The use of BMED for glyphosate recovery from glyphosate neutralization liquor in view of zero discharge.
J Hazard Mater · 2013 · 260:660-7 · PMID 23832058 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 농업과 정책 > 기타·종설 · 식이
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알칼리성 글리포세이트 중화액은 높은 염도를 가지며 농약 산업에서 심각한 환경 오염 문제를 야기한다. 그러나 중화액에 포함된 높은 농도의 글리포세이트로 인해 회수 잠재력이 높다. 본 연구에서는 폐수 제로 배출을 목표로 하여, 글리포세이트 회수 및 고농도의 염기/산 생산을 위해 3구획 양극막 전기투석(BMED) 공정을 파일럿 규모로 적용하였다. 실험 결과, BMED가 공급 용액으로부터 NaCl을 99.0% 제거하고 이 분획을 높은 농도와 순도의 HCl 및 NaOH로 전환할 수 있음을 입증하였다. 이는 파라포름알데히드, 글리신 및 디메틸인산염의 만니히 반응을 통해 생성된 중간 생성물의 가수분해 반응에 재활용되며, 이 과정에서 염산 존재 하에 트리에틸아민 촉매를 사용하여 글리포세이트 생산 공정 중 트리에틸아민 촉매를 회수하는 데 사용된다. 공급 용액으로부터의 글리포세이트 회수율은 96% 이상으로 산업적 생산에 적합한 수준이었다. 농도 2.0 mol L$^{-1}$의 NaOH 생산 현재 효율은 67%를 초과하며, 이 때의 에너지 소비량은 전류 밀도 60 mA cm$^{-2}$에서 2.97 kWh kg$^{-1}$이다. 전류 밀도가 감소함에 따라 현재 효율은 증가하고 에너지 소비량은 감소하여, 전류 밀도 30 mA cm$^{-2}$에서는 각각 87.13%와 2.37 kWh kg$^{-1}$을 나타냈다. 따라서 BMED는 산업적 적용에서 제로 배출 및 자원 재활용을 목표로 글리포세이트 중화액의 탈염 및 글리포세이트 회수 측면에서 높은 잠재력을 가진다.ORIGINAL ABSTRACT
Alkaline glyphosate neutralization liquors containing a high salinity pose a severe environmental pollution problem by the pesticide industry. However, there is a high potential for glyphosate recovery due to the high concentration of glyphosate in the neutralization liquors. In the study, a three-compartment bipolar membrane electrodialysis (BMED) process was applied on pilot scale for the recovery of glyphosate and the production of base/acid with high concentration in view of zero discharge of wastewater. The experimental results demonstrate that BMED can remove 99.0% of NaCl from the feed solution and transform this fraction into HCl and NaOH with high concentration and purity. This is recycled for the hydrolysis reaction of the intermediate product generated by the means of the Mannich reaction of paraformaldehyde, glycine and dimethylphosphite catalyzed by triethylamine in the presence of HCl and reclamation of the triethylamine catalyst during the production process of glyphosate. The recovery of glyphosate in the feed solution was over 96%, which is acceptable for industrial production. The current efficiency for producing NaOH with a concentration of 2.0 mol L(-1) is above 67% and the corresponding energy consumption is 2.97 kWh kg(-1) at a current density of 60 mA cm(-2). The current efficiency increases and energy consumption decreases as the current density decreases, to 87.13% and 2.37 kWh kg(-1), respectively, at a current density of 30 mA cm(-2). Thus, BMED has a high potential for desalination of glyphosate neutralization liquor and glyphosate recovery, aiming at zero discharge and resource recycling in industrial application.| 저자 | Shen, J.; Huang, J.; Liu, L.; Ye, W.; Lin, J.; Van der Bruggen, B. |
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| 저널 | Journal of hazardous materials |
| 권·호·쪽 | 260, 660-7 |
| PMID | 23832058 |
| DOI | 10.1016/j.jhazmat.2013.06.028 |
| MeSH | Catalysis; Chemical Industry; Electrochemistry; Environmental Pollutants; Environmental Restoration and Remediation; Glycine; Hydrochloric Acid; Hydrogen-Ion Concentration; Hydrolysis; Membranes, Artificial; Pesticides; Sodium Chloride; Sodium Hydroxide; Time Factors; Water Pollutants, Chemical; Water Purification; Glyphosate |