一種活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法。本發(fā)明主要步驟如下：在含有預(yù)先稱重的活性炭的厭氧模擬反應(yīng)器中，加入緩沖溶液和一定濃度的對(duì)硝基苯甲酸廢水，向反應(yīng)體系中充入99.99％高純氮?dú)?以除去體系中的氧氣，形成厭氧環(huán)境)，向此體系中加入一定濃度的還原劑硫代硫酸鈉溶液。最后將反應(yīng)器置于旋轉(zhuǎn)振蕩器中，于常溫常壓下震蕩反應(yīng)。本發(fā)明反應(yīng)體系溫和，反應(yīng)快速高效，處理成本低，是一種能夠解決實(shí)際問(wèn)題，具有顯著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和環(huán)境優(yōu)勢(shì)的處理方法。
【專利說(shuō)明】一種活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯 甲酸廢水的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 芳香族硝基化合物是重要的有機(jī)化工原料及中間體，因生物難降解而造成長(zhǎng)期累 積產(chǎn)生的工業(yè)廢水帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題已引起廣泛關(guān)注。對(duì)硝基苯甲酸是一種有用的有機(jī) 合成中間體主要用于醫(yī)藥（制備麻醉劑）、染料和農(nóng)藥的生產(chǎn)。目前，在空氣、水和土壤中都 發(fā)現(xiàn)有少量的硝基苯甲酸類物質(zhì)。這類物質(zhì)對(duì)眼睛、皮膚、粘膜和上呼吸道均有刺激作用。
[0003] 處理有機(jī)廢水的傳統(tǒng)方法有生化法、吸附法、液膜法、電化學(xué)法和化學(xué)氧化法等。 但這些方法均有一定的缺陷和局限性，因此有必要開(kāi)發(fā)一種反應(yīng)條件溫和，簡(jiǎn)便易行快速 高效的處理方法。近年來(lái)，化學(xué)還原法處理硝基苯類廢水的方法受到了人們的關(guān)注。據(jù)報(bào) 道，某些硝基芳香類化合物（如，硝基苯，2，4_二硝基甲苯，3-氯硝基苯，4-硝基苯酚等）在 還原劑和黑炭的作用下能發(fā)生快速的還原反應(yīng)（Kemper等,2008 ;0h等,2009 ;Yu等,2011 ； 2012 ；Amezquit等，2013)。目前還未見(jiàn)催化還原法處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的相關(guān)發(fā)明專 利。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是提供一種活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法，包括以下步驟：
[0007] (A)根據(jù)需要稱取一定質(zhì)量的活性炭作為催化劑，并轉(zhuǎn)移到1L的厭氧模擬反應(yīng)器 中；
[0008] (B)將0. 1-0. 2L、20mM的緩沖溶液和0. 8L-定濃度的對(duì)硝基苯甲酸廢水加入到厭 氧模擬反應(yīng)器中，并將反應(yīng)器密封；
[0009] (C)用99. 99%的高純氮?dú)鈱⒎磻?yīng)器頂空及水溶液中的氧氣排盡，以確保厭氧狀 態(tài)；
[0010] (D)根據(jù)不同的需要用氣密性注射器將還原劑硫代硫酸鈉溶液加入到反應(yīng)器中；
[0011] (E)將反應(yīng)器置于回旋振蕩器上于常溫常壓（25°C，latm)下震蕩反應(yīng)。
[0012] 本發(fā)明所述活性炭的原料為椰子殼，其元素組成為，C元素 86. 67%，Η元素 5. 23%, Ν元素 4. 02%, 0元素 4. 08% ；ΒΕΤ比表面積為1474m2/g ;總孔容為1. 141ml/g ;微 孔率為42. 35%。
[0013] 本發(fā)明提供的催化劑的濃度為0. 1-1. Og/L。
[0014] 本發(fā)明提供的緩沖液為：Na2HP04/NaH2P0 4沖液，用以調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值范圍在 5-9之間。
[0015] 本發(fā)明處理的對(duì)硝基苯甲酸廢水的濃度為10_200mg/L。
[0016] 本發(fā)明提供的還原劑為硫代硫酸鈉所配置的溶液，其濃度為35_240mg/L。
[0017] 本發(fā)明提供的震蕩反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為150-200轉(zhuǎn)/分鐘。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 1.反應(yīng)體系溫和，均在常溫常壓下反應(yīng)，不僅對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求不高，耗能也很低， 方法簡(jiǎn)單易行，可操作性強(qiáng)，便于在實(shí)際中推廣應(yīng)用；
[0020] 2.反應(yīng)快速高效，對(duì)污染物的還原轉(zhuǎn)化徹底，本發(fā)明對(duì)對(duì)硝基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率最 高可達(dá)100%，使其徹底還原轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的對(duì)胺基苯甲酸，不會(huì)造成二次污染；
[0021] 3.處理成本低，本發(fā)明所用還原劑為硫代硫酸鈉，催化劑為活性炭，便宜易得且反 應(yīng)活性高，活性炭清洗后可重復(fù)使用，節(jié)省成本，具有顯著的環(huán)境優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法 及效果進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但并不因此而限制本發(fā)明。
[0023] 實(shí)施例1 :硫代硫酸鈉還原對(duì)硝基苯甲酸廢水
[0024] 在8個(gè)1L厭氧模擬反應(yīng)器中，加入pH為7的磷酸鹽緩沖液和濃度為30mg/L的對(duì) 硝基苯甲酸廢水，向反應(yīng)器中充入高純氮?dú)猓ㄒ匀コ磻?yīng)體系中的氧氣，形成厭氧環(huán)境）， 向反應(yīng)器中分別加入35mg/L、100mg/L、170mg/L、240mg/L還原劑硫代硫酸鈉溶液，然后， 1-4號(hào)反應(yīng)器中不加催化劑，在5-8號(hào)反應(yīng)器中分別加入0. 5g活性炭（使其濃度為0. 5g/ L)作為反應(yīng)催化劑。將反應(yīng)器密封置于旋轉(zhuǎn)振蕩器中，于常溫常壓下以150-200轉(zhuǎn)/分鐘 的轉(zhuǎn)速震蕩反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)后還原產(chǎn)物為對(duì)胺基苯甲酸。對(duì)硝基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率見(jiàn)表1。
[0025] 表1硫代硫酸鈉還原條件下對(duì)硝基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法，其特征在于包括以下步驟： (A)根據(jù)需要稱取一定質(zhì)量的活性炭作為催化劑，并轉(zhuǎn)移到1L的厭氧模擬反應(yīng)器中； (B)將0. 1-0. 2L、20mM的緩沖溶液和0. 8L-定濃度的對(duì)硝基苯甲酸廢水加入到厭氧模 擬反應(yīng)器中，并將反應(yīng)器密封； (C)用99. 99%的高純氮?dú)鈱⒎磻?yīng)器頂空及水溶液中的氧氣排盡，以確保厭氧狀態(tài)； (D)根據(jù)不同的需要用氣密性注射器將還原劑硫代硫酸鈉溶液加入到反應(yīng)器中； (E)將反應(yīng)器置于回旋振蕩器上于常溫常壓（25°C，latm)下震蕩反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法，其特征在于： 步驟（A)所述活性炭的原料為椰子殼，其元素組成為，C元素 86. 67 %，Η元素 5. 23 %，N元素 4. 02%，0元素 4. 08%；ΒΕΤ比表面積為1474m2/g ;總孔容為1. 141ml/g ;微孔率為42. 35%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法，其特征在于： 步驟(A)所述催化劑的濃度為0. 1-1. Og/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法，其特征在于： 步驟（B)所述緩沖液為Na2HP04/NaH2P04沖液，用以調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值范圍在5_9之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法，其特征在于： 步驟（D)所述對(duì)硝基苯甲酸廢水的濃度為10-200mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法，其特征在于： 步驟（D)所述還原劑為硫代硫酸鈉所配置的溶液，其濃度為35-240mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述活性炭催化還原處理對(duì)硝基苯甲酸廢水的方法，其特征在于： 步驟（E)所述震蕩反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為150-200轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號(hào)】C02F1/70GK104045141SQ201410320865
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】劉新會(huì), 鞏文雯, 梁寶翠, 趙勝男, 侯靜 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)