芳香胺废水治理技术

Posted 2023-01-11 治理

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芳香胺化合物是重要的有机中间体，广泛用于生产医药、农药和染料等。芳香胺化合物大都具有毒性，已经证实偶氮染料分解产生的22种芳香胺中间体具有致癌性，苯胺、二硝基苯胺、对硝基苯胺和2,6一二硝基苯胺等芳香胺化合物是我国环境优先污染物[别。近几年我国因芳香胺污染导致的环境事故时有发生，芳香胺废水的治理已成为国内外研究的热点之一，目前研究的处理方法主要有物理化学法、高级氧化法和生化法等。

1 物理化学法-芳香胺废水治理技术

1．1 液膜萃取法

液膜萃取是将第3种液体展开成膜状以便隔开2个液相，利用液膜的选择透过性，使料液中的某些组分透过液膜进入膜内相，然后将三者各自分开，从而实现料液组分的分离。

液膜萃取法具有萃取与反萃取同时完成、节省试剂、提取快速等优点。沈立人等以4％ L—l13B作乳化剂的煤油溶液为膜相，以盐酸为膜内相，制成稳定的乳状液膜，对硝基苯胺废水进行3级错流液膜萃取，处理后达到国家排放标准。以煤油和Span 80作为膜相，以盐酸作为膜内相萃取分离5 00O mg／1L的苯胺废水，4 nfin内萃取率达到99．5％，然后通过加热或添加丙醇作为破乳剂，可回收98％左右膜相中的煤油和Span 80。S．I)atta等提出液膜萃取苯胺时乳液滴中苯胺的传质模型，并且发现萃取效率随着膜内水相浓度、搅拌速度和萃取时间的增加而提高，最高萃取率达到98．53％。

1．2 吸附法

吸附是利用具有吸附能力的多孔物质去除废水中污染物的过程。常用的吸附剂有活性炭、粘土矿物、分子筛和大孔吸附树脂等。吸附一再生性能优良且机械强度高的新型吸附剂是目前研究的热点。孙家寿等以十六烷基三甲基溴化铵(CIM蛆)为交联剂制备成CI'MAB交联累托石，吸附处理COD值为2 806mg／L的苯胺废水，COD去除率>67％。郑红等[8J以溴化十六烷基三甲铵对天然膨润土进行改性，吸附处理垃圾渗滤液中的苯胺，苯胺去除率在9o％以上。陶红等以天然岩石矿物为原料合成13X沸石分子筛，对苯胺吸附速率非常快，吸附10 nfin就基本达到饱和，饱和后的分子筛用质量分数为2o％、温度为60℃的NaCI溶液洗脱，解吸率接近100％。张炜铭等[1o]采用CHA一111大孔吸附树脂处理苯基周位酸生产过程排放的苯胺废水，原废水苯胺质量浓度>16 g／L，经吸附处理后苯胺质量浓度<2 mg／L，苯胺去除率>99．9％，树脂工作吸附量达120 g／L，脱附率>98％。

2高级氧化法-芳香胺废水治理技术

2．1光催化氧化法光催化氧化法以n型半导体(o2、ZnO、Cds等)作为催化剂，采用紫外光作为光源，将水中的有机物氧化成CO2和小分子物质的过程。冷文华等[11]以紫外灯为光源，以附载在镍网上的为催化剂降解对氯苯胺(Pc)，发现初始pH值对其反应速率影响较小；增大氧气浓度能加快PcA降解和脱氯速率．夕加电位能大幅度提高PCA降解速率；光催化能有效降解PCA，但矿化比降解需要更长的时间。胡春等进行了ZnO光催化降解苯胺的研究，发现苯胺降解的主要中间产物是邻氨基酚、对氨基酚和羧酸类化合物。

2．2超临界水氧化法

超临界水氧化是在高于水的临界温度(374．2oC)和临界压力(22．0a)下，在氧化剂如氧气、过氧化氢等作用下发生自由基反应，将有机物氧化成c02和小分子物质，在处理高浓度、难降解有机废水中表现出很大的优越性。Xln—HuaQi等采用超临界水氧化处理苯胺废水，在500oC、25a和J=1．1(J为H202的实际加入量与理论用量的比值)条件下，停留时间35s，TOC去除率>99％。

2．3Fenton试剂氧化法

该法通过二价铁离子(FIe2)和过氧化氢发生链反应，生成高反应活性羟基自由基，氧化去除水中的有机污染物。近些年来研究者把紫外光(Uv)、氧气和电场等引入Fenton试剂，提高了过氧化氢的利用率和Fenton试剂的氧化能力。Billas等在电解池中、pH=3、o2和F存在条件下研究苯胺降解规律，并与n02光催化法进行了对比，发现电Fenton法反应速度较快，如采用两者结合的方法，可显著提高矿化程度。。

3生物化学法-芳香胺废水治理技术

传统的生化方法难以满足Et益复杂的工业废水治理要求。近年来，国内外针对工业废水难降解的特点，开发了厌氧水解酸化与好氧结合工艺、高效菌种技术和固定化微生物技术等一些新的生物处理技术。厌氧水解酸化可将有机物分解为小分子物质，提高废水可生化性；通过筛选分离、原生质体融合和基因工程等方法获得的高效菌种也拓宽了生化法在工业废水处理中的应用。邢国平等采用缺氧折流板生物膜反应器处理2，3一二甲基苯胺废水，结果表明缺氧折流板反应器具有厌氧滤池和厌氧折流板反应器的优点，能显著提高系统的COD去除率。王连生等16采用构建的优势菌一活性污泥组合工艺，可使质量浓度高达2200rL的苯胺废水降解97．4％。Hyung—Yeellllg等首次分离纯化了1株在好氧和厌氧条件下均能降解苯胺的降解菌，该菌在好氧条件下30h内将1mbl苯胺降解到1OI以下，但在厌氧条件下完全降解需要超过7d时间。uu等从活性污泥中分离到1株鉴定为Ddftiasp．的细菌AN3，能以苯胺或乙酰苯胺为唯一碳源、氮源和能源生长，该菌株可以在高达5000rL以上的苯胺中生长。

4结语

虽然处理芳香胺废水的研究很多，但是大部分方法由于技术或经济原因还依然处于小试或中试研究阶段。随着高级氧化法如Fenton试剂氧化法、超临界水氧化法等技术的Et益成熟，这些技术已开始在有机废水中得到应用。吸附一再生性能优良的超高交联大孔吸附树脂和活性炭纤维等新型吸附材料的出现，使得吸附法在芳香胺废水的处理中发挥越来越大的作用。高效菌种的出现拓宽了生化法在芳香胺废水治理中的应用。对于难降解、成分复杂的芳香胺废水，多种技术的有效集成工艺将是有效的解决方案。在加强末端治理的同时，如何改进工艺，推广普及清洁工艺，将污染消灭在生产过程，已成为我国芳香胺有机中间体生产发展的方向。