本发明属于废水处理方法领域,具体涉及一种紫外消解乙二胺四亚甲基膦酸的方法。
背景技术：
工业循环冷却水在不断循环使用过程中，水中的矿物质含量不断增加, 引起设备管道结垢，水垢不但影响系统的冷却效果，同时还给冷却管路系统造成腐蚀，导致冷却管路穿孔泄漏。因此，循环水中防垢十分重要。有机磷酸盐具有良好的缓蚀阻垢性能，在循环冷却水中应用普遍。
乙二胺四亚甲基膦酸（EDTMPA），常温下为白色结晶性粉末，微溶于水，在室温下溶解度小于5%，易溶于氨水。EDTMPA属于亚甲基膦酸型水处理剂，在水处理剂中应用较早的药剂之一。由于它能在水中与Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+等金属离子形成双五元环螯合物，因此它具有较好的阻碳酸钙垢的效果和对碳钢的缓蚀性能。因此，EDTMPA在循环冷却水化学处理中被广泛应用。
对于含大量有机磷EDTMPA的去除方法，目前主要是前期消解，将有机磷转化为无机磷再去除。而有机磷水样的消解方法主要有氧化转化法、硝酸-高氯酸或硝酸-硫酸消解法、微波或超声波消解法，但是此类方法消解时间过长，容易产生对健康有害的污染物，并且消解的终点不易确定，会造成测定结果的误差。陈士夫等（光催化降解磷酸酯类农药的研究，感光科学与光化学）以TiO2小球作光催化剂，研究磷酸酯类农药光催化降解的规律，该方法利用375W中压汞灯照射一定浓度的磷酸酯类农药（内含3.0gTiO2/beads光催化剂），同时利用空气泵通入空气进行消解，但此种加入固体催化剂的方法增加了工业用水的处理难度，且能耗较高。孙晓娟等（紫外光催化消解—分光光度法测定循环水中的总磷，石油化工）在过硫酸钾存在下，碱性介质中，用紫外光（20W紫外杀菌灯）催化消解—分光光度法测定循环水中的总磷，此方法需调节碱性环境，在实际循环水处理过程中不易实现，且消解时间需15分钟，消解时间长，达不到快速消解的目的，且能耗较高。陈小萍（紫外光氧化消解—分光光度法在乙烯厂循环水总磷测定中的应用，广东化工）研究了在碱性环境中，以过硫酸钾为氧化剂，利用紫外光消解乙烯厂循环水检测总磷的方法，该方法需要进行灯距的选择及调节，并且需要调节碱性环境，步骤繁琐，在实际水处理中应用较难，消解时间过长，达不到快速消解的目的。
技术实现要素：
针对上述情况，为克服现有技术之不足，本发明提供一种利用低压汞灯快速消解乙二胺四亚甲基膦酸的方法。
术语说明：
EDTMPA：化学名乙二胺四亚甲基膦酸，分子式C6H12O12N2P4；
本发明技术方案如下：
一种紫外消解乙二胺四亚甲基膦酸的方法，采用以下步骤：
（1）向含有乙二胺四亚甲基膦酸的水溶液A中加入过硫酸钠得混合水溶液；
（2）将步骤（1）制备的混合水溶液利用10W低压汞灯消解，得消解后水溶液B。
优选地，步骤（1）中混合水溶液中过硫酸钠的浓度大于等于0.8g/l；更优选地，所述的过硫酸盐的浓度为0.8-1.0g/l。
优选地，步骤(1)所述的乙二胺四亚甲基膦酸和过硫酸盐的质量比大于等于1：80；更优选地，所述乙二胺四亚甲基膦酸和过硫酸盐的质量比为1:80～100。
优选地，步骤（2）所述的消解时间应大于等于2分钟；所述的消解时间为2～3分钟。
优选地，步骤（2）通过下述公式计算乙二胺四亚甲基膦酸的消解率：
，其中CA为依据国标法GB11893—89测定水溶液A中的总磷浓度，CB为本发明紫外消解法测得的总磷浓度。
本发明的方法在常温条件下进行，pH变化对消解率无明显影响，无需调节pH。本发明的方法特别适合于含有EDTMPA的工业循环水处理，方法简单、易操作，处理效率高，节能环保。
附图说明
图1为实施例5中pH对EDTMPA消解率的影响；
图2为实施例6中消解时间对 EDTMPA 消解率的影响。
有益效果
（1）对含有乙二胺四亚甲基膦酸的水溶液进行直接紫外光氧化，无需加入催化剂，方便后续工艺处理，消解率可达96%以上，消解效率高，操作简便。
（2）采用10W低压汞灯，相较于300W高压汞灯具有消解时间快、消解率高的优势，此方法能耗低，节能环保。
（3）所投加氧化剂，容易获得，且价格低廉，极大减少了处理成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明,但不限于此。
实施例1
紫外光氧化法消解有机磷EDTMPA的方法，在具体实施中包括以下步骤：
配10mg/L的EDTMPA水溶液于250mL容量瓶中，加入4mL浓度为0.8g/L的过硫酸钠，使乙二胺四亚甲基膦酸和过硫酸钠的质量比为1：80，倒入紫外消解装置内消解2分钟，利用紫外分光光度法测得磷浓度为0.42mg/L。利用国标法GB11893—89测得10mg/L的DTPMPA水溶液中总磷含量为0.43mg/L。消解率为97%。
实施例2
紫外光氧化法消解有机磷EDTMPA的方法，在具体实施中包括以下步骤：
配10mg/L的EDTMPA水溶液于250mL容量瓶中，加入4mL浓度为1g/L的过硫酸钠，使乙二胺四亚甲基膦酸和过硫酸钠的质量比为1：100，倒入紫外消解装置内消解3分钟，利用紫外分光光度法测得磷浓度为0.416mg/L。利用国标法GB11893—89测得10mg/L的DTPMPA水溶液中总磷含量为0.43mg/L。消解率为96.7%。
实施例3
紫外光氧化法消解有机磷EDTMPA的方法，在具体实施中包括以下步骤：
配10mg/L的EDTMPA水溶液于250mL容量瓶中，加入4mL浓度为1.2g/L的过硫酸钠，使乙二胺四亚甲基膦酸和过硫酸钠的质量比为1：120，倒入紫外消解装置内消解3.5分钟，利用紫外分光光度法测得磷浓度为0.415mg/L。利用国标法GB11893—89测得10mg/L的DTPMPA水溶液中总磷含量为0.43mg/L。消解率为96.5%。
实施例4
紫外光氧化法消解有机磷EDTMPA的方法，在具体实施中包括以下步骤：
配10mg/L的EDTMPA水溶液于250mL容量瓶中，加入4mL浓度为0.8g/L的过硫酸钾，使乙二胺四亚甲基膦酸和过硫酸钾的质量比为1：80，倒入紫外消解装置内消解2分钟，利用紫外分光光度法测得磷浓度为0.39mg/L。利用国标法GB11893—89测得10mg/L的EDTMPA水溶液中总磷含量为0.43mg/L。消解率为90.6%。
对比例1（采用过氧化氢氧化）
配10mg/L的EDTMPA水溶液于250mL容量瓶中，加入0.6mL 30%的过氧化氢，倒入紫外消解装置内消解2分钟，利用紫外分光光度法测得磷浓度为0.19mg/L。利用国标法GB11893—89测得10mg/L的EDTMPA水溶液中总磷含量为0.43mg/L。消解率为44.7%。利用H2O2为氧化剂消解率低。
对比例2（采用300W高压汞灯消解2分钟）
配10mg/L的EDTMPA水溶液于500mL容量瓶中，加入8mL浓度为0.8g/L的过硫酸钠，使乙二胺四亚甲基膦酸和过硫酸钠的质量比为1：80，倒入紫外消解装置（300W高压汞灯）内消解2分钟，利用紫外分光光度法测得磷浓度为0.15mg/L。利用国标法GB11893—89测得10mg/L的DTPMPA水溶液中总磷含量为0.43mg/L。消解率为34.9%。
验证试验
实施例5
配10mg/L的EDTMPA水溶液于250mL容量瓶中，加入4mL浓度为0.8g/L的过硫酸钠，利用稀硫酸、氢氧化钠水溶液调节pH，倒入紫外消解装置内消解2分钟，利用紫外分光光度法测消解后的磷含量，结果如图1所示。利用国标法GB11893—89测得10mg/L的EDTMPA水溶液中总磷含量为0.43mg/L。平均消解率达96%以上。
实施例6
配10mg/L的EDTMPA水溶液于250mL容量瓶中，加入4mL浓度为0.8g/L的过硫酸钾，倒入紫外消解装置内消解，每隔半分钟取样，利用紫外分光光度法测消解后的磷含量，消解率与消解时间的结果如图2所示。利用国标法GB11893—89测得10mg/L的EDTMPA水溶液中总磷含量为0.43mg/L。