一種活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法
2023-05-11 15:02:31 1
一種活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法
【專利摘要】本發明屬於環境保護廢水處理【技術領域】，涉及一種活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法。本發明主要步驟如下：在含有預先稱重的活性炭的厭氧模擬反應器中，加入緩衝溶液和一定濃度的對硝基苯甲酸廢水，向反應體系中充入99.99％高純氮氣(以除去體系中的氧氣，形成厭氧環境)，向此體系中加入一定濃度的還原劑硫代硫酸鈉溶液。最後將反應器置於旋轉振蕩器中，於常溫常壓下震蕩反應。本發明反應體系溫和，反應快速高效，處理成本低，是一種能夠解決實際問題，具有顯著經濟優勢和環境優勢的處理方法。
【專利說明】一種活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於環境保護廢水處理【技術領域】，涉及一種活性炭催化還原處理對硝基苯 甲酸廢水的方法。
【背景技術】
[0002] 芳香族硝基化合物是重要的有機化工原料及中間體，因生物難降解而造成長期累 積產生的工業廢水帶來的環境汙染問題已引起廣泛關注。對硝基苯甲酸是一種有用的有機 合成中間體主要用於醫藥（製備麻醉劑）、染料和農藥的生產。目前，在空氣、水和土壤中都 發現有少量的硝基苯甲酸類物質。這類物質對眼睛、皮膚、黏膜和上呼吸道均有刺激作用。
[0003] 處理有機廢水的傳統方法有生化法、吸附法、液膜法、電化學法和化學氧化法等。 但這些方法均有一定的缺陷和局限性，因此有必要開發一種反應條件溫和，簡便易行快速 高效的處理方法。近年來，化學還原法處理硝基苯類廢水的方法受到了人們的關注。據報 道，某些硝基芳香類化合物（如，硝基苯，2，4_二硝基甲苯，3-氯硝基苯，4-硝基苯酚等）在 還原劑和黑炭的作用下能發生快速的還原反應（Kemper等,2008 ;0h等,2009 ;Yu等,2011 ； 2012 ；Amezquit等，2013)。目前還未見催化還原法處理對硝基苯甲酸廢水的相關發明專 利。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的就是提供一種活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法。
[0005] 本發明的技術方案如下：
[0006] 一種活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法，包括以下步驟：
[0007] (A)根據需要稱取一定質量的活性炭作為催化劑，並轉移到1L的厭氧模擬反應器 中；
[0008] (B)將0. 1-0. 2L、20mM的緩衝溶液和0. 8L-定濃度的對硝基苯甲酸廢水加入到厭 氧模擬反應器中，並將反應器密封；
[0009] (C)用99. 99%的高純氮氣將反應器頂空及水溶液中的氧氣排盡，以確保厭氧狀 態；
[0010] (D)根據不同的需要用氣密性注射器將還原劑硫代硫酸鈉溶液加入到反應器中；
[0011] (E)將反應器置於迴旋振蕩器上於常溫常壓（25°C，latm)下震蕩反應。
[0012] 本發明所述活性炭的原料為椰子殼，其元素組成為，C元素 86. 67%，Η元素 5. 23%, Ν元素 4. 02%, 0元素 4. 08% ；ΒΕΤ比表面積為1474m2/g ;總孔容為1. 141ml/g ;微 孔率為42. 35%。
[0013] 本發明提供的催化劑的濃度為0. 1-1. Og/L。
[0014] 本發明提供的緩衝液為：Na2HP04/NaH2P0 4衝液，用以調節反應體系的pH值範圍在 5-9之間。
[0015] 本發明處理的對硝基苯甲酸廢水的濃度為10_200mg/L。
[0016] 本發明提供的還原劑為硫代硫酸鈉所配置的溶液，其濃度為35_240mg/L。
[0017] 本發明提供的震蕩反應的轉速為150-200轉/分鐘。
[0018] 與現有技術相比本發明具有以下優點：
[0019] 1.反應體系溫和，均在常溫常壓下反應，不僅對反應設備要求不高，耗能也很低， 方法簡單易行，可操作性強，便於在實際中推廣應用；
[0020] 2.反應快速高效，對汙染物的還原轉化徹底，本發明對對硝基苯甲酸的轉化率最 高可達100%，使其徹底還原轉化為相應的對胺基苯甲酸，不會造成二次汙染；
[0021] 3.處理成本低，本發明所用還原劑為硫代硫酸鈉，催化劑為活性炭，便宜易得且反 應活性高，活性炭清洗後可重複使用，節省成本，具有顯著的環境優勢和經濟優勢。
【具體實施方式】
[0022] 以下通過實施例對本發明提供的活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法 及效果進行進一步說明，但並不因此而限制本發明。
[0023] 實施例1 :硫代硫酸鈉還原對硝基苯甲酸廢水
[0024] 在8個1L厭氧模擬反應器中，加入pH為7的磷酸鹽緩衝液和濃度為30mg/L的對 硝基苯甲酸廢水，向反應器中充入高純氮氣（以去除反應體系中的氧氣，形成厭氧環境）， 向反應器中分別加入35mg/L、100mg/L、170mg/L、240mg/L還原劑硫代硫酸鈉溶液，然後， 1-4號反應器中不加催化劑，在5-8號反應器中分別加入0. 5g活性炭（使其濃度為0. 5g/ L)作為反應催化劑。將反應器密封置於旋轉振蕩器中，於常溫常壓下以150-200轉/分鐘 的轉速震蕩反應48小時，反應後還原產物為對胺基苯甲酸。對硝基苯甲酸的轉化率見表1。
[0025] 表1硫代硫酸鈉還原條件下對硝基苯甲酸的轉化率
[0026]
【權利要求】
1. 一種活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法，其特徵在於包括以下步驟： (A)根據需要稱取一定質量的活性炭作為催化劑，並轉移到1L的厭氧模擬反應器中； (B)將0. 1-0. 2L、20mM的緩衝溶液和0. 8L-定濃度的對硝基苯甲酸廢水加入到厭氧模 擬反應器中，並將反應器密封； (C)用99. 99%的高純氮氣將反應器頂空及水溶液中的氧氣排盡，以確保厭氧狀態； (D)根據不同的需要用氣密性注射器將還原劑硫代硫酸鈉溶液加入到反應器中； (E)將反應器置於迴旋振蕩器上於常溫常壓（25°C，latm)下震蕩反應。
2.根據權利要求1所述活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法，其特徵在於： 步驟（A)所述活性炭的原料為椰子殼，其元素組成為，C元素 86. 67 %，Η元素 5. 23 %，N元素 4. 02%，0元素 4. 08%；ΒΕΤ比表面積為1474m2/g ;總孔容為1. 141ml/g ;微孔率為42. 35%。
3.根據權利要求1所述活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法，其特徵在於： 步驟(A)所述催化劑的濃度為0. 1-1. Og/L。
4.根據權利要求1所述活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法，其特徵在於： 步驟（B)所述緩衝液為Na2HP04/NaH2P04衝液，用以調節反應體系的pH值範圍在5_9之間。
5.根據權利要求1所述活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法，其特徵在於： 步驟（D)所述對硝基苯甲酸廢水的濃度為10-200mg/L。
6.根據權利要求1所述活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法，其特徵在於： 步驟（D)所述還原劑為硫代硫酸鈉所配置的溶液，其濃度為35-240mg/L。
7.根據權利要求1所述活性炭催化還原處理對硝基苯甲酸廢水的方法，其特徵在於： 步驟（E)所述震蕩反應的轉速為150-200轉/分鐘。
【文檔編號】C02F1/70GK104045141SQ201410320865
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】劉新會, 鞏文雯, 梁寶翠, 趙勝男, 侯靜 申請人:北京師範大學