草甘膦废水中亚磷酸回收技术的模拟研究.doc

草甘膦废水中亚磷酸回收技术的模拟研究摘要：草甘膦废水中含有亚磷酸、亚氨基二乙 酸及高浓度的氯化钠等物质回收利用草甘膦废水中 的亚磷酸是目前处理改废水的一个主要问题之一本 论文利用阴离子交换树脂与亚磷酸根交换的原理，采 用分光光度法测定交换后的总磷含量研究了 PH值、 氯离子浓度、亚磷酸根浓度对交换效果的影响同时 考察了 PH、氯离子浓度对氯化钙与亚磷酸根沉淀效果 的影响关键词：草甘膦；亚磷酸；阴离子交换树脂刖目随着我国工业的发展，富营养化问题问题日益严 重，水体富营养化的主要因素是磷盐含量增加，其预 防的关键是废水除憐技术当前处理含憐废水有各种 不同方法，常用方法有：物理化学除磷和生物除磷， 其中物理化学除磷方法包括化学沉淀法、离子交换法、 吸附法、结晶发、电渗析除磷等，这些方法是实现磷 资源循环利用的有效途径［1-4］草甘膦以其高效、低毒、优异的除草性能赢得市 场，应用范围不断扩大，产量迅速增长，尤其是20世纪90年代以来，随着转基因抗草甘膦作用（如大豆、 玉米、棉花等）的大面积种植，以及生物能源植物的 高速发展和新栽培技术（农作物免耕栽培技术）的积 极推广，其需求增长迅速，草甘膦生产废水中往往含 有双甘膦，亚磷酸，亚氨基二乙酸还有些氯化钠等物 质，回收利用草甘膦废水中的亚磷酸也是目前处理该 废水的一个主要问题之一。

1实验仪器与试剂 2.实验步骤2.1测定磷含量工作曲线的绘制配制浓度为0.212mmol/L磷酸盐标准液100ml,在一系列50ml容量瓶中,分别加入0.00、4.00、8.00、 12.00、16.00、20.00ml磷酸盐标准溶液，再加入5ml 钼酸铵溶液，3ml抗坏血酸溶液用水稀释到刻度，摇 匀放置35 C恒温槽中加热60min，冷却至室温，在 710nm处，用lcm比色皿，以试剂空白为参比，测量 其吸光度以磷酸盐的摩尔浓度为横坐标，相对应的 吸光度为纵坐标，绘制工作曲线2.2草甘膦中总磷含量的测定 取5ml草甘膦母液稀释500倍后，测定母液中总磷的含量2.3阴离子交换树脂与亚磷酸交换的最佳pH值的测定配制100ml lg/L的亚磷酸溶液，取25mL亚磷酸 溶液于100ml烧杯中，并用浓盐酸溶液调节pH=0.6, 再加入5g阴离子交换树脂，在磁力搅拌器中搅拌10 分钟，抽滤，测滤液的pH=1.6测定滤液中亚磷酸的 含量同理测定亚磷酸溶液pH值调节到1.0、1.7、6.4、 10.8时滤液中亚磷酸的含量2.4氯化钠对亚磷酸交换效果的测定配制200ml lg/L的亚磷酸溶液，取25ml亚磷酸 溶液于100ml烧杯中，加入0. 5g氯化钠，用浓盐酸溶 液调节pH=1.0，加入5g阴离子交换树脂，放在磁力 搅拌器中搅拌10分钟，抽滤，测滤液的pH=6.6。

测 定滤液中亚磷酸的含量同理测定加入氯化钠的量为0g、0.5g、1.25g、2.5g 时滤液中亚磷酸的含量2.5阴离子交换树脂对不同浓度亚磷酸饱和吸附 量的测定配制100ml 9.18X10-2g/100ml的亚磷酸溶液，取 50ml于100ml烧杯中，加入lg阴离子交换树脂，放 在磁力搅拌器中搅拌10分钟，抽滤，测滤液的pH=1.4 测滤液中亚磷酸的含量同理测定阴离子交换树脂对浓度为 0.459g/100ml、0.918g/100ml、1.84g/100ml、4.59g/100ml 的亚磷酸的饱和吸附量2.6氯化钙、氯化钡与亚磷酸沉淀效果的测定2.6.1氯化钙与亚磷酸沉淀效果的测定配制3g/100ml的亚磷酸溶液100ml,取25ml于 100ml烧杯中并用氢氧化钠溶液调节pH值为10.4, 称取2.0g氯化钙固体，加适量水溶解往烧杯中加入 该氯化钙溶液，沉淀完全后，抽滤，测滤液pH值为 9.7测定滤液中亚磷酸的含量2.6.2氯化钡与亚磷酸沉淀效果的测定取25ml 3g/100ml的亚磷酸溶液于100ml烧杯中 并用氢氧化钠溶液调节pH值为11.4，称取4.5g氯化 钡固体，加适量水溶解。

往烧杯中加入该氯化钡溶液， 沉淀完全后，抽滤，测滤液pH值为11.0测定滤液 中亚磷酸的含量2.7氯化钙与亚磷酸沉淀最佳pH值的测定配制3g /100ml的亚磷酸溶液500ml,取25 ml于 100ml烧杯中，加入1.5 g氯化钙固体，并用氢氧化钠 溶液调pH=2.8，待沉淀完全后，抽滤上述各沉淀，并将抽滤所得沉淀放在烘箱中烘干，并称重同理测定 pH 为 3.6、4.5、5.1、6.2、7.4、 8.7时所得沉淀质量3.实验结果与讨论3.1测定磷含量的工作曲线的绘制当加入磷酸盐标准溶液的体积分别为0.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00mL时，通过计算得磷酸盐 的摩尔浓度以及根据步骤2.1测得吸光度如表1所示: 3.2草甘膦母液中总磷含量的测定根据步骤2.2测得吸光度A=0.870，由标准曲线y=0.2025x-0.0156 计算得浓度为 4.37X 10-6mol/50ml 则草甘膦母液中总磷含量为1.35 g/100ml3.3阴离子交换树脂与亚磷酸交换的最佳pH值 的确定根据步骤2.3测得不同pH值下0.1g/100ml的亚磷 酸经阴离子交换树脂吸附后滤液中亚磷酸含量结果如 表2所示：由表3.3可知，当pH=1.0时亚磷酸被阴离子交换 树脂交换的最多，交换前亚磷酸含量为9.18X10-2 g/100ml ,交换后亚磷酸含量为2.15X10-2 g/100ml， 即pH值为1.0是阴离子交换树脂与亚磷酸交换的最佳 pH。

3.4氯化钠对亚磷酸交换效果的测定根据步骤2.4测得不同量的氯化钠与亚磷酸经阴 离子交换树脂交换后滤液中亚磷酸含量的关系如表3 所示：由此可知，随着氯化钠质量的增加，滤液中磷含 量也不断增加，即亚磷酸根被阴离子交换树脂交换的 量就逐渐减少因此，氯离子对阴离子交换树脂对亚 磷酸根的交换效果有一定的影响，在一定浓度范围内， 氯离子浓度越大，对交换效果的干扰就越大3.5阴离子交换树脂对不同浓度亚磷酸饱和吸附 量的测定根据步骤2.5测得亚磷酸浓度与阴离子交换树脂 吸附量的关系（树脂量都为lg）如表4所示：3.6氯化钙、氯化钡与亚磷酸沉淀效果的测定3.6.1氯化钙与亚磷酸沉淀效果的测定结果根据步骤2.6.1测得吸光度A=0.103,由标准曲线 y=0.2025x-0.0156 计算得浓度为 1.17 X 10-4mol/100ml,即滤液中亚磷酸含量为9.59X 10-3g/100ml3.6.2氯化钡与亚磷酸沉淀效果的测定结果根据步骤2.6.2测得吸光度A=0.101,由标准曲线 y=0.2025x-0.0156 计算得浓度为 5.76X 10-4mol/100ml，即滤液中亚磷酸含量为4.72 X10-2g/100mlo对比结果3.6.1和3.6.2中亚磷酸含量可知，使用 氯化钙与亚磷酸沉淀效果较好。

因此本实验选取氯化 钙和亚磷酸进行沉淀3.7氯化钙与亚磷酸沉淀最佳pH值的分析根据步骤2.7测得不同pH值下，氯化钙与亚磷酸 反应所得沉淀量的关系如表5所示：由表3.7可知，当pH值从5.1开始，氯化钙与亚 磷酸己沉淀完全，因此氯化钙与亚磷酸沉淀最佳pH 值为5.14总结由上述实验可得，阴离子交换树脂对亚磷酸根的 交换的PH值为1.0.溶液中有氯离子存在且氯离子浓 度在一定范围内时，会对交换效果产生干扰利用沉 淀剂与亚氯酸根沉淀时，选择的沉淀剂为氯化钙，且 沉淀的PH值为5.1时，此时的沉淀量最大，沉淀效果 最好参考文献［1］ 胡海洋，赵欢.高磷酸性废水处理技术现状及 研宄方向［J］.中国资源综合利用，2009, 27 (5): 38-40.［2］ 王秀云废水除磷技术的研宄进展［J］安徽 农学通报，2009，15 (16)： 92-94.［3］ 田锋，伊连庆.含磷废水处理得研宄现状［J］ 工业安全与环保，2005，31 (7)： 6-8.[4] 孙博雅，陈洪斌.污水处理磷回收的研宄进展 [J].四川环境，2007, 26 (1)： 90-93.作者简介：林丽英，女，福建省宁德人，汉族， 助理工程师，本科学历，研宄方向：水质处理、食品 科学与工程。