国内硝基苯废水治理研究进展

国内硝基苯废水治理研究进展陈�萍1�邱�瑾2(1.西安石油大学化学化工系,陕西西安,710065;2.贵州省化工行业管理办公室,贵州贵阳,550002)��摘�要�硝基苯的高毒性、难降解性及其在环境中的积累性,使得硝基苯污染治理成为众多科研工作者关注的课题,本文综述了国内治理硝基苯污染的方法原理,研究进展及今后深入研究的方向。关键词�硝基苯废水治理�吸附�萃取�高级化学氧化�生物降解中图分类号�X783���文献标识码�A���文章编号�1008-9411(2004)02-0030-05��硝基苯(Nitrobenzene,NB)是应用广泛的化工基础原料,主要用于染料,医药,农药及炸药等行业,这些行业的生产废水中含有大量硝基苯、苯胺等有机污染物。硝基苯是高毒性物质,其毒性一般为其它化合物的20~30倍,且具有弱致突变性。长期接触,对人体及动植物危害极大[1~2]。美国环保局已将其列入优先控制的污染物名单中。在硝基苯生产领域,硝基苯洗涤废水是硝基苯生产流程中最大的污染源之一。硝基苯洗涤废水中,硝基苯的含量在2000mg.L-1左右,同时废水中含有少量苯、硝基酚、二硝基酚、硫酸盐、硝酸盐等物质[3~4]。其它以硝基苯为原料的行业,废水中硝基苯含量一般在200-1000mg.L-1之间。目前,国内治理硝基苯废水主要采用物理法,化学法,生物法等方法。1�物理法处理技术含高浓度硝基苯的工业废水,一般成份较为复杂。含盐量较高且具有很强的酸碱性,难以直接采用生物法处理。采用物理手段处理较为有效,即可降低硝基苯的浓度,改善废水的可生化性,又可以回收部分硝基苯,实现资源利用最大化。目前,常用的物理法处理技术包括:汽提法,萃取法,吸附法。1.1�汽提法从相平衡角度看,在恒温条件下,两种液体若互溶度极小,则每一液相具有自身固定的蒸汽压,与各相的量无关。硝基苯与水属不相溶液体,所以硝基苯废水遵循这一规律。当废水被加热沸腾并保持这种状态,使体系处于恒温时,就可以从气相中获得比液相中浓度高得多的硝基苯和水的混合物。将这一混合物再回用于硝基苯的洗涤,就可达到硝基苯回收的目的[5]。林忠祥等通过实验证明,单一汽提法能使大部份废水达标,却难以根治所有废水,并指出采用汽提�萃取或汽提�吸附的方法较为可行[6]。于桂珍等利用汽提�吸附法处理硝基苯废水,实验表明,硝基苯的去除率可达90%以上,汽提后的废水经碳黑吸附,废水中硝基苯含量可降至10mg.L-1以下,效果较好[5]。汽提法处理高浓度硝基苯废水,工艺上较为可行。然而,汽提塔的蒸汽消耗量较大,一般占硝基苯生产蒸汽总消耗量的30%以上。宗红鹰等将水洗流程废水用于硝基苯粗品的中和洗涤,使硝基苯废水量减少50%,汽提蒸汽用量下降近55%,经济效益显著[3]。1.2�萃取法利用与水不相溶的有机溶剂将废水中的有机物取出,采用物理或化学手段将有机溶剂与目的有机物分离,有机溶剂�萃取剂回收重复使用。林忠祥等利用这一原理,以苯为萃取剂处理硝基苯废水。实验表明,废水经苯萃取三次,可使硝基苯含量低于国家规定的一级排放标准(2.0mg.L-1)。若采用N503-苯作萃取剂。两次萃取后,硝基苯、硝基酚含量均低于国家一级排放标准。但由于苯在水中有一定的溶解度,且沸点较低、挥发性较大,因而单一萃取法易产生二次污染。后又提出用苯萃取使废水中硝基苯浓度降至3mg.L-1以下,再用汽提法使苯的含量降至10mg.L-1以下,处理后的废水可达到二级排放标准[6,8]。沙耀武等用四氯化碳作萃取剂处理高浓度硝基苯废水,三次萃取后硝基苯质量浓度由2300mg.L-1降至80mg.L-1。四氯化碳在水中溶解度较小,且萃取液可直接用于四氯化碳为溶剂的硝化反应,是一种较理想的萃取剂[53]。此外,张耀煌等证实,液膜法处理硝基苯废水在工艺上是可行的[8]。当前,可用于废水中硝基苯萃取的有机溶剂种类有限,且硝基苯类化合物在两相间存在一定的分配系数,因此利用萃取法彻底去除废水中硝基苯的设想还未能完全实现,辅以其它工艺条件的萃取过程,可作为今后的研究方向。1.3�吸附法吸附法的吸附过程是指在一定条件下,一种物30�贵州化工GuizhouChemicalIndustry2004年4月第29卷第2期质的分子,原子或离子能自动的附着在某种固体表面的现象。吸附剂之所以具有吸附能力,是因为处在吸附表面上的质点受到相内质点的拉力,所处的力场是不平衡的,具有剩余能量,即表面自由焓。这些不平衡力场由于吸附作用可得到某种程度的补偿,从而降低吸附剂的表面自由焓,所以在一定条件下,吸附剂能自动的吸附那些能降低其自由焓的物质[9]。吸附法处理硝基苯类废水是通过吸附剂的表面对硝基苯的吸附作用,将硝基苯从中除去,然后通过解析回收硝基苯,吸附剂重新被使用到下一次的吸附过程。颗粒状活性碳(GAC)应