率／％ 95．1 95．2 41．O 20．7
c0D口去除率／％ 63．6 62．9 28．9 13．3
2．4 最佳反應(yīng)溫度的確定
在草甘膦廢水反應(yīng)起始pH為3．5，H2 投料
量為8 g·L-1(H2 ／CODb為1：1)，反應(yīng)時間為2
h，反應(yīng)過程中用Ca(0H)2調(diào)節(jié)pH值在3～4，改變
· 7H2O投加量，投加的H202／1E、e2 摩爾比為
4：1，改變反應(yīng)溫度為30℃ 、5O℃、7O℃ 、90℃、95
℃ ，實驗結(jié)果見表5。
表5
反應(yīng)溫度／℃
總磷去除率／％
OoD 去除率／％
實驗溫度對廢水處理的影響
3O 5O 7O 90 95
75．3 77．9 88．3 95．7 95．6
43．1 48．2 55．1 62．9 62．3
可見，隨著溫度的升高，總磷去除率與 去
除率都略有提高，最后確定反應(yīng)溫度為90℃。
3 結(jié)論
用Fend0n試劑處理草甘膦廢水，其最佳反應(yīng)條
件：pH=3～4、H202脬 投加摩爾比為4：l、H202
投加量為8 g·L_。，反應(yīng)溫度為90℃ ，反應(yīng)時間為2
h，處理后總磷去除率為95．7％， 去除率為
62．9％。該方法可除去草甘膦廢水中的大量有機污
染物，緩解了后續(xù)生化處理的壓力。
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