微电解法-催化氧化法组合工艺处理硝基苯废水的实验研究

微电解法+催化氧化法组合工艺处理硝基苯废水的实验研究翟建(南京化工职业技术学院应用化学系南京2l0048)摘要利用废铁屑对硝基苯废水进行预处理,可以使废水中的硝基苯及硝基类化合物转化为苯胺及氨基类化合物,然后在废水中加人H2O2,使H2O2与废水中的Fe2+构成Fenton试剂,反应产生OH·自由基,利用OH·自由基的强氧化性,使苯胺及氨基类化合物中的苯环开环断链矿化分解。关键词铁碳微电解催化氧化硝基苯废水StudyontheTreatmentforNitrobenzenWastewaterbyMicro-electrolysisandCatalyticOxidationProcessZHAIJian(Dept.ofAppliedChemistry,NanjingCollegeofChemicalTechnologyNanjing210048)AbstractNitrobenzenewastewaterhasbeenpretreatedbyanironscrapprocess,resultingintheconversionofnitrobenzenetoaniline.Fen2tonreagentoxidationprocessforthenitrobenzeneandanilinedegradationisinvestigatedbyFe2+ascatalystandH2O2asoxidant.TheOH·freerad2icalproducedisusedtomakethebenzeneringinthenitrobenzenetoanilinedecomposed.KeywordsFe-Cmicro-electrolysiscatalyticoxidationnitrobenzenwastewater硝基苯作为重要的化工原料,广泛用于医药、农药等领域。但是生产该产品往往会有大量的废水产生,废水中的主要污染物为硝基类化合物及少量的硝基苯。硝基是吸电子基团,使得苯环上的电子云密度大大下降,导致其稳定性极强,使得氧化电位为2.8V的·OH都很难与硝基苯发生亲电取代反应使其氧化降解。本文利用铁碳微电解技术产生的新生态的[H]和Fe2+的还原性,将废水中硝基类化合物还原成氨基类化合物。氨基是给电子基团,可使得苯环上的电子云密度大大升高,利用加入的H2O2和Fe2+构成Fenton试剂,氧化氨基类化合物,使之开环断链,达到矿化的目的。1实验部分1.1仪器与试剂液相色谱,铁碳微电解塔,磁力搅拌器(山东甄城新华仪器厂),测定CODCr用仪器与试剂,H2O2(30%),FeSO4·7H2O(分析纯)。1.2废水水质废水取自某化工厂硝基苯生产废水,指标见表1。表1原废水的水质硝基苯/(mg·L-1)色度/倍CODCr/(mg·L-1)pH值7530011005-61.3实验方法将废水调到一定的pH值后,通过蠕动泵以一定的流速逆流打到铁碳微电解塔中,出水通过自流进入催化氧化塔,在该塔中加入一定量的30%H2O2以一定的转速搅拌,反应一段时间后进入沉淀池,将pH值调节至中性,生成新生态的混凝剂Fe(OH)2、Fe(OH)3,混凝沉淀出水。1.4分析方法COD采用重铬酸钾法测定,依据下式计算CODCr去除率:ηCOD=[1-(CODCr/CODCr0)]×100%式中,CODCr0、CODCr分别表示处理前后染料废水的化学好氧量。色度采用稀释倍数法。硝基苯含量采用液相色谱法。2结果与讨论2.1微电解反应阶段当污水通过含铁和碳的混合填料时,铁成为阳极,碳成为阴极,并有微电流流动,形成许多微小电池,产生微电解,发生腐蚀,即氧化还原反应:阳极反应:Fe-2eFe2+E0(Fe2+/Fe)=-0.44V阴极反应:2H++2eH2E0(H+/H2)=0.00V当有氧气时:O2+4H++4e2H2OE0(O2)=1.23VO2+2H2O+4e4OH-E0(O2/OH-)=0.40V上述反应在酸性和充氧的情况下腐蚀最剧烈,所以微电解处理阶段要充入适量的空气,从而促使微电解阶段的处理效果进一步提高。2.1.1铁碳比对硝基苯废水CODCr去除率的影响在H2O2为进水量的2%,铁碳微电解反应时间为1.5h,·41·工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection2008年第34卷第9期September2008©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net催化氧化时间为1h,pH值为3,V气∶V水=10∶1,微电解塔的组成采用1份铁屑,若干份碳,测定反应结束时各水样的CODCr