[发明专利]一种通过电聚合实现苯胺废水资源化与零排放的方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业污水处理领域，以苯胺的电聚合反应为基础，实现苯胺废水的无毒化处理与零排放。本发明涉及聚苯胺的电化学合成领域，将废水中的苯胺物质资源化为聚合产品。

背景技术

苯胺废水作为制药、化工等工业行业的常见高毒性、难降解有机废水，一直是环境保护领域研究者们关注的热点。苯胺废水的处理首先应实现苯胺的去除和回收利用，其次应当尽可能的实现废水零排放，以达到节约水资源及水资源重复利用的目的。

比较典型的苯胺废水处理技术，包括生物法，吸附法，化学氧化法等，但大多数方法不能有效实现苯胺废水的资源化及废水的零排放。顾龙妹等报道了向废水中添加甲醛和硫酸铝进行缩聚反应，处理对甲苯胺废水的技术，聚合物析出后添加聚丙烯酰胺沉淀，再通过铁碳法进行絮凝处理。这一化学氧化方法虽完成苯胺类废水的处理，但需要大量添加化学药剂。(顾龙妹.对甲苯胺废水处理装置[P].中国专利，201020262547.2011-3-2.)使用生物法处理苯胺废水的方法由中国石化的黄京生报道，使用台湾H.S.B高分解力细菌，将硝基苯(100mg/L)，苯胺(500mg/L)，COD约1500/L的硝基苯、苯胺废水进行生化处理，实现达标排放，有害物质降解完全依赖微生物进行(黄京生，于芳等.硝基苯废水或苯胺废水或其混合废水的全生化处理方法[P].中国专利，200410065840.2005-07-27.)，但此种方法处理时间较长，且不能实现资源回收利用。南化集团研究院报道了使用硝基苯处理苯胺废水的技术，以苯胺生产原料硝基苯为溶剂，将苯胺废水重新萃取至硝基苯中，投入苯胺生产流程，含硝基苯的废水，作为硝基苯生产中的粗硝基苯碱洗用水。(刘汉等.硝基苯萃取法处理苯胺废水[P].中国专利，200410064922.2005-03-30.)该方法虽实现了苯胺废水的完全处理，但主要只能适用于特殊苯胺生产流程中产生的废水，对于其他工业领域产生的苯胺废水不能保证适用。中科院煤化所使用吸附-低温干法处理苯胺废水，将苯胺废水通过装有吸附-催化剂的固定床反应器，使吸附后废水中苯胺浓度低于5mg/L，吸附完毕后在反应温度100-400℃，反应1-10h，充入氧化性气体，催化氧化苯胺，并反复使用该反应器。该方法需要较大规模的反应器、催化剂、加热装置等。(刘振宇，李秉正.一种吸附-低温干法处理苯胺废水的方法[P].中国专利，200810054832.2010-06-02.)这些苯胺废水处理方法，或需要添加较多外加化学物质，或仅能适用于特定苯胺废水的回收利用。

使用电化学氧化方法对苯胺废水的去除效率高，处理速度快，成本与药剂投入量有所下降，但依然面临处理成本高、工艺复杂等问题，难以大规模应用。南京大学报道的使用电解法降解废水中苯胺、硝基苯的方法，使用钛基钌或钛基二氧化铅阳极以及具有阳离子交换膜分隔的电解槽，对阳极室中苯胺废水进行直流电解，阴极室加入NaOH溶液。这一方法依然使用强碱性溶液并使用较昂贵的催化阳极材料，为苯胺废水处理带来不便。(赵玉明.一种电解法降解废水中苯胺或/和硝基苯的方法[P].中国专利，200610040664.2008-05-21.)天津理工大学报道了使用微生物燃料电池处理苯胺废水的方法，使用碳、玻态碳等电极材料，阴极使用镀铂催化剂，使用厌氧污泥启动微生物燃料电池，并就爱你更阳极葡萄糖转换为苯胺、葡萄糖混合溶液，用以消耗苯胺污染物。这一方法结合生物与电化学两种处理手段，也就带来工艺复杂程度相应提升。(张嘉琪.一种微生物燃料电池及其处理苯胺废水的方法[P].中国专利，201010262015.2010-12-22.)

在苯胺废水的电催化氧化的处理过程中，苯胺在阳极上的电化学聚合现象却屡见不鲜，沉积在阳极表面极大的阻碍了催化氧化进程。苯胺类物质可以在各种电极表面，快速均匀聚合成膜，因此通过苯胺电聚合反应，使废水中的苯胺类物质聚合沉积在阳极极板上，将极有可能实现低成本、低能耗处理苯胺废水，而且可实现苯胺废水的资源化利用及废水的零排放。本专利就提出和发明了一种将苯胺废水通过电聚合成膜实现苯胺废水资源化与零排放的方法。

发明内容

本发明目的是利用苯胺在阳极上的电聚合成膜过程，使用304、321不锈钢阳极，钛基二氧化锡阳极对苯胺废水进行电化学处理。在对苯胺的电化学聚合反应进行控制的基础上，利用苯胺聚合成膜的不断成长，消耗废水中的苯胺成分，最终使苯胺废水得到彻底无毒化处理。