[发明专利]一种利用磁黄铁矿固定床处理硝基苯废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体的说，涉及一种利用磁黄铁矿固定床处理硝基苯废水的方法。

背景技术

硝基苯广泛应用于国防、医药、农药、印染和塑料等工业，是一种重要的化工原料。但其化学结构比较稳定，可生化性差，属于难生物降解的有机物，不易直接采用生物法处理。若通过物理化学法将硝基苯转化成毒性小、宜生物降解的苯胺，再通过生物法将其完全矿化，可使废水达标排放。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。但是现有的对硝基苯废水的处理技术都存在成本高，无法大面积使用的问题。

在众多将硝基苯转化为苯胺的方法中基于过渡元素Fe的转化方法是目前研究的热点。零价铁（Fe⁰）、表面含有Fe（Ⅱ）或吸附Fe（Ⅱ）的物质能够有效去除硝基芳烃、卤代烃等难降解有毒有机污染物。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。有研究表明Fe⁰ 表面在经过HS^-处理形成的FeS的还原活性显著增强，去除卤代烃的速率大为提高。

本申请人于2012年04月01日申请了一份名称为一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法的专利文件，中国专利申请号：2012100953696，公开日：2012年07月25日，该专利公开了采用硫化亚铁进行硝基苯废水预处理的方法。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3.6 g/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，完成硝基苯废水的预处理。该专利提供了利用人工合成硫化亚铁处理硝基苯的新方法。但是所用硫化亚铁为化学产品，成本较高。使用方法是间歇批次使用，使用受到局限，且使用时对pH要求较高。而一般硝基苯废水的PH值波动比较大，所以此方法不适合大面积使用。因此需要寻找一种成本低、且能处理pH值波动比较大的硝基苯废水的技术。

事实上，FeS在地球上以磁黄铁矿（Fe_(1-x)S，x在0～0.1之间）的形式存在，它是地球上分布广泛、廉价易得的天然矿物。天然磁黄铁矿主要成分是硫化亚铁，但是其中铁和硫的比例通常低于1:1，组成范围为Fe₇S₈～Fe₁₁S₁₂，它的结构是从标准的NiA₅晶格衍变而来，具有多种晶体形式，其中铁原子最亏空的Fe₇S₈具有单斜晶对称，其他一些中间状态产物和FeS则分别具有六方晶和正方晶结构。自然界中的磁黄铁矿常常为单斜晶和六方晶的混合物，它的化学性质由于晶体结构中存在铁亏空而变得复杂，晶体结构中的铁的亏空导致更低的晶体对称性，从而增强了它的反应性。此外，天然磁黄铁矿中还存在三价铁等一些非硫化亚铁成分，能够促进天然磁黄铁矿和硝基苯反应过程中含铁活性化合物的形成。正是因为天然磁黄铁矿这种独特的晶体结构和成分组成使得其比硫化亚铁在更宽的pH范围内具有较强的反应能力，能够和硝基苯发生反应。废弃的磁黄铁矿在湿润和与空气接触的情况下会自发的氧化，产生矿山酸性废水，对矿山的水环境造成严重危害。利用天然磁黄铁矿的特性还原硝基苯不仅可以降低其对矿山环境的危害，同时也提供了一个廉价的预处理硝基苯废水的方法。

发明内容

要解决的问题

针对现有技术处理硝基苯的处理成本高、pH适用范围窄的问题，本发明提供一种利用磁黄铁矿固定床处理硝基苯废水的方法，是一种简单有效、成本低廉的预处理含硝基苯类废水的方法。

技术方案  

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种利用磁黄铁矿固定床处理硝基苯废水的方法，其步骤为：

（a）原料准备：将磁黄铁矿破碎至粒径<30 mm，并将磁黄铁矿颗粒清洗干净，去除表面氧化物及其它污物，直接置于反应器中构成磁黄铁矿固定床；