申请日2015.01.23
公开(公告)日2015.06.03
IPC分类号C02F9/10; C02F101/38; C02F103/30
摘要
本发明公开了一种基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水的方法，向硝基苯胺废水中加入吸附剂，吸附过滤后的滤液再通过大孔树脂进行吸附，检测出柱液在400nm特征吸收峰的吸光度，当吸光度为0.5时，停止过柱，出柱液待用;将出柱液的pH值调节至5.0～6.5，减压蒸馏回收氯化铵盐，浓缩液回用，与出柱液混合，冷凝液直接排放。本发明首次提出了采用吸收光谱监测硝基苯胺类废水水质的理念，拓展了硝基苯胺类及具有光谱响应污水的监测手段，避免氯离子等无机物对于COD监测的影响，处理工艺简单、稳定、完全。
权利要求书
1.一种基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水 的方法，其特征在于， 包括如下步骤：
(1)向硝基苯胺废水中加入吸附剂，吸附过滤后的滤液再通过大孔 树脂进行吸附，检测出柱液在400nm特征吸收峰的吸光度，当吸光度为 0.5时，停止过柱，出柱液待用;
(2)将步骤(1)得到的出柱液的pH值调节至5.0～6.5，减压蒸馏回 收氯化铵盐，浓缩液回用至步骤(1)中，与出柱液混合，冷凝液直接排 放。
2.根据权利要求1所述的基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水的方 法，其特征在于，步骤(1)中，吸附后的大孔树脂经解吸后得到解吸液， 调节解吸液的pH值为8～10，过滤回收对硝基苯胺。
3.根据权利要求1或2所述的基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水 的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的大孔树脂为苯乙烯-二苯乙烯 共聚大孔树脂。
4.根据权利要求3所述的基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水的方 法，其特征在于，所述大孔树脂的型号为HYA-105。
5.根据权利要求4所述的基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水的方 法，其特征在于，吸附后的大孔树脂经质量分数为4～6%的盐酸溶液进行 解吸，解吸温度为50～70℃;
所述盐酸溶液以0.5～2BV/hr的速度通过吸附后的大孔树脂。
6.根据权利要求1所述的基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水的方 法，其特征在于，向解吸液中加入质量分数为2～6%的氢氧化钠溶液，用 于调节解吸液的pH值。
7.根据权利要求1所述的基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水的方 法，其特征在于，步骤(1)中，以硝基苯胺废水的质量计，加入吸附剂 的质量百分比为0.55‰～1%。
8.根据权利要求1或4所述的基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水 的方法，其特征在于，步骤(1)中，调节滤液的pH值大于8后，再以 0.5～2BV/hr的速度通过大孔树脂。
说明书
一种基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水的方法
技术领域
本发明涉及工业废水技术领域，具体涉及一种基于吸收光谱综合治理 硝基苯胺废水的方法。
背景技术
化工生产推动着社会进步，但是也带来不可忽视的环境污染，对社会 发展和人类的健康产生了严重的直接或者间接的危害。化工行业对环境的 污染主要是化工生产中排出的废水、废气和废渣。在环境污染中，化工污 染占各类污染的80%～90%。化工行业由于使用化学原料数量大、种类多， 生产过程中排出的“三废”也就具有数量大，成分复杂，含危害物质多的特 点。20世纪五、六十年代，世界化学工业(尤其是石油化学工业)的兴起 和迅速发展，更加剧了环境污染的危机。
近年来，印染、轻纺织的迅速发展，带来了一系列的环境问题。我国 是纺织印染业的第一大国，印染加工过程使用大量化学药剂和染化料，其 废水内含多种有毒、有害物质。我国印染废水排放量约占整个工业废水的 35%，且回用率不到10%，90%以上作废水排放。所以，化工印染行业的 治理显得尤为重要。
硝基苯胺类化合物是各种直接、酸性、分散染料及颜料的中间体，重 要的农药中间体，生产印染化工生产过程中产生的硝基苯胺类废水，高色 度，高COD，高盐分，成分极为发杂，且毒害性大，此类废水处理起来 较为困难，基于碳材料的处理及与生化反应联用，如公开号为 CN102351295A的中国专利文献公开了一种对氯邻硝基苯胺废水处理方 法，用活性炭塔将对氯邻硝基苯胺废水处理到无色透明，在置换反应釜中 加生石灰，控制温度在120℃，反应时间2小时，去除游离态的氨以及以 氯化铵盐形式存在的氨。
又如公开号为CN104045143A的中国专利文献公开了一种活性炭纤 维催化还原处理对硝基苯胺废水的方法，(A)根据需要称取一定量的活 性炭纤维作为催化剂，并转移到1L的厌氧模拟反应器中;(B)将 0.1～0.2AL、20mM的缓冲溶液和0.8L一定浓度的对硝基苯胺废水加入到 厌氧模拟反应器中，并将反应器密封;(C)用99.99%的高纯氮气将反应 器顶空及水溶液中的氧气排尽，以确保厌氧状态;(D)根据不同的需要 用气密性注射器将还原剂硫氢化钠溶液加入到反应器中;(E)将反应器 置于回旋振荡器上于常温常压下震荡反应。
又如公开号为CN101244878A的中国专利文献公开了一种对硝基苯 胺废水的治理及资源回收的方法，将对硝基苯胺废水冷却析出晶体，过滤 析晶后的废水并脱除滤液中的游离氨，过滤步骤B处理后的出水，调pH 值至酸性或弱碱性，用经磷酸盐浸渍水蒸汽高温活化制得的黏胶基活性炭 纤维吸附其中的对硝基苯胺，将吸附出水蒸发浓缩，析晶并过滤出氯化铵 结晶。
上述方法成本较高，均不利于资源回收利用。
发明内容
本发明公开了一种基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水的方法，首次 提出了采用吸收光谱监测硝基苯胺类废水水质的理念，拓展了硝基苯胺类 及具有光谱响应污水的监测手段，避免氯离子等无机物对于COD监测的 影响，处理工艺简单、稳定、完全。
一种基于吸收光谱综合治理硝基苯胺废水的方法，包括如下步骤：
(1)向硝基苯胺废水中加入吸附剂，吸附过滤后的滤液再通过大孔 树脂进行吸附，检测出柱液在400nm特征吸收峰的吸光度，当吸光度为 0.5时，停止过柱，出柱液待用;
(2)将步骤(1)得到的出柱液的pH值调节至5.0～6.5，减压蒸馏回 收氯化铵盐，浓缩液回用至步骤(1)中，与出柱液混合，冷凝液直接排 放。
本发明处理的硝基苯胺废水，其中，对硝基苯胺的含量为0.001wt%～ 15wt%，邻硝基苯胺的含量为0.001wt%～1wt%，间硝基苯胺的含量为 0.001wt%～0.5wt%，含有微量的硝基氯苯(邻、间、对同分异构体)、硝 基苯酚(邻、间、对同分异构体)等，氯化铵含量为8wt%～20wt%，含 固量为20wt%～35wt%。该废水的COD为10000mg/L～45000mg/L，pH 7～ 10，深红棕色，浑浊不透明，强烈刺激性的氨味。
由于硝基苯胺废水中盐为饱和氯化铵盐，其中所含饱和的氯离子影响 COD的测定。因此本发明中采用紫外分光光度计对出柱液进行全波长扫 描，在200～220nm和400nm波长有吸收峰值，且400nm峰值较完整， 因此，选用400nm吸收峰的吸光度值来检测出水中对硝基苯胺的含量。
将判定是否停止过柱的吸光度值限定为0.5，此时，出柱液的水质仍 然达标，由于我们采用间歇性检测，因此，考虑该检测的滞后性，保证检 测结束后出柱液的水质仍然达标，将吸光度的值限定为0.5。吸光度超过 0.5时，意味着出柱液中，对硝基苯胺的含量增多，若在400nm时，出水 吸光度为0.8时，硝基苯胺的含量约为28.3%，合并吸光度小于0.8的柱 出水，浓缩蒸盐，得到颜色暗黄的氯化铵盐。
步骤(1)中，吸附后的大孔树脂经解吸后得到解吸液，调节解吸液 的pH值大于10，过滤回收对硝基苯胺。
作为优选，步骤(1)中，所述的大孔树脂为苯乙烯-二苯乙烯共聚大 孔树脂。进一步优选，所述大孔树脂的型号为HYA-105，白色、颗粒状， 含水量为1wt%～8wt%。优选的大孔树脂具有最佳的废水处理效果，与本 发明中的吸收光谱检测法相适应。
作为优选，吸附后的大孔树脂经质量分数为4～6%的盐酸溶液进行解 吸，解吸温度为50～70℃;
所述盐酸溶液以0.5～2BV/hr(每小时0.5～2倍树脂体积)的速度通 过吸附后的大孔树脂。
作为优选，向解吸液中加入质量分数为2～6%的氢氧化钠溶液，用于 调节解吸液的pH值。
作为优选，步骤(1)中，以硝基苯胺废水的质量计，加入吸附剂的 质量百分比为0.55‰～1%。
所述的吸附剂为活性炭，该活性炭颗粒的碘值为1200～2600mg/g，比 表面积为1500～3000m2/g，灰分<2wt%，热水洗涤去除灰分，在100～120℃ 下烘6h～12h，备用。
作为优选，步骤(1)中，调节滤液的pH值大于8后，再以0.5～2BV/hr 的速度通过大孔树脂。
本发明根据硝基苯胺废水的水质情况，选用HYA-105大孔树脂，并 将吸附剂吸附、过滤后得到的滤液以0.5～2BV/hr的速度通过该HYA-105 大孔树脂。
更加详细的步骤如下：
(1)水样预处理
取硝基苯胺废水，采用质量百分比为0.5‰～1%活性炭颗粒吸附处理 10～30min后过滤，抽滤后得深红色透明的滤液。
(2)HYA-105大孔吸附树脂填充柱处理硝基苯胺废水
(a)树脂填装：用量筒取40mL～100mL树脂敦实(填充柱宽高比为 15～30)，用去离子水转移至树脂柱中，树脂上部保留3cm～5cm 的水层。
(b)处理过柱：用氨水调节滤液的pH值大于8，以每小时树脂体积 0.5～2倍流速通过树脂层，间断性检测出水水质情况，不达标时 停止过柱，出柱液待用。
(c)置换填充柱废水：大孔树脂处理废水后用1～2倍去离子水置换树 脂内废水预处理过的废水(出水颜色为黄色)。
(d)盐酸解析：用2～4倍树脂体积的2～10%盐酸溶液再生树脂，流速 为每小时树脂体积的0.5～2倍。
(e)碱洗再生：用2～3倍树脂体积的2～10%的氢氧化钠溶液以0.5～2 倍流速过柱，使大孔树脂再生。
(f)水洗：用2～3倍树脂体积的去离子水冲洗树脂，流速为每小时树 脂体积的1～4倍，填充柱出水pH约为7。
(3)提取、回收硝基苯胺化合物
吸附饱和后的大孔树脂用2～4倍树脂体积的4～6%盐酸溶液解析，解 析液经过碱析，得到硝基苯胺化合物，用液相色谱分析其纯度。
(4)回收氯化铵盐
收集出柱液，盐酸调pH为5.0～6.5，减压蒸馏得到氯化铵盐。
与现有技术相比，本发明具有如下优点;
(1)本发明首次提出了采用吸收光谱监测硝基苯胺类废水水质的新 颖理念，拓展了硝基苯胺类及具有光谱响应污水的监测手段，避免氯离子 等无机物对于COD监测的影响，处理工艺简单、稳定、完全。
(2)本方法实现工业污水治理资源化、回收利用的理念，得到纯度 较高的对硝基苯胺化合物和氯化铵盐;同时极大的降低硝基苯胺废水的治 理成本，对硝基苯作为直接、酸性、分散染料及颜料的中间体，具有极高 的经济价值，氯化铵也具有较好的经济价值。