[发明专利]一种废水中硝基苯类有机污染物的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种废水中硝基苯类有机污染物的处理方法，具体地说是一种利用“零价金属还原”联合“过硫酸盐氧化”处理废水中硝基苯类化合物的方法。

背景技术

硝基苯类化合物是高毒性物质，难以生物降解，并且对生化反应有抑制和毒害作用。美国环保局将硝基苯、邻二硝基苯、间二硝基苯、间硝基氯苯类化合物列入129种优先控制污染物之中。

硝基苯类化合物广泛应用于生产农药、燃料、炸药、医药、多聚体及其他化工产品。随着这些产品的制造和使用，硝基芳香烃也多途径地进入环境中，污染水体。硝基苯类化合物苯环电子云密集，难以提供电子，氧化去除硝基苯类化合物比较困难。同时，随着纺织、印染、炸药、制革等工业的迅猛发展，硝基苯类化合物的工业需求量急剧增加。因此，对硝基苯类污染物的处理具有很高的实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种废水中硝基苯类有机污染物的处理方法，即一种反应条件温和，处理效率高的高级还原氧化联合法处理硝基苯类有机污染物的方法。

本发明的方法，其特征在于，是在含有硝基苯类有机污染物的废水中同时或顺序投加零价金属和过硫酸盐来处理废水中硝基苯类有机污染物。

所述的零价金属为还原性铁粉，所述的过硫酸盐为过二硫酸钠、过二硫酸钾、过二硫酸铵中的一种或几种。

本发明的方法，当处理废水初始环境的pH值为3～4时，处理方法的实施效果最佳。

当过硫酸盐的投加量为废水中的硝基苯类有机污染物浓度的1.5xN倍数，且零价铁和过硫酸盐的摩尔比为1/10～1/50时，即能保证对硝基苯类有机污染物的高效去除，而且使用的药剂量最小。其中零价铁(即还原性铁粉)/过硫酸盐摩尔比为1/12～1/15可以保证最佳处理效果。

本发明的优点是常温常压下进行，反应条件温和；操作简单；处理效果好，结合零价金属的还原和高级氧化技术的优势处理废水中不易氧化的硝基苯类有机物。

具体实施方式：

本发明的方法是利用零价金属还原硝基苯类有机污染物生成过渡金属离子和毒性较低、易于氧化去除的苯胺类有机物。而零价金属和过渡金属离子都是过硫酸盐的催化剂，二者均能激活过硫酸盐产生强氧化性的SO₄^·-，从而降解有机物。在零价金属还原硝基苯类化合物的基础上向反应体系中投加过硫酸盐产生强氧化性的SO₄^·-进一步去除还原产物苯胺类有机物，从而有效的将硝基苯类有机污染物的零价金属还原和零价金属及过渡金属离子催化过硫酸盐高级氧化技术二者相结合，取得了意料不到的处理效果。

具体操作是在保证含有硝基苯类有机污染物的废水初始pH值为3～4的范围内，同时或顺序投加零价金属和过硫酸盐来处理废水中硝基苯类有机污染物，其中过硫酸盐的添加量为废水中的硝基苯类有机污染物浓度的1.5xN倍数选为宜，按照零价铁/过硫酸盐摩尔比为1/10～1/15投加零价金属和过硫酸盐。并进行搅拌，搅拌可采用曝气搅拌或机械搅拌。当废水经检测后达标排放完成处理。

实施例1：

以零价铁为模型还原剂，过二硫酸钠为模型氧化剂检验零价金属还原，过硫酸盐氧化处理硝基苯类有机污染物的处理效果。

具体如下：取某针织印染厂排出废水水样500mL，经检测硝基苯浓度约为200mg/L。调节水样的初始pH值，使其满足pH为3～4，8～9，10～11。投加零价铁/过硫酸钠摩尔＝1/10，投加过二硫酸钠的质量为5mg。同时投加零价铁和过二硫酸钠试剂，在0.25h，0.5h，1h，2h，3h，5h时取样检测水样中苯胺和硝基苯的浓度。

实验结果：

表1.零价铁及过二硫酸钠联合降解中间产物苯胺的处理效果。

结果表明零价铁还原水样中的硝基苯，得到中间产物苯胺，反应0.5小时后，苯胺的降解反应占据优势，苯胺进一步被零价铁及二价铁离子活化的过二硫酸钠降解去除。当废水初始的pH值为3～4，反应5小时后，水样中生成的苯胺的降解率可达到90％，处理效果较好。

表2.零价铁及过二硫酸钠联合降解硝基苯的处理效果。

结果表明零价铁及过二硫酸钠联合降解废水中的硝基苯，当废水初始的pH值为3～4，水样中的硝基苯的处理效果最佳。反应2h降解率达69％，反应5小时候降解率可达到99％。

实施例2：