草甘膦废水的除磷研究

【摘要】草甘膦是一种低毒、高效、广谱的灭生性除草剂,近年来增长迅速,现已成为全球产量和用量最大的农药品种。其母液废水具有排放量大、毒性大、含盐量高、难降解化合物含量高、治理难度大等特点。在2009年之前,草甘膦母液废水一般经浓缩等处理后调配成10%草甘膦水剂而被重新利用。但因10%的草甘膦水剂盐含量高且含有大量对人体有毒有害的物质,容易使土壤板结重金属,并会渗入地下水严重破坏生态环境。故国家陆续发布1158、1744号公告,明确规定10%的草甘膦水剂在2009年底前全部停止生产,草甘膦含量低于30%的草甘膦混配水剂从2012年9月开始不再保留原农药登记证。于是如何在低成本高效益的情况下,将大量的含草甘膦废水有效处理以及回收利用成为一个值得研究的课题。本论文主要对沉淀法、氧化法以及沉淀氧化组合法处理草甘膦模拟水样和工业生产废水进行了实验研究,提出了氧化沉淀法处理草甘膦生产废水的工艺,开发了一种能高效处理草甘膦工业废水的技术。本研究针对草甘膦废水的特点,以效果好、研究较少的铁盐为沉淀剂,利用它与草甘膦的强络合性以及与磷酸根的强结合能力对草甘膦废水进行沉淀除磷。铁盐在草甘膦废水总磷去除过程中不但具有沉淀、络合以及絮凝的效果,而且还在芬顿氧化体系中充当着催化剂的角色,可大大提高了草甘膦的降解效率。论文首先考察了铁盐和钙盐除磷效果,发现铁盐效果明显优于钙盐。随后进一步研究了模拟水样的pH值、络合剂的加入量、草甘膦的浓度、离子强度等因素对铁盐络合草甘膦的影响,结果表明：对草甘膦模拟水样(总磷含量：400mg/L)进行处理,在pH=2.4的条件下,当铁磷摩尔比为1.5：1时,TotalPhosphorus(TP)的去除率达到97%,但处理后的TP值仍在10mg/L以上。论文其次进行了芬顿、次氯酸钠以及高铁酸盐氧化体系对草甘膦的降解研究。结果表明：三种体系对草甘膦模拟水样(总磷含量：400mg/L)均有一定的降解效果,最高达到60-70%,但三价铁与草甘膦的络合使体系中游离草甘膦浓度降低,导致草甘膦氧化效率下降,因此次氯酸钠体系对草甘膦模拟水样表现出更高的氧化率。氯离子会显著影响芬顿试剂对草甘膦的氧化效果,当NaCl质量分数为5%时,草甘膦的氧化率下降到10%以下,效率仅为无氯体系的20%左右,但并不影响最终TP的去除率。在初始pH=3的芬顿氧化体系,铁磷摩尔比=1.5：1时,往100ml磷含量为400mg/L的草甘膦模拟水样中加入1ml的H202,50℃反应两小时后最终体系pH值调至7,TP的去除率达到99%以上,总磷可降至0.5mg/L以下,达到国家排放标准。100mL草甘膦模拟水样(总磷含量：400mg/L),当铁磷摩尔比=1.5：1时,加入NaCIO溶液1ml,反应2小时后,TP可降至3mg/L上下。论文最后还对草甘膦工业生产废水进行了除磷处理,验证各方法对实际废水处理的可行性,实验发现方法对废水处理效果与模拟水样具有良好的一致性。应用芬顿氧化沉淀法处理磷含量366、1000mg/L草甘膦工业废水,处理后TP可降至2mg/L以下,且还有望回收磷资源,具有较好的工业应用前景。
【作者】刘媛；
【导师】黄梅；
【作者基本信息】浙江大学，生物化工，2014，硕士
【关键词】草甘膦；沉淀；氧化；废水处理；

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