崔 鵬，王 永，陳文藝

高鐵酸鈉對生活污水中陰離子合成洗滌劑的去除研究

崔 鵬1，王 永2，陳文藝1

（1.黃河水利職業(yè)技術學院，河南 開封 475003；2.中鐵上海工程局集團第五工程有限公司，上海 200436）

通過自制的高鐵酸鈉對生活污水中的陰離子合成洗滌劑進行去除實驗研究。采用國標方法亞甲藍分光光度法進行測定，結果發(fā)現(xiàn)：高鐵酸鈉對生活污水中的陰離子合成洗滌劑有較好的去除作用，每100mL生活污水中，加入10mL濃度為1.41 g／L的高鐵酸鈉，水樣中陰離子合成洗滌劑的去除率為69.28%。

亞甲藍分光光度法；陰離子合成洗滌劑；高鐵酸鈉

0 引言

生活污水中的陰離子合成洗滌劑類物質被我國環(huán)境標準列為第二類污染物質。由于合成洗滌劑具有親水、親油基團，難從溶液中分離除去，往往隨工業(yè)以及生活廢水排入環(huán)境中。生活中常用的洗滌產品是生活污水中陰離子合成洗滌劑的主要來源，有關數(shù)據(jù)顯示：1995年，我國洗滌產品總產量為74.6萬t，2000年增長到123.7萬t，2005年增長到186.9萬t，到2010年已經達到了218.9萬t［1］。陰離子合成洗滌劑進入水體后，不僅導致水體水質惡化，危及到水中動植物的生理健康，同時也會大大影響到水體環(huán)境的美觀。調查顯示，當水體中陰離子合成洗滌劑濃度達到2mg／L時，就會使水體表面產生大量泡沫。泡沫的形成會阻斷水體與大氣的交換，以致溶解氧降低，水質惡化，甚至發(fā)出臭味，使水體自凈能力受阻［2］。另外，進入水體后的陰離子合成洗滌劑會與水體中的其他污染物結合，形成膠體顆粒，影響水體的生活污水的物理化學性質，從而影響到水體中漁業(yè)的發(fā)展情況。因此，對生活污水中陰離子合成洗滌劑的處理及排放的控制顯得尤為重要。

高鐵酸鹽作為新興的凈水材料，是近期眾多研究者關注的熱點。由于高鐵酸鹽是六價鐵鹽，具有較強的氧化性，對環(huán)境和生物無毒害作用，并且可以起到絮凝的效果，是一種綠色環(huán)保凈水劑。國內有不少研究者在高鐵酸鹽的制備及凈水方面做了許多研究，但針對陰離子合成洗滌劑的較少［3～5］。

本文研究了高鐵酸鈉對生活污水中陰離子合成洗滌劑的去除作用，并探討了最佳實驗條件，確定了凈水投加高鐵酸鈉的最佳用量。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

實驗所用儀器包括：紫外可見分光光度TU-1810型（上海美譜達儀器有限公司生產）、電子攪拌器JJ-1型（湖北省潛江市梅宇儀器有限公司生產）、電子天平BSA124S型 （METTLER TOLLEDO公司生產）。

實驗所用試劑包括：三氯甲烷、亞甲藍溶液、十二烷基苯磺酸鈉。試劑配制方法均來自于《生活飲用水衛(wèi)生標準》2006版。

1.2 實驗步驟

1.2.1 水樣預處理

取多份100.00mL的污水水樣，測定其pH值為7.04。實驗室溫度為23.0℃，濕度為49.0%，水溫12.0℃，濁度6.68NTU。在每份水樣中，加入不同體積濃度為1.41 g／L的高鐵酸鈉溶液，待測。

1.2.2 陰離子合成洗滌劑標準曲線的繪制

（1）取125mL分液漏斗7個，分別加入十二烷基苯磺酸鈉標準使用液 （10μg／mL）0.00mL、0.50 mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL和5.00mL，用純水稀釋至50.00mL。

（2）向標準系列中各加3滴酚酞溶液，逐滴加入氫氧化鈉溶液，使水樣呈堿性。再逐滴加入硫酸溶液，使紅色剛剛褪去。然后，各加入5.00mL三氯甲烷和10.00mL亞甲藍溶液，猛烈振搖0.5min，放置分層。若水相中藍色耗盡，則應另取少量水樣重新測定。

（3）將三氯甲烷放入第二套分液漏斗中，并向其中加入25.00mL洗滌液，猛烈振搖0.5min，靜置分層。在分液漏斗頸部，塞入少許潔凈的玻璃棉濾除水珠，將三氯甲烷緩緩放入25mL比色管中。再各加5.00mL三氯甲烷于分液漏斗中，振蕩放置分層后，合并三氯甲烷于25mL比色管中。最后，用三氯甲烷稀釋至刻度。

（4）在650 nm波長處，用3 cm比色皿，以三氯甲烷作為參比液，測量標準系列的吸光度。

（5）測得的吸光度減去零濃度空白管的吸光度，得到校正吸光度。以陰離子合成洗滌劑含量（mg／L）為橫坐標，以校正吸光度為縱坐標，做校準曲線，數(shù)據(jù)如表1所示，標準曲線如圖1所示。由標準曲線獲得回歸方程為y＝0.2121x+0.0092，其相關系數(shù)R2＝0.9995。由此證明曲線的相關性較好。

表1 陰離子合成洗滌劑標準曲線數(shù)據(jù)Table 1 Anion synthetic detergent standard curve data

圖1 陰離子合成洗滌劑標準曲線Fig.1 Anionic synthetic detergent standard curve

1.2.3 結果的表示

實驗結果的計算公式為

式中：ρ（DBS）為水樣中陰離子合成洗滌劑（十二烷基苯磺酸鈉）的質量濃度，mg／L；m為從工作曲線上查得陰離子合成洗滌劑的質量，μg；v為水樣體積，mL。

1.2.4 實驗條件的選擇

（1）反應時間的選擇。室溫條件下，在水樣（原始濃度為5.86mg／L）中加入10.00mL濃度為1.41g／L的高鐵酸鈉，超聲震蕩不同的時間，測定水樣的陰離子合成洗滌劑，并計算去除率，結果如圖2所示。由圖2可以看出，隨著超聲時間的增加，陰離子合成洗滌劑的去除率先提高，過了20min后，去除率開始下降。這可能是由于高鐵酸鈉本身不夠穩(wěn)定，超聲時間過長會使其分解造成的。因此，超聲震蕩時間最佳為20min。

表2 不同超聲時間陰離子合成洗滌劑的去除率Table 2 Removal rate of anionic synthetic detergent of different ultrasonic time

圖2 陰離子合成洗滌劑的去除率隨超聲時間的變化趨勢Fig.2 Variation trend of anionic synthetic detergent removal rate of different ultrasonic time

（2）pH的選擇。室溫條件下，用稀硫酸調節(jié)水樣的pH值，然后加入10.00mL濃度為1.41 g／L的高鐵酸鈉，超聲震蕩20min，測定水樣的陰離子合成洗滌劑，并計算去除率，其結果如表3所示，陰離子合成洗滌劑的去除率隨pH的變化趨勢如圖3所示。由表3和圖3可以看出，在pH值為6.0時，去除率超過了 55%，當 pH值＝7.0時，去除率達到了69.28%，隨著pH值的增加，去除率又而逐漸降低。這可能是是由于溶液偏堿性以后，高鐵酸鈉更為穩(wěn)定，反而影響其活性造成的。

表3 不同pH值陰離子合成洗滌劑的測定結果Table 3 Testing results of anionic synthetic detergent of different pH values

圖3 陰離子合成洗滌劑的去除率隨pH的變化趨勢Fig.3 Variation trend of anionic synthetic detergent removal rate of different pH values

2 結果與討論

加入不同體積自制的高鐵酸鈉溶液，測定其陰離子合成洗滌劑，計算去除率，比較去除效果，測定結果如表4所示，去除率的變化趨勢如圖4所示。由表4和圖4可以看出，沒有加入高鐵酸鈉處理前的生活污水水樣中陰離子合成洗滌劑的原始濃度為5.86mg／L，加入不同體積的高鐵酸鈉以后，水樣中陰離子合成洗滌劑的濃度隨著加入量的增加而遞減，水樣中陰離子合成洗滌劑的去除率逐漸增加。

由圖4陰離子合成洗滌劑去除率的變化趨勢可以看出，每100.00mL生活污水水樣中，隨著加入高鐵酸鈉溶液的體積增大，陰離子合成洗滌劑的去除率逐漸增加，且在加入量為10.00mL時，水樣中陰離子合成洗滌劑的含量為1.80mg／L，去除率已達到69.28%，之后逐漸趨于平緩。所以，每100.00mL生活污水水樣中，加入10.00mL濃度為1.41 g／L的高鐵酸鈉可以較好的降低水樣中陰離子合成洗滌劑的含量，且試劑投加量較小，既達到了凈水的要求，又節(jié)約了原材料的成本。

表4 加入高鐵酸鹽后陰離子合成洗滌劑的測定結果Table 4 Testing results of anionic synthetic detergent of adding ferrate

圖4 陰離子合成洗滌劑去除率隨高鐵酸鹽體積增加的變化趨勢Fig.4 Variation trend of anionic synthetic detergent removal rate

3 結語

本研究探討了高鐵酸鈉對生活污水中陰離子合成洗滌劑的去除，確定了最佳實驗條件、最佳試劑投放量等，并對其去除率進行了計算。通過計算發(fā)現(xiàn)，高鐵酸鈉對生活污水中的陰離子合成洗滌劑的去除效果較好，處理后的生活污水完全達到國標標準中污水排放的要求。

［1］趙書林，李舒婷.工業(yè)廢水中陰離子表面活性劑的分光光度法測定［J］.分析科學學報，2003，06（2）：38-49.

［2］姜安璽，夏冰，李亞選.表面活性劑 LAS廢水處理研究進展［J］.安全與環(huán)境學報，2004，4（2）：82-85.

［3］陳西良，李黨生，陳欣.微博輻照輔助次氯酸鹽氧化法制備高鐵酸鹽溶液［J］.廣東化工，2014，17（41）：73-74.

［4］崔鵬，張向遠，劉斌.高鐵酸鹽對生活污水脫氮除磷效果研究［J］.黃河水利職業(yè)技術學院學報，2013，25（3）：49-51.

［5］Peng Cui，Shanshan Chen，Dangsheng Li，Peng Zhao. Preparation of sodium ferrate by M icarowave metheod［J］.Advanced Materials Research Vols.781-784（201）. 2225-2228.

[責任編輯 楊明慶]

Research on Removal of Sodium Ferrate to Anionic Synthetic Detergent in Domestic Sewage

Cui Peng1,Wang Yong2,Chen Yongyi1
(1.Yellow River Conservancy Technical Institute,Kaifeng 475004,Henan,China; 2.The Fifth Engineering Company Limited of Shanghai Civil Engineering Co.,Ltd of CREC,Shanghai 200436,China)

With the removal test research of self-regulating sodium ferrate to anionic synthetic detergent in domestic sewage,by the international standard Methylene Blue Spectrophotometric method,we find out that: Sodium ferrate has a better removal effect on anionic synthetic detergent in domestic sewage,if we add 10m l concentration of sodium ferrate is 1.41 g/L into per 100 ml of domestic sewage,we can make the removal rate of anion synthetic detergent in the samples reach 69.28%.

Methylene Blue Spectrophotometric Method;anionic synthetic detergent;sodium ferrate

X703

A

1008-486X（2015）03-0051-04

2015-01-05

黃河水利職業(yè)技術學院科研基金項目：高鐵酸鹽對校區(qū)污水凈化的擴大試驗研究（2013KXJS010）。

崔 鵬（1977-），女，河南開封人，講師，碩士，主要從事化學、環(huán)境類專業(yè)的教學與研究工作。