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紫外/高铁酸盐处理有机磷农药废水的实验研究

陈国猛  
【摘要】:有机磷农药废水是磷污染和环境危害的重要组成部分,全世界范围内生产和使用有机磷农药相当普遍。含磷农药废水流入到环境中,一方面可导致水体富营养化,破坏生态平衡,另一方面会残留在农作物中,通过食物链富集在人体内,造成人体组织危害。有机磷农药分子种类繁多、特性各异,处理难度大,其废水处理一般有生物法、物化法、化学法及技术联用等。生物法方面一般利用培养特殊菌种除磷,物化法有吸附、絮凝、沉淀等,化学法有Fenton法、TiO2光催化法和臭氧氧化法等。高铁酸盐是一种新型高效绿色强氧化剂,Fe(VI)以及衍生的Fe(V)和Fe(IV)的氧化性强于Fenton、臭氧、高锰酸钾和次氯酸等常规氧化剂,无论是单独使用,还是与其他技术联合使用,均具有很高的研究利用价值。基于此,本文设计了利用紫外光催化高铁酸盐对丙溴磷和草甘膦的去除效果研究,以及其降解路径的探讨。 本实验用直接电解法制备高铁酸盐,NaOH电解液的最佳浓度为14~16mol/L,通入电流密度为0.15A/cm~2~0.2A/cm~2,保持在25~30℃条件下电解2~4h,可制得高铁酸盐溶液约35mmol/L。紫外/高铁酸盐体系对丙溴磷和草甘膦的去除有较理想的效果,实验考察了高铁酸盐投加量、初始pH、底物浓度和紫外光照等因素对高铁酸盐氧化作用的影响。紫外光对高铁酸盐有协同作用,可促进Fe(VI)衍生Fe(V)和Fe(IV),增强其氧化性;在最佳pH9.0时,向10.0mg/L丙溴磷溶液中投加250μmol/L高铁酸盐,和5.0mg/L草甘膦溶液中投加300μmol/L高铁酸盐,二者都能得到最佳去除效果,去除率分别为62.36%和82.05%;草甘膦溶液中CODCr的去除率可达60%,但存在去除上限。分次投加可以提高高铁酸盐的氧化效率。同时实验还比较分析了两种药品的效果差别。 本实验得出了电解制备Fe(VI)的最佳电解液浓度、电流密度、温度和时间等参数。考察并得出了UV/Fe(VI)体系处理丙溴磷和草甘膦反应的最佳投加量、初始pH、底物浓度,以及UV影响和Fe(VI)投加方式等对农药降解及CODCr的去除效果。


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