一種處理硝基苯酚廢水的方法
【專利摘要】一種處理硝基苯酚廢水的方法，包括以下步驟：(1)制備處理劑；(2)對含有硝基苯酚的廢水進行pH值和硝基苯酚濃度的測定，用pH調節劑調節其pH值達到4-10；然后根據硝基苯酚的濃度向廢水中按照500mg/L-4000mg/L的投加量加入制備的處理劑；(3)處理劑投加時對含硝基苯酚的廢水進行振蕩，振蕩速度為150轉/分鐘，振蕩時間為5分鐘-2小時，然后離心沉降15分鐘；(4)用過濾器過濾收集沉降的處理劑；硝基苯酚濃度達標排放。該方法采用價格低廉的原料制備處理劑，對不同水力條件和溫度范圍都有很好的適應性，對于含硝基苯酚污水處理效率高，減少了對水體環境和地下水的污染。
【專利說明】一種處理硝基苯酚廢水的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于硝基苯酚廢水處理的方法，屬于污水處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]硝基苯酚是醚化生產醫藥中間體對硝基苯酚醚和一步合成消炎鎮痛物對乙酰氨基酚的重要醫藥原料，也還是生產農藥的原料和生產硝基苯的副產物。所以，含硝基苯酚的廢水主要來源于醫藥、石油、農業和化工工業。該類廢水具有毒性強，致癌、致畸、致突變和難以生物降解等特點，嚴重污染水環境，給人們的生活和身體健康帶來嚴重損害。該類廢水必須經過合理、有效的處理才能進一步的重復利用或排入水體。
[0003]目前，含酚廢水的處理方法主要包括化學氧化法、化學沉淀法、生化處理和吸附法處理，其中吸附法最為典型，常用吸附劑為活性炭，由于成本及工藝而使用受限。中國專利文獻CN102491491A公開了一種《超聲臭氧處理含硝基苯酚廢水的方法》，向反應器內通入含硝基苯酚廢水，超聲波處理同時通入臭氧進行反應；臭氧通過固定在反應器底部的微孔擴散器通入反應器內；即完成了廢水中硝基苯酚的去除。本發明所述的超聲臭氧處理含硝基苯酚廢水的工藝有益效果主要體現在:通過對工藝參數的優化，達到能耗低、去除效率高、適合實際硝基苯酚廢水處理的目的。對硝基苯酚去除效率非常高，達90%以上，具有十分重大的市場開發前景。CN1077549C公開了一種《用電一多相催化反應處理二硝基苯酚工業廢水的方法》，是按下述條件進行:1)以Si02、Al2O3或活性炭為載體，制成M/Si02、Al2O3或活性炭的催化劑，其中M為過渡金屬元素Fe，Co，Ni, Ti，V，Mn，W或Pd中一種或幾種元素的氧化物，金屬組分的重量含量為0.4~8%，余為載體；2)在平板或園筒型電多相催化反應器中，催化劑填充到電極板間，在外加直流電壓2~10伏，于常溫常壓下進行反應。CN101402503B公開了一種《一種苯混酸硝化生產二硝基苯廢水的處理方法》，包括如下步驟:⑴酸化；⑵鐵炭還原；⑶縮聚；⑷絮凝沉降；(5)沉降出水經常規生化處理。
[0004]以上現有處理含硝基苯酚廢水的技術存在能耗高、去除效率低等技術問題，同時硝基苯酚廢水處理的實際工藝參數鮮有研究。因此，研究一種能夠用于硝基苯酚廢水處理、工藝流程完備的技術方法具有重要意義。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有硝基苯酚廢水處理技術存在的缺點和不足，提供一種低成本、高效率的處理硝基苯酚廢水的方法。
[0006]本發明的處理硝基苯酚廢水的方法，包括以下步驟:
[0007](I)處理劑制備:按Ig:0.75g:3g:75mL:200mL:1OOmL的比例取天然石墨、硝酸鈉或硝酸鉀、高錳酸鉀、濃H2SO4 (質量濃度98% )、濃度為0.5mol/L的硫酸水溶液和質量濃度10%的H2O2水溶液；將天然石墨、硝酸鈉或硝酸鉀以及高錳酸鉀放入濃H2SO4中在室溫攪拌(約7天)，至分散均勻，反應完全后加入濃度0.5mol/L的硫酸水溶液，在90°C的烘箱中保持2小時；然后把混合溶液放入60°C的水浴中，加入H2O2水溶液，繼續攪拌反應1-2小時(至混合溶液呈金黃色)；然后將上述混合物離心處理并收集產物，用體積比1:1的硫酸和雙氧水的混合溶液洗滌離心收集得到的產物3-5次，并用1.5mol/L的HCl水溶液用同樣方法洗滌3-5次；用蒸餾水洗滌產物直到上層清液pH值達到6-8，產物干燥后即為需要的處理劑(氧化石墨)；
[0008](2)對含有硝基苯酚的廢水進行pH值和硝基苯酚濃度的測定，當pH值為4-10時不做處理，否則用PH調節劑調節其pH值達到4-10 ;然后根據硝基苯酚的濃度向廢水中按照500mg/L-4000mg/L的投加量加入步驟⑴中制備的處理劑；
[0009]pH調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉中的一種或幾種混合；
[0010](3)處理劑投加時對含硝基苯酚的廢水進行振蕩，振蕩速度為150轉/分鐘，振蕩時間為5分鐘-2小時，然后離心沉降15分鐘；
[0011](4)用過濾器過濾收集沉降的處理劑；對處理后的水樣進行硝基苯酚濃度測定，達標后排放，否則調整處理劑投加量直至達標。[0012]對于含硝基苯酚的廢水，振蕩是一個重要的影響因素。選擇一個合適的振蕩時間，既有利于吸附劑和被吸附物質的混合均勻，又有利于吸附劑對污染物的吸附。吸附時間的長短直接影響出水中的污染物含量，較短的時間不足以去除污染物，但時間過長，工藝上難以接受。其次，水體的PH值、溫度也是影響水中污染物去除的重要因素之一。
[0013]本發明采用價格低廉的鹽酸或硫酸、高錳酸鉀、雙氧水和天然石墨制備處理劑，設備、工藝簡單，操作方便。對不同水力條件和溫度范圍都有很好的適應性。對于含硝基苯酚污水處理效率高，減少了對水體環境和地下水的污染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是天然石墨的掃描電鏡照片(放大倍數為3000倍)。
[0015]圖2是本發明中制備的處理劑(氧化石墨)的掃描電鏡照片(放大倍數為5000倍)。
[0016]圖3是吸附硝基苯酚后的處理劑(氧化石墨)的掃描電鏡照片(放大倍數為5000倍)。
[0017]圖4是實施例2中硝基苯酚去除率的不意圖。
[0018]圖5是實施例3中廢水中硝基苯酚的初始濃度為20mg/L和50mg/L時的硝基苯酚去除率的不意圖。
[0019]圖6是實施例3中廢水中硝基苯酚的初始濃度為100mg/L和200mg/L時的硝基苯酚去除率的示意圖。
[0020]圖7是實施例4中硝基苯酹吸附量的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]首先制備處理劑:取天然石墨I克，硝酸鈉或硝酸鉀0.75克和高錳酸鉀3克，放入75mL&H2S04 (質量濃度98% )中劇烈攪拌至分散均勻，在室溫攪拌下7天；反應完全后，加入200mL濃度為0.5mol/L的硫酸水溶液，在90°C的烘箱中保持2小時；然后把此溶液放入60°C的水浴中，加入H2O2 (質量濃度10% ) IOOmL,繼續攪拌反應1_2小時，至溶液呈金黃色。考慮氧化成果和成本，天然石墨、硝酸鈉(或硝酸鉀)和高錳酸鉀的質量比例應為1:0.75:3 ;濃H2SO4、濃度為0.5mol/L的硫酸水溶液和H2O2體積比為3:8:4。然后把上述混合物離心并收集產物，用體積比1:1的硫酸和雙氧水的混合溶液洗滌并離心收集得到的產物3-5次，并用1.5mol/L的HCl水溶液用同樣方法洗滌3_5次；反復用蒸餾水洗滌產物直到上層清液PH值達到6-8，干燥后所得產物即為需要的處理劑。圖1給出了天然石墨的掃描電鏡放大3000倍的照片。制備的處理劑(氧化石墨)如圖2所示。
[0022]實施例1
[0023]取含硝基苯酚廢水1000mL,硝基苯酚的初始濃度為50mg/L，溫度293K。向廢水中按1000mg/L的投加量加入制備的處理劑，采用pH調節劑調節體系的pH值分別為4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0和10.0，pH調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉中的一種或幾種混合；維持振蕩速度150轉/分鐘，振蕩2小時，然后離心沉降15分鐘，再經過濾處理，進行水質分析，確定在PH = 5.0時污染物去除率可以達到96.7%，而且水質穩定，吸附硝基苯酚后的處理劑(氧化石墨)如圖3所示。
[0024]本實施例的結果如下表所示。
【權利要求】
1.一種處理硝基苯酚廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)處理劑制備:按Ig:0.75g:3g:75mL:200mL:IOOmL的比例取天然石墨、硝酸鈉或硝酸鉀、高錳酸鉀、濃H2SO4、濃度為0.5mol/L的硫酸水溶液和質量濃度10%的H2O2水溶液；將天然石墨、硝酸鈉或硝酸鉀以及高錳酸鉀放入濃H2SO4中在室溫攪拌，至分散均勻，反應完全后加入濃度0.5mol/L的硫酸水溶液，在90°C的烘箱中保持2小時；然后把混合溶液放入600C的水浴中，加入H2O2水溶液，繼續攪拌反應1-2小時；然后將上述混合物離心處理并收集產物，用體積比1:1的硫酸和雙氧水的混合溶液洗滌離心收集得到的產物3-5次，并用1.5mol/L的HCl水溶液用同樣方法洗滌3_5次；用蒸餾水洗滌產物直到上層清液pH值達到6-8，產物干燥后即為需要的處理劑； (2)對含有硝基苯酚的廢水進行PH值和硝基苯酚濃度的測定，當pH值為4-10時不做處理，否則用PH調節劑調節其pH值達到4-10 ;然后根據硝基苯酚的濃度向廢水中按照500mg/L-4000mg/L的投加量加入步驟(1)中制備的處理劑； (3)處理劑投加時對含硝基苯酚的廢水進行振蕩，振蕩速度為150轉/分鐘，振蕩時間為5分鐘-2小時,然后離心沉降15分鐘； (4)用過濾器過濾收集沉降的處理劑；對處理后的水樣進行硝基苯酚濃度測定，達標后排放，否則調整處理劑投 加量直至達標。
【文檔編號】C02F9/04GK103936207SQ201410205911
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】李玉江, 張北, 吳濤, 孫德軍 申請人:山東大學