[發明專利]一種催化還原處理間二硝基苯廢水的方法

在審

• 申請號: 201410320916.5
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104045142A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 劉新會;鞏文雯;于艷君;侯靜;梁寶翠;趙勝男
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F101/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于環境保護廢水處理技術領域，涉及一種催化還原處理間二硝基苯廢水的方法。

背景技術

間二硝基苯是合成染料、顏料、炸藥及其他精細化學品的重要中間體，廣泛存在于染料、醫藥、農藥、炸藥等工業廢水中。間二硝基苯的生產工藝是以苯為原料，經磺化、硝化、中和、還原、堿溶和酸析等過程制取。排放的廢水成分復雜，色度大，COD_Cr高。間二硝基苯化學性能穩定，對生物毒性大，屬于難生物降解有機化合物，直接排放將污染水域，破壞生態。

處理間二硝基苯廢水的方法主要分為：物理法，化學法等。物理法最常用的是萃取法和吸附法，如發明“一種間二硝基苯生產廢水的處理方法”(申請號200510094930.9)，文獻“萃取法預處理問二硝基苯生產廢水”(林中祥，2002)。這些工藝流程相對較簡單，投資和運行成本也不高，但對如何防止被分離出來的化學物質的二次污染等問題還需要進行進一步研究?；瘜W法常用的是化學氧化法和電化學法。臭氧氧化處理，如發明“一種對洗車廢水中二硝基苯的臭氧處理方法”(申請號201210025249.9)；化學氧化法，如文獻“利用Fenton試劑預處理間二硝基苯生產廢水”(余宗學，2002)；電化學方法，如文獻“微電解處理間二硝基苯生產廢水的研究”(余宗學，2004)。另外還可將化學法與物理法聯用，如文獻“微電解-催化氧化-吸附法處理二硝基苯廢水”(丁軍委和江秀華，2006)?；瘜W氧化法的處理成本相對較高，在國內實現工業化尚需時日。如上所述，這些技術的發展為處理間二硝基苯廢水，減輕間二硝基苯類物質對環境的污染提供了更多的手段，但這些方法均有一定的缺陷和局限性，因此有必要開發一種反應條件溫和，簡便易行經濟高效的處理方法。

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生快速的還原反應(Kemper等，2008；Oh等，2009；Yu等，2011；2012；Amezquit等，2013)。目前還未見催化還原法處理間二硝基苯廢水的相關發明專利。

發明內容

本發明的目的就是提供一種催化還原處理間二硝基苯廢水的方法。

本發明的技術方案如下：

一種催化還原處理間二硝基苯廢水的方法，包括以下步驟：

(A)根據需要稱取一定質量的黑炭作為催化劑，并轉移到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一定濃度的間二硝基苯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；

(D)根據不同的需要用氣密性注射器將還原劑硫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℃，1atm)下震蕩反應。

本發明所述黑炭為化石燃料和生物質不完全燃燒生成的具有高度芳香化結構的含碳顆粒物，包括木炭、煙灰、飛灰和活性炭等。

本發明提供的催化劑的濃度為0.1-2.0g/L。

本發明提供的緩沖液為：Na₂HPO₄/NaH₂PO₄沖液，用以調節反應體系的pH值范圍在5-9之間。

本發明處理的間二硝基苯廢水的濃度為10-200mg/L。

本發明提供的還原劑為硫化鈉所配置的溶液，其濃度為35-240mg/L。

本發明提供的震蕩反應的轉速為150-200轉/分鐘。

與現有技術相比本發明具有以下優點：

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；

2.反應快速高效，對污染物的還原轉化徹底，本發明對間二硝基苯的轉化率最高可達96％，使其還原轉化為苯胺類物質，不會造成二次污染；

3.處理成本低，本發明所用還原劑為硫化鈉，催化劑為黑炭，便宜易得，制備簡單且反應活性高，黑炭清洗后可重復使用，節省成本，具有顯著的環境優勢和經濟優勢。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明提供的催化還原處理間二硝基苯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明。

實施例1：硫化鈉還原間二硝基苯