申请日2018.03.21
公开(公告)日2018.08.28
IPC分类号C02F9/04; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种苯胺类废水的处理方法，包括如下步骤：(1)将苯胺的废水经过滤器过滤除去沉淀类杂质;(2)采用树脂柱对滤液进行处理，吸附滤液中的苯胺;(3)采用无机酸将滤液的pH调节至5‑6.5，加入铁、活性炭及稀土元素，在气浮状态下反应，得到处理液;(4)向处理液中加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁的用量为1.2～3.5g/L，双氧水的用量为1.2～5.4g/L，反应结束后提取上层清液;(5)采用活性炭对上清液进行吸附处理。本发明的方法能有效除去废水中苯胺以及其他大分子有机物，实现了废水的工业再利用。
权利要求书
1.一种苯胺类废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)将苯胺的废水经过滤器过滤除去沉淀类杂质;
(2)采用树脂柱对滤液进行处理，吸附滤液中的苯胺;
(3)采用无机酸将滤液的pH调节至5-6.5，加入铁、活性炭及稀土元素，在气浮状态下反应，得到处理液;
(4)向处理液中加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁的用量为1.2～3.5g/L，双氧水的用量为1.2～5.4g/L，反应结束后提取上层清液;
(5)采用活性炭对上清液进行吸附处理。
2.根据权利要求1所述的一种苯胺类废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中苯胺的pH值为8-9，COD含量为30000-40000mg/L，苯胺含量为2800～3500mg/L。
3.根据权利要求2所述的一种苯胺类废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述树脂柱为DA201-C型树脂柱、NKA-2型树脂柱或H-103型树脂柱。
4.根据权利要求3所述的一种苯胺类废水 的处理方法，其特征在于，经步骤(2)处理后，废水中苯胺含量为原来的一半。
5.根据权利要求4所述的一种苯胺类废水的处理方法，其特征在于，步骤(3)中稀土元素为铈或镧，所述稀土元素的用量为1～30.0g/L。
6.根据权利要求1或5所述的一种苯胺类废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)的反应时间为40-100min。
7.根据权利要求6所述的一种苯胺类废水的处理方法，其特征在于，步骤(5)之后还包括：将处理后液体pH调至6.8-7.5。
8.根据权利要求1或7所述的一种苯胺类废水的处理方法，其特征在于，所述活性炭的用量为8-12g/mL。
说明书
一种苯胺类废水的处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种苯胺类废水的处理方法。
背景技术
苯胺俗称阿尼林油，是一种具有芳香气味的无色油状液体，它是芳香胺类最有代表性的物质，暴露在空气中或日光下易变成棕色，具有长期残留性、生物蓄积性、被美国EPA列为优先控制的129种污染物之一，国家规定的工业废水中苯胺类物质的三级排放标准为5mg/L。作为染料工业中最重要的中间体之一，苯胺毒性很大，且在环境中性质稳定，不易降解;苯胺废水极难处理，如随意排放会对水体造成严重污染。
作为工业中最重要的中间体之一，生产过程中残留的苯胺是苯胺废水的主要来源。苯胺是一种重要的有机化工原料，广泛应用与燃料、农业、医药、军工等行业。国内众多染料厂、农药厂、制药厂及其它化工厂在生产过程中都会产生各类苯胺废水。在农药工业中用于生产许多杀虫剂、杀菌剂如DDV、除草醚、毒草胺等;苯胺是橡胶助剂的重要原料，用于制造防老剂甲、防老剂丁、防老剂RD及防老剂4010、促进剂M、808、D及CA等;也可作为医药磺胺药的原料，同时也是生产香料、塑料、清漆、胶片等的中间体;并可作为炸药中的稳定剂、汽油中的防爆剂以及用作溶剂;其它还可以用作制造对苯二酚、2-苯基吲哚等。在染料工业中可用于制造酸性墨水蓝G、酸性媒介BS、酸性嫩黄、直接橙S、直接桃红、靛蓝、分散黄棕、阳离子桃红FG和活性艳红X-SB等;在有机颜料方面有用于制造金光红、金光红G、大红粉、酚菁红、油溶黑等;在印染工业中用于染料苯胺黑。例如苯胺在制成苯胺黑的过程中，苯胺氧化合成聚苯胺(吲哒胺结构)，聚苯胺与硝基苯高温缩合(吖嗪结构)生产最终产物(李文祺，颜料苯胺黑1#的合成工艺研究)。在此过程中，残留的苯胺是废水的主要污染物质。
苯胺在染料工艺上是染液的主要成分之一，苯胺与盐酸、水按照一定比例混合成甲液，与醋酸、氯酸钠、硫酸铜、氯化铵、水合成的乙液混合形成染液(曹振宇，中国近代合成染料生产及染色技术发展研究);
苯胺呈碱性，与酸易生成盐。其氨基上的氢原子可被烃基或酰基取代，生成二级或三级苯胺及酰基苯胺。当苯胺进行取代反应时，主要生成邻、对位取代产物。苯胺与亚硝酸反应生成重氮盐，由此盐可制成一系列苯的衍生物和偶氮化合物。
苯胺类废水通常具有以下特点：
(1)污染物结构复杂、浓度高
这类废水一般污染物结构复杂，且在水中的溶解度大，因而这类废水在水中浓度及COD均在几千至几万mg/L。
(2)含盐量高
来源有机合成的苯胺类废水一般都含NaCl、NaSO4等无机盐，有时浓度高达20-30%。
(3)废水酸(碱)性强
(4)色泽深
苯胺类物质都还有发色基团胺基，在反应时容易发生变色反应，生成色度很高的产物。
(5)不易于生物降解
苯胺类物质一般有环状结构，相当稳定，难于生物降解。苯胺类物质在水中的BOD/COD值较低，对微生物一般有生长抑制作用，可生化性差，用常规的生化方法难达到理想的效果。
(6)生物毒性大
苯胺类化合物属具有较高的生物毒性，为对生物或微生物有致畸或致癌作用的物质，对人体危害很大。因而苯胺类化合物是环境中禁止或严格控制的有毒有机物，是国家控制的一类化合物。
现有苯胺废水处理技术主要有：
1)物理法：包括吸附法、萃取法、膜分离法等。吸附法一般需再处理且成本较高，再生困难，存在二次污染的问题;萃取法对胺含量较高的废水可以进行回收，而对于稀溶液则要用络合萃取法进行回收，且萃取法中有机溶剂可能会造成环境的二次污染，它只是对污染物的一个物理转移过程，并不是真正意义上的净化降解过程;液膜法处理苯胺废水工艺过程较复杂，且乳状液膜需制乳、破乳等工序，分离过程中的乳液溶胀和破裂限制了内相浓缩液浓度的进一步提高，且基建投资和运转费用较高，需要定期的化学清理，并且其浓缩废水处理较为困难。
2)化学法：包括超声波降解法、臭氧氧化法、湿式氧化法等。氧化法有多种，一些高级氧化技术如臭氧氧化法、湿式氧化法、光催化氧化法及超临界水氧化法，其对苯胺废水的处理效果较好，但压力，停留时间，及臭氧浓度不好控制，对苯胺去除率影响较大，且成本偏高，二次污染问题严重;超声波降解法与臭氧氧化法耗能巨大，噪音严重;湿式氧化法设备费用大，系统的一次性投资高，且易产生毒性较强的中间产物。
3)生物法：在现代的生物技术处理过程中，好氧生物氧化，兼氧生物降解及厌氧消化降解被广泛应用，但由于苯胺难以降解，生物技术处理苯胺废水存在很多限制。
因此，有必要提供一种高效、成本低廉的苯胺类废水的处理方法。
发明内容
本发明提供了一种苯胺类废水的处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种苯胺类废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)将苯胺的废水经过滤器过滤除去沉淀类杂质;
(2)采用树脂柱对滤液进行处理，吸附滤液中的苯胺;
(3)采用无机酸将滤液的pH调节至5-6.5，加入铁、活性炭及稀土元素，在气浮状态下反应，得到处理液;
(4)向处理液中加入硫酸亚铁和双氧水，其中硫酸亚铁的用量为1.2～3.5g/L，双氧水的用量为1.2～5.4g/L，反应结束后提取上层清液;
(5)采用活性炭对上清液进行吸附处理。
优选地，步骤(1)中苯胺的pH值为8-9，COD含量为30000-40000mg/L，苯胺含量为2800～3500mg/L。
优选地，步骤(2)中所述树脂柱为DA201-C型树脂柱、NKA-2型树脂柱或H-103型树脂柱。
优选地，经步骤(2)处理后，废水中苯胺含量为原来的一半。
优选地，步骤(3)中稀土元素为铈或镧，所述稀土元素的用量为1～30.0g/L。通过步骤(3)的气浮与铁碳协同处理，可以将大部分有机大分子降解为无色的小分子物质。
优选地，步骤(4)的反应时间为40-100min。
优选地，步骤(5)之后还包括：将处理后液体pH调至6.8-7.5。
优选地，所述活性炭的用量为8-12g/mL。
Fenton(芬顿)氧化：H2O2在Fe2+的催化作用下生产羟基自由基，其具有强氧化性，Fenton试剂能氧化某些难降解及有毒性的物质;Fenton试剂在处理有机废水时能产生铁水络合物，同样能起到絮凝作用。
本发明的有益效果是：
本发明的苯胺类废水的处理方法，首先采用树脂柱除去废水中部分苯胺，然后加入稀土元素将废水中部分有机大分子降解为小分子物质，再通过加入Fenton试剂氧化残留苯胺以及某些难降解及有毒性的物质，最后采用活性炭进行吸附，能有效除去废水中苯胺以及其他大分子有机物，实现了废水的工业再利用。
