申请日2012.04.01
公开(公告)日2012.07.25
IPC分类号C02F101/38; C02F1/70
摘要
本发明公开了一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法，属于污水处理技术领域。其步骤为：(1)将硫化亚铁破碎至粒度为50-60目，并通过水洗或酸洗露出硫化亚铁新鲜表面待用;(2)将处理后的硫化亚铁加入到反应容器中;(3)将硝基苯废水加入到上述反应容器中，其中反应容器中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比不小于30：1，且硫化亚铁的质量浓度不低于3.6g/L;(4)将反应容器置于厌氧或缺氧环境，使硫化亚铁与硝基苯废水混合，混合反应60~180min后，即完成硝基苯废水的预处理。本发明采用廉价的FeS预处理含硝基苯废水，操作简单，成本低廉，在较短时间内实现了硝基苯的高效预处理效果，硝基苯去除率可达90%以上，大大节省了处理费用。
权利要求书
1.一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法，其步骤为：
(1)将硫化亚铁破碎至粒度为50-60目，并通过水洗或酸洗露出硫化亚铁新鲜表面待用;
(2)将步骤(1)处理后的硫化亚铁加入到反应容器中;
(3)将硝基苯废水加入到上述反应容器中，其中反应容器中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比不小于30：1，且硫化亚铁的质量浓度不低于3.6g/L;
(4)将步骤(3)的反应容器置于厌氧或缺氧环境，使硫化亚铁与硝基苯废水混合，混合反应60~180min后，即完成硝基苯废水的预处理。
2.根据权利要求1所述的一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法，其特征在于：其中，步骤(4)的反应温度为5~30℃。
3.根据权利要求2所述的一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法，其特征在于：其中，步骤(4)中将反应容器密封，以形成厌氧或缺氧环境。
4.根据权利要求3所述的一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法，其特征在于：其中，步骤(4)中将密闭后的反应容器置于立式转盘上混合反应，转速为10~50r/min。
说明书
一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及预处理含硝基苯废水的方法，更具体地说，涉及一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法。
背景技术
硝基苯广泛应用于医药、染料、农药、国防等行业，是一种有毒性但较为重要的化工原料，是美国环保局重点控制的129 种污染物之一，是我国确定的优先控制的58 种有毒化学品之一。目前国内外提出了许多处理硝基苯废水的方法，归纳起来可分为生物法、物理法、化学法。由于硝基官能团的吸电子性，硝基苯很难通过生物氧化的方式去除;当采用生物还原法去除硝基苯时，硝基苯被还原为苯胺后，仍需后续生物氧化的方法实现苯胺的完全矿化。物理法容易造成二次污染且处理费用较高，其广泛应用受到限制。化学法由于可以在短时间内实现硝基苯向苯胺的转化，实际应用中多采用化学法对高浓度含硝基苯废水进行预处理，以降低对生化池的冲击负荷。目前零价铁还原硝基苯是预处理硝基苯废水中研究较多的方法。零价铁还原硝基苯虽具有反应速度快、实用性强的特点，但其成本较高。
硫化亚铁(FeS)在还原性土壤和底泥中普遍存在，土壤和底泥中含氯有机物的衰减与其密切相关。已有的研究表明，FeS可以还原重金属，如Cr6+等，以及含氯有机化合物，如四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、六氯乙烷等。在对三氯乙烯的还原转化中，单位面积FeS表现出比Fe更强的还原活性。目前利用FeS还原去除废水中硝基苯的研究和应用未见文献报道和专利公开。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中预处理含硝基苯废水的处理成本高的不足，提供一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法，本发明是利用廉价的FeS去除废水中的硝基苯，是一种简便有效、成本低廉的高效预处理含硝基苯废水的方法。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法，其步骤为：
(1)将硫化亚铁破碎至粒度为50-60目，并通过水洗或酸洗露出硫化亚铁新鲜表面待用;
(2)将步骤(1)处理后的硫化亚铁加入到反应容器中;
(3)将硝基苯废水加入到上述反应容器中，其中反应容器中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比不小于30：1，且硫化亚铁的质量浓度不低于3.6g/L;
(4)将步骤(3)的反应容器置于厌氧或缺氧环境，使硫化亚铁与硝基苯废水混合，混合反应60~180min后，即完成硝基苯废水的预处理。
更进一步地，步骤(4)的反应温度为5~30℃。
更进一步地，步骤(4)中将反应容器密封，以形成厌氧或缺氧环境。将反应容器密封，目的是保证厌氧或缺氧环境，实际应用中可通过其它方式确保反应在厌氧或缺氧环境下进行。
更进一步地，步骤(4)中将密闭后的反应容器置于立式转盘上混合反应，转速为10~50r/min。在实际应用中可采用其它混合方式。
本发明的原理是：利用FeS表面所具有的Fe(Ⅱ)、FeS溶解产生的S2-及FeS溶解产生的Fe2+等作为有效还原剂，对硝基苯进行还原转化预处理，从而在较短时间内实现硝基苯的高效预处理效果，达到降低预处理硝基苯废水费用的目的。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
本发明的一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法，采用廉价的FeS预处理含硝基苯废水，硝基苯去除率可达90%以上，操作简单，对设备要求低，大大节省了处理费用。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明的一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法，其步骤为：
(1)将硫化亚铁破碎至粒度为50-60目，并通过水洗或酸洗露出硫化亚铁新鲜表面待用;
(2)将步骤(1)处理后的硫化亚铁加入到反应容器中;
(3)将硝基苯废水加入到上述反应容器中，其中反应容器中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比不小于30：1，且硫化亚铁的质量浓度不低于3.6g/L;
(4)将步骤(3)的反应容器置于厌氧或缺氧环境，并置于立式转盘上混合，转速为10~50r/min，使硫化亚铁与硝基苯废水混合，反应温度为5~30℃，混合反应60~180min后，即完成硝基苯废水的预处理。
实施例1
将FeS破碎、筛分，通过水洗或酸洗使硫化亚铁露出新鲜表面，称取50-60目颗粒1.2g置于反应瓶中;以蒸馏水配制浓度为0.96mmol/L的硝基苯溶液250mL;将硝基苯溶液注入已加入1.2gFeS的反应瓶，其中反应瓶中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比为40：1，硫化亚铁的质量浓度为4.8 g/L，然后盖上瓶盖，旋紧，以形成厌氧或缺氧环境;在温度为25℃的条件下，将上述反应瓶置于转速为36r/min的立式转盘上，反应180min后，反应瓶中硝基苯浓度降低至0.096mmol/L，硝基苯去除率为90%。
实施例2
将FeS破碎、筛分，通过水洗或酸洗使硫化亚铁露出新鲜表面，称取50-60目颗粒1.5g置于反应瓶中;以蒸馏水配制浓度为0.96mmol/L的硝基苯溶液250mL;将硝基苯溶液注入已加入1.5gFeS的反应瓶，其中反应瓶中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比为50：1，硫化亚铁的质量浓度为6.0 g/L，然后盖上瓶盖，旋紧，以形成厌氧或缺氧环境;在温度为10℃的条件下，将上述反应瓶置于转速为36r/min的立式转盘上，反应120min后，反应瓶中硝基苯浓度降低至0.02mmol/L，硝基苯去除率为98%。
实施例3
将FeS破碎、筛分，通过水洗或酸洗使硫化亚铁露出新鲜表面，称取50-60目颗粒1.8g置于反应瓶中;以蒸馏水配制浓度为0.96mmol/L的硝基苯溶液250mL;将硝基苯溶液注入已加入1.8gFeS的反应瓶，其中反应瓶中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比为60：1，硫化亚铁的质量浓度为7.2 g/L，然后盖上瓶盖，旋紧，以形成厌氧或缺氧环境;在温度为5℃的条件下，将上述反应瓶置于转速为50r/min的立式转盘上，反应120min后，反应瓶中硝基苯完全转化为苯胺，硝基苯去除率为100%。
实施例4
将FeS破碎、筛分，通过水洗或酸洗使硫化亚铁露出新鲜表面，称取50-60目颗粒1.2g置于反应瓶中;以蒸馏水配制浓度为0.96mmol/L的硝基苯溶液250mL;将硝基苯溶液注入已加入1.2gFeS的反应瓶，其中反应瓶中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比为40：1，硫化亚铁的质量浓度为4.8 g/L，然后盖上瓶盖，旋紧，以形成厌氧或缺氧环境;在温度为30℃的条件下，将上述反应瓶置于转速为10r/min的立式转盘上，反应120min后，反应瓶中硝基苯完全转化为苯胺，硝基苯去除率为100%。
实施例5
将FeS破碎、筛分，通过水洗或酸洗使硫化亚铁露出新鲜表面，称取50-60目颗粒0.9g置于反应瓶中;以蒸馏水配制浓度为0.96mmol/L的硝基苯溶液250mL，以稀硫酸溶液调节其pH至3;将pH为3的硝基苯溶液注入已加入0.9gFeS的反应瓶，其中反应瓶中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比为30：1，硫化亚铁的质量浓度为3.6 g/L，然后盖上瓶盖，旋紧，以形成厌氧或缺氧环境;在温度为30℃的条件下，将上述反应瓶置于转速为36r/min的立式转盘上，反应120min后，反应瓶中硝基苯完全转化为苯胺，硝基苯去除率为100%。
实施例6
将FeS破碎、筛分，通过水洗或酸洗使硫化亚铁露出新鲜表面，称取50-60目颗粒1.2g置于反应瓶中;以某化工厂车间清洗废水为母液配制硝基苯浓度为0.96mmol/L的模拟化工废水250mL(所配模拟化工废水pH值为2.24，其中含有大量苯胺类物质，硝基苯浓度为0.96mmol/L);将pH为2.24的硝基苯溶液注入已加入1.2gFeS的反应瓶，其中反应瓶中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比为40：1，硫化亚铁的质量浓度为4.8 g/L，然后盖上瓶盖，旋紧，以形成厌氧或缺氧环境;在温度为25℃的条件下，将上述反应瓶置于转速为36r/min的立式转盘上，反应60min后，反应瓶中硝基苯完全转化为苯胺，硝基苯去除率为100%。
实施例7
本实施例采用南京某化工厂车间清洗废水为待处理废水250mL，废水中硝基苯浓度为0.96mmol/L，废水pH值为2.7。将FeS破碎、筛分，通过水洗或酸洗使硫化亚铁露出新鲜表面，称取50-60目颗粒1.2g置于反应瓶中;将pH为2.7的硝基苯溶液注入已加入1.2gFeS的反应瓶，其中反应瓶中硫化亚铁与硝基苯的质量浓度之比为40：1，硫化亚铁的质量浓度为4.8 g/L，然后盖上瓶盖，旋紧，以形成缺氧环境;在温度为25℃的条件下，将上述反应瓶置于转速为36r/min的立式转盘上，反应60min后，反应瓶中硝基苯完全转化为苯胺，硝基苯去除率为100%。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，例如增加FeS用量、减小FeS粒径、升高温度等，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。