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杨家添 等
甘蔗渣处理中成药制药废水的研究
消除残留过氧化氢对于CODcr测试的影响，将石灰乳加入清液中，调节其pH值为7～9[24]，静止30min后将
清液再次离心，取二次离心清液测定CODcr.脱色率和CODcr去除率按以下公式（10）、（11）计算.
脱色率(%)=(A0-A)/A0×100%
公司；硫酸银，AR，上海申博化工有限公司；邻菲罗啉，AR，上海三爱思试剂有限公司；硫酸亚铁，
AR，廉江市爱廉化试剂有限公司；盐酸，AR，廉江市爱廉化试剂有限公司；氢氧化钠，AR，上海三爱
思试剂有限公司；石灰乳，工业级；实验用水均为蒸馏水.
1.3 实验仪器和设备
电子调温电热套（MYB型，天津市中环实验电炉有限公司）；精密pH计（pHS-3C型，上海雷磁仪器
1 实验部分
1.1 吸附原理
利用铁活化甘蔗渣结合H2O2形成Fenton试剂反应，提高处理废水的催化氧化能力.Fenton试剂之所以
具有很强的氧化能力，是因为其中的Fe2+和H2O2反应生成羟基自由基(•OH), 其处理废水原理如下[19-21]：
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + •OH
②试亚铁灵指示剂：称取0.742克邻菲罗啉(Cl2H8N2•H2O，PhenanthroLine mono—hydrate)，0.348克
FeSO4•7H2O，溶解于蒸馏水中，稀释至50mL，贮存于棕色试剂瓶中.
③ 0.1N硫酸亚铁铵((NH4)2Fe(SO4)2·6H2O)标准溶液：称取20g (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶解于少 量蒸馏水中，加入10mL浓硫酸，冷却后稀释至500mL，摇匀，临用时，用重铬酸钾标准溶液标定.标定方
2 实验结果与讨论
2.1 pH值对废水脱色率和CODcr去除率的影响
技发展有限公司）；其它常用分析仪器.
1.3.1 废水来源
本实验的废水取自广西玉林某制药厂，经测定废水的最大吸收波长在340nm处，原水在该波长的吸光
度为1.789.pH为4.5～5.5，CODcr为10888.436～1618.448mg•L-1.
1.3.2 甘蔗渣吸附剂的制备
采集含水率为80%的甘蔗，去表面残留污物后，用蒸馏水洗净，自然晾干.在150℃烘箱中烘干48 h
后，粉碎，过10目筛网.将过筛后的甘蔗渣浸泡于20 g•L-1的七水硫酸亚铁溶液中活化24h，活化后的甘蔗 渣再放入105℃烘箱内烘干12 h后，即成为吸附剂[23].
1.4 催化氧化吸附实验
量取50mL制药废水移至250mL的碘量瓶中，将废水调至特定的pH值，再加入一定量的甘蔗渣，用移液
管移取一定体积的H2O2加入碘量瓶.控制水浴温度振荡处理一定时间，离心取上层清液测定脱色率.为了
[收稿日期] 2012-09-06 [基金项目] 广西理工科学实验中心开放课题资助（LGZXKF201111）。 [作者简介] 杨家添（1965～），男，广西容县人，玉林师范学院实验设备中心实验师，主要研究方向：功能材料及废 水处理。
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第5期
去除率为评价指标，探讨铁活化甘蔗渣处理废水主要单因素的影响规律.有望通过催化氧化实验去除废水 的色度和CODcr，使废水达到国家污水排放标准，以期获得较为理想的吸附条件，为甘蔗渣的综合利用 提供基础.
厂）；可见光分光光度计（722N型，上海精密科学仪器有限公司）；水浴恒温振荡器（SHZ-88型，金坛
市医疗仪器厂）；循环水式多用真空泵（SHB-III型，郑州长城科工贸有限公司）；全自动电子分析天平
（FA2104N型，上海民侨精密科学仪器有限公司）；双光束红外分光光度计（WGH-30/6型，天津市港东科
N ——硫酸亚铁铵当量浓度.
④硫酸－硫酸银(H2SO4-Ag2SO4)溶液：于1000mL浓硫酸中，加入l0g硫酸银，放置l-2日，并不时摇 动，使其溶解.
(3)测定方法
①吸取10.00mL浓度均匀的水样(或经稀释后的水样，其COD浓度50-400mg•L-1)，置于150mL锥形瓶
化
制 药工业废水通常具有成分复杂，有机污染物种类多、含盐量高、NH3—N浓度高和含氮有机物的 毒性大等特点[1]，如果废水不经处理而直接排放，将严重影响周围的生态环境[2].中药制药废水 主要来源于中药材的水提、醇提工序排出废水、设备冲洗水等.由于药物种类多、生产工艺差别 大，排出的废水成分复杂、色度深、有机物浓度高、悬浮物多、难降解物质多、COD值高，属较难处理
玉林师范学院学报
第5期
V1——滴定空白所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数； V2——滴定水样所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数； V ——水样体积毫升数. 1.6 红外光谱测试 采用WGH-30/6型双光束红外光谱仪对样品的分子基团进行表征.分别取原甘蔗渣和铁活化的甘蔗渣式 样，分别取2mg试样采用压片法来测试，扫描范围在0～4000cm-1内进行.
色.记录所消耗的硫酸亚铁铵溶液的毫升数.
④同时取10.00mL蒸馏水作空白试验，其步骤和水样测定同步，记录消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的毫
升数.
(4)计算
式中：
水样化学需氧量(COD)=(V1－V2)×N×8×1000/V(mg•L-1)
N ——硫酸亚铁铵标准溶液的当量浓度；
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(1)原理：在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵做
指示剂，用硫酸亚铁铵回滴.根据用量，算出水中还原性物质消耗氧的量.
(2)分析试剂配制
①0.2500N重铬酸钾(K2CrO7)溶液：称取在120℃下烘干至恒重(一般烘干2小时)的优级纯重铬酸钾 (K2CrO7)6.1289克，溶解于加入适量蒸馏水的烧杯中，将该溶液移人500mL容量瓶中，用蒸馏水洗涤烧杯 三次以上，并向容量瓶中加蒸馏水稀释至刻度线，即可获得0.2500N的K2CrO7溶液.为了充分保障重铬酸 钾的完全溶解，应多次洗涤烧杯，以免残留.并在容量瓶中存放1日左右.
中，加入10.00mL重铬酸钾标准溶液，缓慢加入15mL硫酸－硫酸银溶液和数粒玻璃珠，轻轻摇动锥形瓶使
混匀，加热回流2小时(从开始沸腾时计时).
②将回流好的水样从回流装置中取出并冷却，冷却后，向锥形瓶中加蒸馏水至近70mL.
③冷却后，加2-3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液由黄色经兰绿色变为红褐
DOI:10.13792/45-1300/z.2012.05.007
第 33 卷 第 5 期 2012 年
玉林师范学院学报（自然科学）
Vol.33 No.5
JOURNAL OF YULIN NORMAL UNIVERSITY (Natural Science)
甘蔗渣处理中成药制药废水的研究
（1）
Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + H+ + HO2•
（2）
4Fe2+ + O2 + 4H+ → 4Fe3+ + 2H2O
（3）
Fe2+ + •OH → Fe3+ + OH-
（4）
RH + •OH →…→ CO2 + H2O
（5）
•OH + H2O2 → H2O + HO2•
学 的制药废水之一[3-4].目前，制药废水的处理方法主要有：物化法[5-6]、化学法[7-8]、生化法[9-10]以及多方法
的组合处理[11-12]等，虽然能够进行污染物的分离处置和有害物质的转化分解，但制药废水的种类繁多，废 水中某些有机污染物不能有效去除彻底，有的甚至还会产生二次污染，难以达到排放标准要求，处理成 本过高.因此，急需寻找一种既经济又环境友好的方法来降解制药废水. 生物吸附技术是近年来发展的废水处理新技术，其中生物吸附剂的研究成为热点.大量研究表明，一 些微生物、有机物以及农业废弃物等对金属离子都有很强的吸附能力[13-14].甘蔗渣是最主要的天然纤维之 一，是制糖工业的主要副产品，是一种富含纤维素的可再生资源.广西是我国最大的产糖区，蔗渣资源 丰富而巨大，具有特色的资源优势.而目前甘蔗渣主要应用于糖厂的锅炉燃料和造纸等[15]，产品附加值较 低，如何合理开发利用蔗渣资源具有重要的现实意义和研究价值[16].活性炭是目前最有效的吸附剂之一， 能有效地去除废水的色度和COD.但活性炭不仅价格贵，而且再生存在一定的局限性.目前可考虑采用物 化、生化联用来处理废水，如构建农业废弃物（甘蔗渣）吸附——固体发酵（吸附产物）复合法.如果将甘蔗 渣制备成活性炭再用于废水处理，既防止了影响环境，又达到变废为宝的目的，且经济易得，相对其它 原料而言，操作成本较低.这将是综合利用甘蔗渣的有效途径，还可缓和对活性炭的需求矛盾[17].目前， 将甘蔗渣用于模拟废水处理方面的研究已有报道[18]，但用其于制药废水等实际废水的处理未见报道.本研 究采用FeSO4溶液对原甘蔗渣进行活化，使其成为吸附能力强的吸附剂，再通过结合一定量的H2O2，以形 成类似Fenton试剂具有催化氧化吸附作用机理的催化剂，用于中成药制药废水的处理；以脱色率、CODcr
□杨家添1，陈 凤2，谢祖芳3，陈 渊3，韦庆敏3
（1.玉林师范学院 实验设备中心，广西，玉林 537000；2.博白龙潭中学，广西 博白 537000； 3.玉林师范学院，化学与材料学院，广西 玉林 537000）
[摘 要] 采用铁活化甘蔗渣对中成药制药废水进行吸附研究，以脱色率和CODcr去除率为评 价指标，考察了pH值、投加量、温度、H2O2加入量和反应时间等因素对废水吸附效果的影响. 结果 表明，随着pH值的升高，脱色率和CODcr去除率均先增高后降低；增加甘蔗渣投入量，CODcr去除率 上升，而脱色率下降；高温不利于废水的处理；H2O2加入量对脱色率有显著的影响；反应时间对脱 色率和CODcr去除率也有一定的影响. 实验最佳处理条件为：处理液pH值为初始液pH值，在50mL废 水中投加量为3.0g，温度为35℃，H2O2加入量为4.0mL，反应时间为2h. 在最佳条件下，制药废水的 脱色率和CODcr去除率分别为87.59%和51.88%. 同时用红外吸收光谱对甘蔗渣结构进行了表征. [关键词] 甘蔗渣；制药废水；吸附；脱色率；CODcr去除率 [中图分类号] X703.1 [文献标识码] A [文章编号] 1004-4671（2012）05-0035-07