盐酸苯肼废水的治理研究.pdf

第42卷第5期
化工技术与开发
Vol 42 No 5
2013年5月
Technology Development of Chemical Industr
May.2013
环保与?废利用
盐酸苯肼废水的治理研究
陶秀成,魏冬,鲍习芝
(安徽师范大学环境科学与工程学院,安徽芜湖241003)
摘要:盐酸苯肼是生产农药、医药等的中间体,在其生产过程中产生的废水成分复杂,毒性大,采用树脂吸附
和 Fenton氧化法综合处理后其可生化性大大提高
关键词:盐酸苯肼废水;蓝深树脂; Fenton?氧化
中图分类号:X703
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2013)05-003902
盐酸苯肼在常温下是一种带粉红的具有臭味、
用量筒量取40mL蓝深树脂IS-106采用湿法
刺激味的固体粉末,并且是一种剧毒物质,是生产染装柱装入50mL的模拟树脂柱内,将盐酸苯肼废
料、医药和农药等的有机中间体。在盐酸苯肼生水用NaOH调节pH至7左右,分别以IBV?h1、
产过程中会产生盐酸苯肼母液废水,该废水含污染2BV?h、3BV?hl、5Bv?h1的流速使废水通过
物种类多,成分复杂,COD值高,毒性大,比较难以模拟树脂柱,并测得经处理过的水的COD值及盐酸
处理。目前国内外关于盐酸苯肼废水的处理方法较苯肼含量,以此确定最佳流速。结果见图1。
为少见,本文中试验了一种综合处理盐酸苯肼废水200+-IBvh
的方法。
15000
3BV/h
5BV/h
鉴于盐酸苯肼废水的水质直接采用传统的混凝00
絮凝法及生化法均无法取得较为理想的预处理效果。so0
目前吸附法作为一种低能耗的固相萃取分离技术在
工业上已有较为广泛的应用,常用的吸附剂主要有活
12
流量BV
性炭、铁屑、硅胶等。其中大孔吸附树脂由于化学性
图1废水流速对处理效果的影响
质稳定、易脱附再生等优点受到人们青睐
由图1可以看出,在低流速下废水的处理效果
废水处理实验
较好,其原因是流速越高,流体在树脂上停留时间越
短,有机物分子在树脂床层中进行的粒扩散和膜扩
采用蓝深树脂LS-6进行动态吸附试验,通过对散越不充分。综合考虑吸附效果与时间因素,选择
测得废水指标的分析得出树脂处理废水的最佳条件。
操作流速为1.5BV?h'。在此情况下盐酸苯肼废水
1.1实验仪器及材料
的COD去除率可达到82%,处理废水的量在8BV
722可见分光光度计,具塞比色管,自制模拟树左右。
脂柱,铁架台数个,磁力搅拌器。
1.2.1.2废水的pH值对处理效果的影响
NaOH,磷钼酸溶液,苯肼标准溶液。
用NaOH分别将废水的pH值调至4、5、7、9,以
盐酸苯肼废水取自安徽某三唑磷农药生产厂1.5Bv?h'的流速通过模拟树脂柱,测定pH值对处
家,废水水质为:COD值30920mg·,苯肼含量理效果的影响。实验结果见图2。
36153mg?L1,总磷58-42mg?L,pH值为1。
从处理的结果来看,pH=7时处理效果最理想。
1.2实验步骤
分析其原因,主要是在盐酸苯肼废水中苯肼的存在
1.2.1蓝深树脂吸附试验
状态与废水的pH值相关,当废水的pH值较低时苯
1.2.11流速对废水处理结果的影响
肼是以盐的形态存在,而当pH值变高时,苯肼的解
作者简介:魏冬,安缴师范大学不境科学与工程学院,电话:1805389,E-an:spiritmoonl17@126.com
收稿日期:2013-03-13
40
化工技术与开发
第42卷
离度减少,游离态的分子增加,而大孔树脂只对游离改变H202的投量分别为10mL?L1、20mL?L
态的苯肼具有吸附能力四,所以pH值的高低对处30mL?L1、40mL?L,进行研究,实验结果见图4。
理废水的结果也有着重要影响。综合考虑pH值宜
调节至7~8为理想
40
PH
5000
PH=7
20
PH=-9
≌5000
50
过氧化氢投量/mg·L1
6
10
图4H2O2投量对 Fenton试剂处理效果的影响
流量BV
由图4可以看到,一开始随着H202投量的增加
图2pH值对处理效果的影响
出水的COD值是在减小的,当超过20mL?L时再
1.2.,2 fenton试剂氧化试验
增加投量处理效果开始下降。分析原因是一开始增
经过树脂吸附处理后,盐酸苯肼废水的COD值加H,02投量可以产生较多的羟基自由基,降低出水
有了较大幅度的下降,最高可降低82%,然而C0DCOD,但随着H2O2浓度的增加,过量的H2O2会在反
仍处在一个较高的数值上,在此我们选择了 Fenton应中将F2迅速氧化成Fe',抑制羟基自由基的生
氧化法进行后续处理。 Fenton试剂在Fe“催化下成,而且过量的H202在水样中也会增加COD值。
生成OH自由基,其高氧化能力使得 fenton试剂在1,.2.3FeSO,·7H20与H1O2的投加比例
氧化难降解的持久污染物方面有着独特的优势,能
在pH值为4,H2O2的投量为20mg·L'的情
够将废水中的有毒有害物质氧化成小分子有机物或况下改变硫酸亚铁的投量进行实验,结果见图5。
无机物质。在使用 fenton试剂进行后续处理时,
我们着重考虑的是如何调制 Fenton试剂使得出水
的效果最为理想。
50
1.2.2.1最佳pH值的确定
从 Fenton试剂的作用原理可以看出,反应时的
30
pH值是影响 Fenton试剂处理盐酸苯肼废水效果的
重要因素之一。向经过树脂吸附处理后的盐酸苯肼
0.5
废水中投加1.5g·L硫酸亚铁,20mL?L过氧化
硫酸亚铁投量/g·L
氢,调节废水pH值分别为2、4、7、9,搅拌30min后
图5硫酸亚铁投量对 Fenton试剂处理效果的影响
静置2h,测定溶液的COD值并计算去除率。实验
由结果看出,硫酸亚铁的最佳投量在1.5g?L。
结果见图3。从实验结果可以确定最佳反应pH值FeS04·7H2O催化H202分解生成羟基自由基,是最
为4,在此反应条件下COD的去除率可达到61.4%。常用的催化剂。一般情况下随着用量的增加,废水
的COD去除率呈先增加,后下降趋势。其原因是在
Fe浓度较低时,Fe的浓度增加,单位量H2O2产
生的?HO增加,所产生的?HO全部参加了反应,
而当Fe2的浓度过高时,部分H1O2发生无效分解,
释放出氧气。
1.2.2.4反应时间的影响
图3pH值对 Fenton试剂处理效果的影响
pH为4,攬拌时间控制在30min,投加硫酸亚铁
1.2.2.2最佳H2O2投量
5g?L,H2O2投加量为20mL?L,静置30min后
在反应过程中,H1AO2的投量多少对反应的进行取样一次,测定出水COD值。毎隔30min再取样
有着很大的影响。当pH为4,投加硫酸亚铁量为次,研究反应时间与出水效果之间的关系,从而确定
1.5gL,搅拌时间控制在30min,反应时间为2h时,最佳反应时间。