環(huán)保酵素對(duì)去除水中余氯的試驗(yàn)研究

薛書雅 李鳳梅 高云霞

(河北建筑工程學(xué)院能源與環(huán)境工程學(xué)院,河北 張家口 075000)

環(huán)保酵素對(duì)去除水中余氯的試驗(yàn)研究

薛書雅 李鳳梅 高云霞

(河北建筑工程學(xué)院能源與環(huán)境工程學(xué)院,河北 張家口 075000)

環(huán)保酵素是3份廚余(鮮垃圾)同1份紅糖以及10份水混合后經(jīng)厭氧發(fā)酵3個(gè)月所產(chǎn)生的液體.它具有極強(qiáng)的酸性和還原性，因此得知其對(duì)水中余氯有一定的去除作用.通過采用碘量法測(cè)定水中余氯的含量的方法來探究環(huán)保酵素對(duì)水中余氯的去除效果，進(jìn)而對(duì)環(huán)保酵素加入量、環(huán)保酵素在水中反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)過程的溫度等反應(yīng)過程中的影響因素進(jìn)行研究，從而獲得最佳去除條件.

環(huán)保酵素；余氯；碘量法

0 引 言

目前，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活水平在不斷進(jìn)步，人民對(duì)生活品質(zhì)要求也越來越高.再加上生態(tài)文明、節(jié)能環(huán)保理念的加強(qiáng)，環(huán)保酵素[1]的發(fā)展日益得到重視.在現(xiàn)實(shí)生活中，余氯的存在是不可必免的.余氯是指供水過程中或水處理之后，使用氯消毒劑消毒后殘留在水中的以正價(jià)存在的氯.在實(shí)際生活中為了避免細(xì)菌、大腸桿菌等微生物在供水管網(wǎng)中大量繁衍，供水管網(wǎng)中必須保證有一定的余氯量.按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定供水管網(wǎng)中余氯的含量：氯與水接觸30分鐘后余氯含量不應(yīng)低于0.3 mg/L，集中式給水除符合上述要求外，管網(wǎng)末梢水中余氯含量要高于0.05 mg/L.[2]但是，眾所周知，余氯對(duì)我們生活甚至人體均有危害.因此，對(duì)水中余氯的去除具有深遠(yuǎn)意義.

測(cè)量余氯的方法[3]有多種，比如碘量法、分光光度法、電化學(xué)方法等等.經(jīng)綜合考慮，碘量法[4]方法簡(jiǎn)單、所需儀器藥品等均簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，操作也簡(jiǎn)單等等.楊珍[5]在碘量法測(cè)定自來水中余氯實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化的研究中得出碘量法測(cè)定自來水中余氯含量的最佳測(cè)定條件，取200 mL自來水需10 mL醋酸、0.4 gKI、測(cè)量時(shí)間控制在3 min內(nèi)，水溫低于50攝氏度.

筆者通過實(shí)驗(yàn)，研究了碘量法測(cè)水中余氯及環(huán)保酵素對(duì)水中余氯的去除，通過對(duì)不同影響因素的研究，確定了最佳去除率的條件，結(jié)果表明，環(huán)保酵素對(duì)水中余氯具有較高去除效果，且經(jīng)濟(jì)環(huán)保，有較大的應(yīng)用前景.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

電子天平；電爐子；PH試紙；滴定管(25 mL)；碘量瓶(300 mL)；容量瓶(100 mL、500 mL、1000 mL)；吸量管(1 mL、2 mL、5 mL、10 mL)；移液管(25 mL、50 mL)；

(1+5)硫酸溶液；0.1 mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液；重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(1/6K2Cr2O7=0.0250 mol/L)；1%淀粉溶液；乙酸鹽緩沖溶液(PH=4)；KI(AR)；

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

用移液管分別吸取3份100 mL水樣放入3個(gè)300 mL碘量瓶中(如含量小于1 mg/L時(shí)，可適當(dāng)多取水樣)，然后加入0.5 gKI和5 mL乙酸鹽緩沖溶液(PH維持在3.5～4.2，若大于此PH范圍，需繼續(xù)調(diào)至PH≈4，再滴定).之后用0.0100 mol/L的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定至溶液變?yōu)榈S色時(shí)，加入1 mL淀粉溶液，溶液會(huì)迅速變藍(lán)，則繼續(xù)用上述硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色消失[6]，記錄標(biāo)準(zhǔn)溶液用量(V1、V2、V3).

式中： CNa2S2O3——硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(Na2S2O3，1/6K2Cr2O7，mol/L)；

V——硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量(mL)；

V水——水樣體積(mL)；

35.453——氯的摩爾質(zhì)量(1/2Cl2，g/mol)

2 結(jié)果與討論

2.1 環(huán)保酵素用量對(duì)水中余氯去除率的影響

首先取100 mL水樣放入碘量瓶中，再依次加入0.5 gKI和5 mL乙酸鹽緩沖溶液，調(diào)PH在4左右，用0.0100 mol/L的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定至淡黃色，加入1 mL淀粉溶液，溶液迅速變藍(lán)，再繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失，記錄消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的量.根據(jù)Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量計(jì)算水中余氯含量.

在水樣中分別加入1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL、8 mL、10 mL、15 mL、20 mL、25 mL等不同量的環(huán)保酵素，確定一定的反應(yīng)時(shí)間(5 min、10 min、15 min做了三組試驗(yàn))，且均在室溫下進(jìn)行，重復(fù)上述操作，得出水中余氯含量，從而得出隨著環(huán)保酵素量的增加水中余氯含量降低，從而計(jì)算出余氯的去除率，總結(jié)出環(huán)保酵素對(duì)水中余氯去除的影響.

環(huán)保酵素用量對(duì)水中余氯含量的影響見圖1.由圖1可知，余氯去除率隨著環(huán)保酵素量的增加而逐漸增大.且環(huán)保酵素在水中反應(yīng)時(shí)間的不同去除率也不同.當(dāng)環(huán)境條件一樣，加入15 mL環(huán)保酵素反應(yīng)15 min時(shí)余氯去除率可達(dá)99%，由此可見，在最佳條件下，反應(yīng)足夠時(shí)間可完全去除水中余氯.

圖1 環(huán)保酵素用量對(duì)水中余氯去除率的影響

2.2 環(huán)保酵素與水中余氯反應(yīng)時(shí)間對(duì)水中余氯去除率的影響

取6只碘量瓶，分別加入100 mL水樣，再加入同量的環(huán)保酵素(1 mL、5 mL、20 mL分別作了3組實(shí)驗(yàn))，控制其反應(yīng)時(shí)間不同(5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min)，再分別加入0.5 gKI和5 mL乙酸鹽緩沖溶液，調(diào)PH在4左右，用0.0100 mol/L的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定至淡黃色時(shí)加入1 mL淀粉溶液，溶液迅速變藍(lán)，則繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失，記錄消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的量.根據(jù)Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量計(jì)算水中余氯含量.進(jìn)而得出水中余氯的去除率.

環(huán)保酵素與水中余氯反應(yīng)時(shí)間對(duì)水中余氯去除率的影響見圖2.由圖2可知，余氯去除率隨著環(huán)保酵素量的增加逐漸成上升趨勢(shì).且環(huán)保酵素加入量的不同對(duì)趨勢(shì)也有所影響.

圖2 環(huán)保酵素與水中余氯反應(yīng)時(shí)間對(duì)水中余氯去除率的影響

2.3 溫度不同對(duì)水中余氯去除率的影響

分別取100 mL水樣放入6個(gè)碘量瓶中，并加入同量環(huán)保酵素(5 mL)，放入不同的恒溫水浴加熱(30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、)及室溫，待其反應(yīng)固定時(shí)間(15 min)，再分別加入0.5 g碘化鉀和5 mL乙酸鹽緩沖溶液，調(diào)PH在4左右，用0.0100 mol/L的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定至淡黃色時(shí)向各溶液中加入1 mL淀粉溶液，溶液迅速變藍(lán)，則繼續(xù)滴定直至藍(lán)色消失，記錄消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的量.根據(jù)Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量計(jì)算水中余氯含量.進(jìn)而得出水中余氯的去除率.溫度對(duì)環(huán)保酵素去除水中余氯的去除率的影響見圖3.由圖可見，在100 mL水樣中，加入5 mL環(huán)保酵素，反應(yīng)15 min后，測(cè)得余氯去除率在40 ℃時(shí)達(dá)最高，可達(dá)82.2%左右.

圖3 溫度對(duì)環(huán)保酵素去除水中余氯的去除率的影響

3 結(jié) 論

采用環(huán)保酵素去除水中余氯，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，通過碘量法測(cè)水中余氯含量的變化得出環(huán)保酵素在不同條件下對(duì)余氯的去除率，整個(gè)過程，所需儀器設(shè)備藥品簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，操作不復(fù)雜，且準(zhǔn)確度高.通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)保酵素對(duì)水中余氯去除有較高的去除率，在100 mL水樣中，室溫加入20 mL環(huán)保酵素反應(yīng)時(shí)間30 min去除率率可達(dá)96.7%，另外在100 mL水樣中加入5 mL環(huán)保酵素，反應(yīng)15 min，測(cè)得余氯去除率在40 ℃時(shí)達(dá)最高，可達(dá)82.2%左右.除此之外，在最佳條件下，加入足夠環(huán)保酵素反應(yīng)足夠時(shí)間可完全去除.另外最佳條件的確定還需進(jìn)一步研究.

[1]鄒夢(mèng)遙,吳俊良,胡卓,吳思曉,蔡銳冰,肖相政.不同單一原料自制環(huán)保酵素抗氧化力初探[J].廣東化工,2015(16):296～298

[2]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.GB 5750-2006生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006

[3]馬紅娜.改性樹脂制備及其去除飲用供水中余氯機(jī)理與工藝研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文.2005

[4]潘協(xié)商,魏蘭芬,林軍明,等.四種方法對(duì)醫(yī)院污水中總余氯測(cè)試的對(duì)比試驗(yàn)[J].中國(guó)消毒學(xué)雜志,2009,26(6):639～642

[5]楊珍.碘量法測(cè)定自來水中余氯實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化的研究[J].環(huán)境科技,2012,25(2)

[6]陳志龍.淺談水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)[J].科技與企業(yè),2014

Study on the Test of Removal of Residue Chlorine by Garbage Enzyme

XUEShu-ya,LIFeng-mei,GAOYun-xia

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou 075000)

Garbage enzyme is the liquid which is produced by the mixture of 3% kitchen waste(fresh garbage),1% brown sugar and 10% water after 3-month anaerobic fermentation.It has strong acid and reductive performance,so that it has certain effect on the removal of residual chlorine in water.Through the method of determination of residual chlorine in water by iodometric method,the effect of garbage enzyme on the removal of residual chlorine in water is explored.Then,some influencing factors are researched,such as the amount of enzyme added,reaction time of garbage enzyme in the water,and reaction temperature in the process,so as to obtain the optimal removal condition.

garbage enzyme;residual chlorine;iodometry

2016-11-04

河北建筑工程學(xué)院校級(jí)科研基金項(xiàng)目(Z-201320)

薛書雅(1993-)，女，在讀研究生，所學(xué)專業(yè)為市政工程，從事水處理研究.

10.3969/j.issn.1008-4185.2017.02.034

O 69，X 7

A