一種活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)境保護廢水處理【技術領域】，涉及一種活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法。本發(fā)明主要步驟如下：在含有預先稱重的活性炭纖維的厭氧模擬反應器中，加入緩沖溶液和一定濃度的對硝基苯胺廢水，向反應體系中充入99.99％高純氮氣(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氫化鈉溶液。最后將反應器置于旋轉(zhuǎn)振蕩器中，于常溫常壓下震蕩反應。本發(fā)明反應體系溫和，反應快速高效，處理成本低，是一種能夠解決實際問題，具有顯著經(jīng)濟優(yōu)勢和環(huán)境優(yōu)勢的處理方法。
【專利說明】一種活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護廢水處理【技術領域】，涉及一種活性炭纖維催化還原處理對硝 基苯胺廢水的方法。

【背景技術】
[0002] 對硝基苯胺是染料工業(yè)的中間體，強烈的高鐵血紅蛋白生成劑.毒性比苯胺大， 人體吸收后可出現(xiàn)發(fā)疳、溶血性貧血或肝臟損害，該毒物經(jīng)皮膚吸收率隨氣溫、相對濕度的 增聞而增聞。
[0003] 苯胺類化工廢水治理較為困難，許多學者對對硝基苯廢水的治理進行了大量的研 究，取得了一定的成績。目前國內(nèi)外治理對硝基苯胺廢水主要采用物理法、化學法以及生 物法。對硝基苯胺廢水處理的發(fā)展減輕了工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的負擔，但尚未出現(xiàn)具有顯著經(jīng) 濟和環(huán)境優(yōu)勢的突破性技術。以吸附法和萃取法為代表的物理法工藝流程相對簡單。投資 和運行成本也不高。可作為化學氧化和生物法的預處理手段。但需警惕被分離出來的物 質(zhì)產(chǎn)生二次污染；化學處理的熱點是高級氧化技術的深入研究，但是化學法處理成本較高； 生物處理技術在治理和防治污染方面仍起到了相當重要的作用。目前對硝基苯胺廢水治理 的發(fā)展更多的在于綜合運用現(xiàn)有的處理方法和技術。近年來，化學還原法處理硝基苯類廢 水的方法受到了人們的關注。據(jù)報道，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（Kemper 等，2008 ;0h等，2009 ;Yu等，2011 ；2012 ;Amezquit等，2013)。目前還未見催化還原法處理 對硝基苯胺廢水的相關發(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纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法。
[0005] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0006] 一種活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法，包括以下步驟：
[0007] (A)根據(jù)需要稱取一定質(zhì)量的活性炭纖維作為催化劑，并轉(zhuǎn)移到1L的厭氧模擬反 應器中；
[0008] (B)將0. 1-0. 2L、20mM的緩沖溶液和0. 8L-定濃度的對硝基苯胺廢水加入到厭氧 模擬反應器中，并將反應器密封；
[0009] (C)用99. 99%的高純氮氣將反應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氫化鈉溶液加入到反應器中；
[0011] (E)將反應器置于回旋振蕩器上于常溫常壓（25°C，latm)下震蕩反應。
[0012] 本發(fā)明所述活性炭纖維，其單絲直徑為10-20 μ m ；BET比表面積為1743m2/g ;總比 孔容為0. 8-1. 2ml/g ;微孔率為83. 9%。
[0013] 本發(fā)明提供的催化劑的濃度為0. 1-5. 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)反應體系的pH值范圍在 5-9之間。
[0015] 本發(fā)明處理的對硝基苯胺廢水的濃度為10-1000mg/L。
[0016] 本發(fā)明提供的還原劑為硫氫化鈉所配置的溶液，其濃度為35_940mg/L。
[0017] 本發(fā)明提供的震蕩反應的轉(zhuǎn)速為150-200轉(zhuǎn)/分鐘。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0019] 1.反應體系溫和，均在常溫常壓下反應，不僅對反應設備要求不高，耗能也很低， 方法簡單易行，可操作性強，便于在實際中推廣應用；
[0020] 2.反應快速高效，對污染物的還原轉(zhuǎn)化徹底，本發(fā)明對對硝基苯胺的轉(zhuǎn)化率最高 可達98%，使其徹底還原轉(zhuǎn)化為對苯二胺，不會造成二次污染；
[0021] 3.處理成本低，本發(fā)明所用還原劑為硫氫化鈉，催化劑為活性炭纖維，便宜易得且 反應活性高，活性炭清洗后可重復使用，節(jié)省成本，具有顯著的環(huán)境優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。

【具體實施方式】
[0022] 以下通過實施例對本發(fā)明提供的活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方 法及效果進行進一步說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
[0023] 實施例1 ：
[0024] 在8個1L厭氧模擬反應器中，加入pH為7的磷酸鹽緩沖液和濃度為300mg/L的 對硝基苯胺廢水，向反應器中充入高純氮氣（以去除反應體系中的氧氣，形成厭氧環(huán)境）， 向反應器中分別加入35mg/L、200mg/L、560mg/L、940mg/L還原劑硫氫化鈉溶液，然后，1-4 號反應器中不加催化劑，在5-8號反應器中分別加入2g活性炭（使其濃度為2g/L)作為反 應催化劑。將反應器密封置于旋轉(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90小時，反應后還原產(chǎn)物為對苯二胺。對硝基苯胺的轉(zhuǎn)化率見表1。
[0025] 表1硫氫化鈉還原條件下對硝基苯胺的轉(zhuǎn)化率
[0026]

【權利要求】
1. 一種活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法，其特征在于包括以下步驟： (A)根據(jù)需要稱取一定質(zhì)量的活性炭纖維作為催化劑，并轉(zhuǎn)移到1L的厭氧模擬反應器 中； (B)將0. 1-0. 2L、20mM的緩沖溶液和0. 8L-定濃度的對硝基苯胺廢水加入到厭氧模擬 反應器中，并將反應器密封； (C)用99. 99%的高純氮氣將反應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氫化鈉溶液加入到反應器中； (E)將反應器置于回旋振蕩器上于常溫常壓（25°C，latm)下震蕩反應。
2.根據(jù)權利要求1所述活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法，其特征在 于：步驟（A)所述活性炭纖維，其單絲直徑為10-20μπι;ΒΕΤ比表面積為1743m2/g;總比孔 容為0. 8-1. 2ml/g ;微孔率為83.9%0
3.根據(jù)權利要求1所述活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法，其特征在 于：步驟(A)所述催化劑的濃度為0. 1-5. Og/L。
4.根據(jù)權利要求1所述活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法，其特征在 于：步驟（B)所述緩沖液為Na2HP04/NaH2P04沖液，用以調(diào)節(jié)反應體系的pH值范圍在5_9之 間。
5.根據(jù)權利要求1所述活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法，其特征在 于：步驟（D)所述對硝基苯胺廢水的濃度為10-1000mg/L。
6.根據(jù)權利要求1所述活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法，其特征在 于：步驟（D)所述還原劑為硫氫化鈉所配置的溶液，其濃度為35-940mg/L。
7.根據(jù)權利要求1所述活性炭纖維催化還原處理對硝基苯胺廢水的方法，其特征在 于：步驟（E)所述震蕩反應的轉(zhuǎn)速為150-200轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號】C02F101/38GK104045143SQ201410320918
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權日:2014年7月8日
【發(fā)明者】劉新會, 鞏文雯, 趙勝男, 韓磊, 王娟, 于艷君 申請人:北京師范大學