《一种催化还原处理间二硝基苯废水的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种催化还原处理间二硝基苯废水的方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104045142A43申请公布日20140917CN104045142A21申请号201410320916522申请日20140708C02F1/70200601C02F101/3820060171申请人北京师范大学地址100875北京市海淀区新街口外大街19号北京师范大学环境学院72发明人刘新会巩文雯于艳君侯静梁宝翠赵胜男54发明名称一种催化还原处理间二硝基苯废水的方法57摘要本发明属于环境保护废水处理技术领域，涉及一种催化还原处理间二硝基苯废水的方法。本发明主要步骤如下在含有预先称重的催化剂黑炭粉末的厌氧模拟反应器中，加入缓冲溶液和一定浓度的间二硝基苯废水，向反应体系中。
2、充入9999高纯氮气以除去体系中的氧气，形成厌氧环境，向此体系中加入一定浓度的还原剂硫化钠。最后将反应器置于旋转振荡器中，于常温常压下震荡反应。本发明反应体系温和，反应快速高效，处理成本低，是一种能够解决实际问题，具有显著经济优势和环境优势的处理方法。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104045142ACN104045142A1/1页21一种催化还原处理间二硝基苯废水的方法，其特征在于包括以下步骤A根据需要称取一定质量的黑炭作为催化剂，并转移到1L的厌氧模拟反应器中；B将0102L、20MM的缓冲溶。
3、液和08L一定浓度的间二硝基苯废水加入到厌氧模拟反应器中，并将反应器密封；C用9999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25，1ATM下震荡反应。2根据权利要求1所述催化还原处理间二硝基苯废水的方法，其特征在于步骤A所述催化剂黑炭为化石燃料和生物质不完全燃烧生成的具有高度芳香化结构的含碳颗粒物，包括木炭、烟灰、飞灰和活性炭等。3根据权利要求1所述催化还原处理间二硝基苯废水的方法，其特征在于步骤A所述催化剂的浓度为0120G/L。4根据权利要求1所述催化还原处理间二硝基苯。
4、废水的方法，其特征在于步骤B所述缓冲液为NA2HPO4/NAH2PO4冲液，用以调节反应体系的PH值范围在59之间。5根据权利要求1所述催化还原处理间二硝基苯废水的方法，其特征在于步骤D所述间二硝基苯废水的浓度为10200MG/L。6根据权利要求1所述催化还原处理间二硝基苯废水的方法，其特征在于步骤D所述还原剂为硫化钠所配置的溶液，其浓度为35240MG/L。7根据权利要求1所述催化还原处理间二硝基苯废水的方法，其特征在于步骤E所述震荡反应的转速为150200转/分钟。权利要求书CN104045142A1/4页3一种催化还原处理间二硝基苯废水的方法技术领域0001本发明属于环境保护废水处理技术。
5、领域，涉及一种催化还原处理间二硝基苯废水的方法。背景技术0002间二硝基苯是合成染料、颜料、炸药及其他精细化学品的重要中间体，广泛存在于染料、医药、农药、炸药等工业废水中。间二硝基苯的生产工艺是以苯为原料，经磺化、硝化、中和、还原、碱溶和酸析等过程制取。排放的废水成分复杂，色度大，CODCR高。间二硝基苯化学性能稳定，对生物毒性大，属于难生物降解有机化合物，直接排放将污染水域，破坏生态。0003处理间二硝基苯废水的方法主要分为物理法，化学法等。物理法最常用的是萃取法和吸附法，如发明“一种间二硝基苯生产废水的处理方法”申请号2005100949309，文献“萃取法预处理问二硝基苯生产废水”林中祥。
6、，2002。这些工艺流程相对较简单，投资和运行成本也不高，但对如何防止被分离出来的化学物质的二次污染等问题还需要进行进一步研究。化学法常用的是化学氧化法和电化学法。臭氧氧化处理，如发明“一种对洗车废水中二硝基苯的臭氧处理方法”申请号2012100252499；化学氧化法，如文献“利用FENTON试剂预处理间二硝基苯生产废水”余宗学，2002；电化学方法，如文献“微电解处理间二硝基苯生产废水的研究”余宗学，2004。另外还可将化学法与物理法联用，如文献“微电解催化氧化吸附法处理二硝基苯废水”丁军委和江秀华，2006。化学氧化法的处理成本相对较高，在国内实现工业化尚需时日。如上所述，这些技术的发展。
7、为处理间二硝基苯废水，减轻间二硝基苯类物质对环境的污染提供了更多的手段，但这些方法均有一定的缺陷和局限性，因此有必要开发一种反应条件温和，简便易行经济高效的处理方法。0004近年来，化学还原法处理硝基苯类废水的方法受到了人们的关注。据报道，某些硝基芳香类化合物如，硝基苯，2，4二硝基甲苯，3氯硝基苯，4硝基苯酚等在还原剂和黑炭的作用下能发生快速的还原反应KEMPER等，2008；OH等，2009；YU等，2011；2012；AMEZQUIT等，2013。目前还未见催化还原法处理间二硝基苯废水的相关发明专利。发明内容0005本发明的目的就是提供一种催化还原处理间二硝基苯废水的方法。0006本发明。
8、的技术方案如下0007一种催化还原处理间二硝基苯废水的方法，包括以下步骤0008A根据需要称取一定质量的黑炭作为催化剂，并转移到1L的厌氧模拟反应器中；0009B将0102L、20MM的缓冲溶液和08L一定浓度的间二硝基苯废水加入到厌氧模拟反应器中，并将反应器密封；0010C用9999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；说明书CN104045142A2/4页40011D根据不同的需要用气密性注射器将还原剂硫化钠溶液加入到反应器中；0012E将反应器置于回旋振荡器上于常温常压25，1ATM下震荡反应。0013本发明所述黑炭为化石燃料和生物质不完全燃烧生成的具有高度芳香化结。
9、构的含碳颗粒物，包括木炭、烟灰、飞灰和活性炭等。0014本发明提供的催化剂的浓度为0120G/L。0015本发明提供的缓冲液为NA2HPO4/NAH2PO4冲液，用以调节反应体系的PH值范围在59之间。0016本发明处理的间二硝基苯废水的浓度为10200MG/L。0017本发明提供的还原剂为硫化钠所配置的溶液，其浓度为35240MG/L。0018本发明提供的震荡反应的转速为150200转/分钟。0019与现有技术相比本发明具有以下优点00201反应体系温和，均在常温常压下反应，不仅对反应设备要求不高，耗能也很低，方法简单易行，可操作性强，便于在实际中推广应用；00212反应快速高效，对污染物的。
10、还原转化彻底，本发明对间二硝基苯的转化率最高可达96，使其还原转化为苯胺类物质，不会造成二次污染；00223处理成本低，本发明所用还原剂为硫化钠，催化剂为黑炭，便宜易得，制备简单且反应活性高，黑炭清洗后可重复使用，节省成本，具有显著的环境优势和经济优势。具体实施方式0023以下通过实施例对本发明提供的催化还原处理间二硝基苯废水的方法及效果进行进一步说明，但并不因此而限制本发明。0024实施例1硫化钠还原间二硝基苯0025在8个1L厌氧模拟反应器中，加入PH为7的磷酸盐缓冲液和浓度为80MG/L的间二硝基苯废水，向反应器中充入高纯氮气以去除反应体系中的氧气，形成厌氧环境，向反应器中分别加入35M。
11、G/L、100MG/L、170MG/L、240MG/L还原剂硫化钠溶液，然后，14号反应器中不加催化剂，在58号反应器中分别加入1G黑炭本实施例中使用的是活性炭作为反应催化剂。将反应器密封置于旋转振荡器中，于常温常压下以150200转/分钟的转速震荡反应96小时，反应后还原产物为苯胺类物质。间二硝基苯的转化率见表1。0026表1硫化钠还原条件下间二硝基苯的转化率00270028实施例2不同PH条件下间二硝基苯的还原转化说明书CN104045142A3/4页50029与实施例1的不同之处在于，向10个反应器中分别加入170MG/L的还原剂硫化钠。然后，15号反应器中不加催化剂，在610号反应器中。
12、分别加入1G黑炭本实施例中使用的是活性炭作为反应催化剂。在不同的反应器中分别加入不同的缓冲液，使反应体系的PH分别为5、6、7、8、9，反应96小时后的间二硝基苯转化率见表2。0030表2不同PH条件下间二硝基苯的转化率00310032实施例3不同催化剂浓度条件下间二硝基苯的还原转化0033与实施例1不同的是，向5个反应器中分别加入170MG/L的还原剂硫化钠，然后，反应器中分别加入一定量的黑炭本实施例中使用的是活性炭作为反应催化剂，使其浓度为01、03、05、07、10G/L。将反应器密封置于旋转振荡器中，于常温常压下以150200转/分钟的转速震荡反应96小时，间二硝基苯的转化率见表3。0034表3不同催化剂浓度条件下间二硝基苯的还原转化00350036实施例4催化剂重复使用时间二硝基苯的还原转化0037与实施例1不同的是，向5个反应器中分别加入170MG/L的还原剂硫化钠，然后，反应器中分别加入1G重复使用的黑炭本实施例中使用的是活性炭作为反应催化剂。将反应器密封置于旋转振荡器中，于常温常压下以150200转/分钟的转速震荡反应96小时。间二硝基苯的转化率见表4。0038表4不同催化剂浓度条件下间二硝基苯的还原转化0039说明书CN104045142A4/4页6说明书CN104045142A。