CN100490966C - 一种处理含芳香硝基化合物废水的方法 - Google Patents

一种处理含芳香硝基化合物废水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种处理含芳香硝基化合物废水的方法。包括如下步骤：1)将膨润土投加到NH4Cl溶液中，搅拌，合成膨润土吸附剂；2)将膨润土吸附剂投加到含有芳香硝基化合物的废水中，膨润土吸附剂与含有芳香硝基化合物废水的质量体积比为1∶100-1∶20000，搅拌，吸附去除废水中芳香硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；3)沉淀后的污泥经脱水，用CaCl2溶液洗脱，回收芳香硝基化合物和膨润土；4)回收的膨润土经多次循环使用后，用NaOH溶液活化，再用于废水处理。本发明所采用天然矿物，原料易得，我国膨润土资源十分丰富，总储量大于70亿吨。工艺简单、技术要求低、固-液分离迅速，处理效果好、运行成本低；且经简单处理，处理废水后的膨润土能够重复利用，效果不降。

Description

一种处理含芳香硝基化合物废水的方法
技术领域
本发明涉及水处理技术与应用，尤其涉及一种处理含芳香硝基化合物废水的方法。
背景技术
硝基苯、硝基苯类化合物是染料、医药、化工、炸药、农药及有机合成等工业生产的重要原料或中间体。在上述工业生产中所产生的大量废水中含有高浓度的芳香硝基化合物，如果不对其进行处理而直接排放，必将会对环境造成极其严重的污染。芳香硝基化合物具有毒性，能作用于肝、肾，抑制中枢神经，会造成血液中毒；可经呼吸和皮肤摄入人体。硝基化合物分子导入其它元素或基团，如卤素、羟基，毒性增加；导入烷基、磺酸基时，毒性减小。化合物分子中硝基越多，毒性越强。硝基化合物还具高爆炸性。
文献报道的含硝基类化合物废水的处理方法有多种，如蒸馏法、混凝沉淀法、吸附法、萃取法、生化处理法及沉淀法。但由于硝基化合物是毒性大、难降解的化合物，再加上废水的成份很复杂、处理难度非常大。
传统的处理含硝基苯、硝基甲苯、二硝基苯、二硝基甲苯、三硝基甲苯(TNT)、苦味酸等芳香硝基化合物废水的方法包括，在进行废水处理之前，对溶解在水中芳香硝基化合物进行繁琐的分离，如用有机溶剂萃取、苯多级萃取、汽提等。如中国专利(发明专利公开号CN 1209419A)公开了一种硝基废水处理的新方法，将硝基废水依次经有机溶剂萃取、汽提、吸附处理。
已有专利公开采用高温分解法处理硝基化合物废水。如欧洲专利EP0005203描述了一种处理含有硝基-羟基-芳香族化合物废水的热处理方法，在没有空气和氧气条件下，在压力和150-500℃的温度下，对所含的水溶性的硝基-羟基-芳香族化合物的盐的废水进行加热。如中国专利ZL99 106294.9描述了一种分解废水中芳族硝基化合物或两种或多种该化合物的混合物的方法，在10-300巴的压力下，通过将pH值为7-14的废水加热到150-350℃的温度下而分解硝基芳族化合物。此方法需大型专用设备，投资大，成本高，容易造成爆炸，难以推广。
硝基化合物一般认为难以生物降解甚至不可生物降解，因此，物化法对此类废水的处理效果显得很重要。吸附法是目前去除炸药废水中TNT等硝基化合物较为有效的方法，活性炭是应用最广的吸附剂。膨润土作为天然自然资源，在环境保护特别是废水的处理中具有广泛的应用前景。我国膨润土资源十分丰富，居世界首位，总蕴藏量为77.4亿吨。膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土岩-蒙脱石粘土岩，是应用最为广泛的非金属矿产之一。其单位晶胞由两层硅氧四面体夹一层铝氢氧四面体组成；蒙脱石八面体中的Al3+和(或)四面体中的Si4+往往部分(或全部)被其它阳离子置换，具有高的阳离子容量。根据交换性钠和钙离子含量，膨润土分为钠基膨润土和钙基膨润土等。经检索，已有膨润土用于废水处理的相关专利，如有机膨润土合成-废水处理一体化方法(发明专利号：ZL03116257.6)、微波协同有机膨润土处理有机废水方法(发明专利号：ZL03116256.8)；已公开的专利有，一种印染/染料废水的处理方法(发明专利公开号：CN1843951)、一种电镀废水的处理方法(发明专利公开号：CN1865161)。但未见膨润土在含芳香硝基化合物废水的处理方法的专利报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理含芳香硝基化合物废水的方法。
包括如下步骤：
1)将膨润土投加到NH4Cl溶液中，搅拌0.5-2h，合成膨润土吸附剂；
2)将膨润土吸附剂投加到含有芳香硝基化合物的废水中，膨润土吸附剂与含有芳香硝基化合物的废水的质量体积比为1:100-1:20000，搅拌0.5-2h，吸附去除废水中芳香硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用CaCl2溶液洗脱，回收芳香硝基化合物和膨润土；
4)回收的膨润土经多次循环使用后，用NaOH溶液活化，再用于废水处理。
所述的膨润土为钙基和钠基膨润土原土。膨润土的阳离子交换容量为40-120cmol/Kg。膨润土的粒度为20-200目。膨润土与废水的质量体积比为1:200-1:10000。NH4Cl溶液浓度为0.05-0.5mol/L。废水包括炸药废水、硝基农药废水、硝基染料废水。CaCl2溶液浓度为0.05-0.5mol/L。NaOH溶液浓度为0.05-0.5mol/L。
本发明的净化方法所采用天然矿物，原料易得，我国膨润土资源十分丰富，居世界首位，总储量大于70亿吨。该方法工艺简单、技术要求低、固-液分离迅速，处理效果好，运行成本低；且经简单处理，处理废水后的膨润土能够重复利用，效果不降。
附图说明
附图是一种处理含芳香硝基化合物废水的方法的工艺流程示意图。
具体实施方法
实施例1
1)将60目钙基膨润土投加到0.5mol/L的NH4Cl溶液中，搅拌0.5h，合成钙基膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到有含芳香硝基化合物的废水中，钙基膨润土吸附剂与含有芳香硝基化合物的废水的质量体积比为1:100，搅拌0.5h，吸附去除废水中芳香硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用0.5mol/L的CaCl2溶液洗脱，回收芳香硝基化合物和钙基膨润土；
4)回收的钙基膨润土经多次循环使用后，用0.5mol/L NaOH溶液活化，再用于废水处理。
实施例2
1)将80目钙基膨润土投加到0.05mol/L的NH4Cl溶液中，搅拌1h，合成膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到含有芳香硝基化合物的废水中，钙基膨润土吸附剂与含有芳香硝基化合物的炸药废水的质量体积比为1:20000，搅拌1h，吸附去除废水中芳香硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用0.05mol/L的CaCl2溶液洗脱，回收芳香硝基化合物和钙基膨润土；
4)回收的钙基膨润土经多次循环使用后，用0.05mol/L NaOH溶液活化，再用于废水处理。
实施例3
1)将100目钙基膨润土投加到0.25mol/L的KCl溶液中，搅拌1.5h，合成膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到含有芳香硝基化合物的废水中，钙基膨润土吸附剂与含有硝基化合物的炸药废水的质量体积比为1:2000，搅拌1.5h，吸附去除废水中芳香硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用0.25mol/L的CaCl2溶液洗脱，回收芳香硝基化合物和钙基膨润土；
4)回收的钙基膨润土经多次循环使用后，于380℃温度下活化，用0.25mol/L NaOH溶液活化，再用于废水处理。
实施例4
1)将50目钠基膨润土投加到0.25mol/L的NH4Cl溶液中，搅拌2h，合成膨润土吸附剂；
2)将钠基膨润土吸附剂投加到含有芳香硝基化合物的废水中，钠基膨润土吸附剂与含有芳香硝基化合物的炸药废水的质量体积比为1:5000，搅拌2.0h，吸附去除废水中芳香硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用0.25mol/L的CaCl2溶液洗脱，回收芳香硝基化合物和钠基膨润土；
4)回收的钠基膨润土经多次循环使用后，用0.25mol/L NaOH溶液活化，再用于废水处理。
实施例5
1)将0.1kg100目钙基膨润土投加到0.05mol/L的NH4Cl溶液中，搅拌1h，合成钙基膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到1吨50mg/L含间二硝基苯的废水中，搅拌1h，对废水中间二硝基苯的去除率达90％，经沉淀后，废水达标排放。
实施例6
1)将0.1kg 100目钙基膨润土投加到0.5mol/L的NH4Cl溶液中，搅拌1h，合成钙基膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到1吨含100mg/L间二硝基苯的废水中，搅拌1h，对废水中间二硝基苯的去除率达95％，经沉淀后，废水达标排放。
实施例7
1)将0.1kg 100目钙基膨润土投加到0.5mol/L的NH4Cl溶液中，搅拌1h，合成钙基膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到1吨50mg/L含TNT的废水中，搅拌1h，对废水中TNT的去除率达98％，经沉淀后，废水达标排放。

Claims (9)

1.一种处理含芳香硝基化合物废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将膨润土投加到NH4Cl溶液中，搅拌0.5-2h，合成膨润土吸附剂；
2)将膨润土吸附剂投加到含有芳香硝基化合物的废水中，膨润土吸附剂与含有芳香硝基化合物的废水的质量体积比为1:100-1:20000，搅拌0.5-2h，吸附去除废水中芳香硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用CaCl2溶液洗脱，回收芳香硝基化合物和膨润土；
4)回收的膨润土经多次循环使用后，用NaOH溶液活化，再用于废水处理。
2.根据权利要求1所述的一种处理含芳香硝基化合物废水的方法，其特征在于所述的膨润土为钙基和钠基膨润土原土。
3.根据权利要求1所述的一种处理含芳香硝基化合物废水的方法，其特征在于所述的膨润土的阳离子交换容量为40-120cmol/Kg。
4.根据权利要求1所述的一种处理含芳香硝基化合物废水的方法，其特征在于所述的膨润土的粒度为20-200目。
5.根据权利要求1所述的一种处理含芳香硝基化合物废水的方法，其特征在于所述的膨润土与废水的质量体积比为1:200-1:10000。
6.根据权利要求1所述的一种处理含芳香硝基化合物废水的方法，其特征在于所述的NH4Cl溶液浓度为0.05-0.5mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种处理含芳香硝基化合物废水的方法，其特征在于所述的废水包括炸药废水、硝基农药废水、硝基染料废水。
8.根据权利要求1所述的一种处理含芳香硝基化合物废水的方法，其特征在于所述的CaCl2溶液浓度为0.05-0.5mol/L。
9.根据权利要求1所述的一种处理含芳香硝基化合物废水的方法，其特征在于所述的NaOH溶液浓度为0.05-0.5mol/L。
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硝基苯废水治理的研究进展. 唐萍，周集体，王竞，刘春.工业水处理，第23卷第3期. 2003
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