Fe2Fe3系统处理邻对硝基苯胺废水嵇雅颖

上海环境科学第17卷第9期,998年9月Fe’`/Fe’`系统处理邻、对硝基苯胺废水TeratmentofWastewaterContainingo一orP一NitoranilinebyFeorrus/Fe币eSystem秘推颖乌拐康冯晓西JiYayingShanghaiWuXikang200237)(华东理工大学,上海200237)FengXiaoxi(EastChinaUniversityofSeieneeandTeehnology,摘要在碱性条件下,用F扩`将邻、对硝基苯胺还原成邻、对苯二胺;在酸性条件下,上述反应生成的Fe”将二元芳胺进一步氧化成醒类化合物.实验结果表明,经F扩+/Fe+3系统处理,硝基苯胺类废水的CODc;有较大的去除,且可生化性得到很大改善。关扭词:Fe卜/Fe卜系统邻硝签笨胶对硝荃苯胺废水处理A七stardUnderbasieeondition,nitoranilinesinwastewatereouldberedueedbyferrousiontoPhenylenediamines,andthenoxidizedtobenzoquinonebyferrieionformedinreduetionstageunderaeidieeondition.TheexPerimentalresultshowedthatthebiodegradabilityofwastewaterwasgreatlyenhaneedbythissystem,theCODervalueofemuenteouldbedeereasedgreatly.Thissystem15eonvenient,lessexPensiveandeiffeient,andeanbeusedasaPretreatmentmethodforsequeneebioehemiealtreatment.Keywo川s:eFrrousl怕rrlcsystemo·nitroanilineP·nitoranilineWas6twatertreatment工艺流程见图1.,前育硝基苯胺类化合物作为重要的化工原料,被广泛应用于医药、化工、染料等工业。此类化合物对人体及微生物的毒害性极大,生物可降解性差,其废水治理较为困难川,至今尚无行之有效且处理费用较低的治理方法。本文采用FeZ丫Fe3`系统,在碱性条件下,利用Fe+2将邻、对硝基苯胺还原成邻、对苯二胺,再在酸性条件下,利用反应生成的Fe+3将邻、对苯二胺氧化成水溶性较小的醒类化合物以及Fe+3絮凝吸附作用等,达到处理该废水降低毒性、去除CODcr、提高BODS/CODcr比值的目的.FeS仇Ca(0H)2HZS仇Ca(OH)生化处理滤液图1峭基苯胺废水处理工艺流程.22分析方法2实验部分2.1实验方法分别配制邻、对硝基苯胺的饱和水溶液,其CODcr值分别为IO99mg/L、659mg/L,作模拟废水。取硝基苯胺溶液60OmL,投加一定量的Feso;,在碱性条件下,搅拌反应,测定还原反应后溶液的还原产物邻苯二胺浓度及CODcr值。然后,用硫酸调节pH至酸性,测定氧化反应后邻苯二胺浓度及CODcr值。处理因邻苯二胺不能参与重氮偶合反应,所以,不能用常规的苯胺标准分析方法来测定。本实验邻苯二胺分析选用乙酞丙酮比色法进行测定l2J。据文献报道,Fe+3的存在对分析有干扰【,’,因此,每次分析样品时均调节pH10,并滤去Fe,,,以避免分析误差.CODcr采用标准KZCrO7法测定,BODS用5日生物耗氧量测定141.3实验结果与讨论3.1还原反应时间的确定取一定量的邻硝基苯胺溶液,投加1%的Feso4,调第一作者祛推颖,女,1961年10月生,1982年毕业于上海教育学院,工程师。参加本项研究工作的还有倪永笋、郑雪琳。一14一FeZ+/Fe3+系统处理邻、对硝其笨胺废水稿雅颖oo98oo节pH至碱性,并在不同时间采样分析邻苯二胺浓度及CODcr,结果见图2.同时间采样分析,结果见图3。ǎ闷\的日àóvOQU000000|如|扎十上`40ba0050005000ǎ闷\.日à侧说越日兴粉0050005000500气、ó,`气孟,丈11ǎ曰\的已à侧形崔川拱珍01020反应时间(min)0102030氧化反应时间(min)a一CODcr的变化;b一邻苯二胺浓度的变化图2Fe+2还原反应时J’N对处理效果的影响从图2中可见,还原反应基本是瞬间进行的。当反应至20min左右,还原产物邻苯二胺浓度增至最大;CODer去除率为30%左右,随着反应时间增加,CODer的变化趋缓.因此,还原反应时间以20min为宜。3.2氧化反应时间的确定取一定量的邻硝基苯胺溶液,投加1%的FeS04,经碱性还原反应20min后,用HZSO;调节至酸性,在不a一CODcr的变化;b一邻苯二胺浓度的变化图3Fe”氧化反应时间对处理效果的影响从图3中可见,氧化反应中,邻苯二胺浓度随时间增加而逐渐下降,当反应超过20rinn时,其浓度变化趋于平缓。因此,从邻苯二胺的浓度及工程的角度出发,选择最佳时间为30mino3.3FeZ+投加量的确定取一定量的邻硝基苯胺溶液,按不同的量投加FeS04,进行20min还原反应和20min氧化反应,反应过程中取样分析,结果见表1。表1Fe”投加,对于邻硝基苯胺废水处理效果的影晌还原反应氧化反应(mg/L)FeSO。投加量(%)邻苯二胺CODer邻苯二胺CODerCODe,总去除率(%)0OJQJO八Qù飞``Ur6ō了00产)t…百:O,尹。八06r廿`ó`é叹`,`八入àO了O了`U`咔1人,J内乙。ū尸6广、ó,``J氏JJ,月峥力呼、、ù11180180150427802202302302602302501099578691683491538792rJO`ùnù`é0……on,111勺`,`飞ù从表1可见,在还原反应中,随着FeSO4投加量的增加,邻苯二胺浓度及CODcr值变化不大;而在氧化反应中,出水中邻苯二胺与CODcr值随投加量的增大急剧下降,在投加量为2.5%时,出水中CODcr值与邻苯二胺浓度相当小,CODcr去除率达到95%以上,因此,实验选择的投加量为2.5%。采用相同的处理方法,进行对硝基苯胺溶液的FeZ’投加量实验,结果见表2。表2Fes04用一对于对硝落苯胶废水处理效果的影晌FeSO;投加量处理后cODer(mg/L)CODer去除率(%)659300144226。54.578.165.7ù、J.0`.A,`ō、à从表2可见,对硝基苯胺处理效果低于邻硝基苯胺,当FeZ+投加量为2.5%时,CODer去除率为78%。3.4FeZ丫Fe’十处理系统对硝基苯胺可生化性的影响邻、对硝基苯胺溶液经1%eFsq处理后进行BODS测定,以研究其可生化性的变化,结果见表3。从表3可见,邻、对硝基苯胺经FeZ丫Fe3`系统处理,CODc`降低较大,可生化性得到很大的改善。3.5反应机理的探讨据文献报道151,FesO4在碱性条件下形成的墨绿色Fe(OH):沉淀具有强烈的选择还原性,在常温下,可以快速有效地还原有机含氮化合物。如硝基苯、亚硝基苯、氧化偶氮苯、氢化偶氮苯、偶氮化合物及经基苯胺均能被还原成为苯胺类化合物.而墨绿色Fe(OH)2被氧化成棕红色的Fe(OH)3,反应在短时间内完成。我们对还原后的邻硝基苯胺废水进行分析,发现确实存在大量的邻苯二胺.因此,可推断邻、对硝基苯胺还原产生邻、对苯二胺。一15一上海环境科学第17卷第9期,998年9月表3Fe+2/「e+3处理系统对于硝鑫苯胺废水可生化性影响(mg/)L处理前处理后CODe,BOD。BODS/CODc,CODerBODSBODS/CODc邻硝基苯胺109916,80.0156941100.16对硝基苯胺6592.20.003467960.21邻、对苯二胺易被温和的氧化剂Fe+3氧化成醒式的邻苯酿在水中的溶解度很小,并可进一步被Fe3十混结构`6]。这可以通过质谱分析氧化产物而被确认,形成凝吸附而去除。还原、氧化反应方程式表示如下:FeSO;+Ca(OH)2一Fe(OH):告+CaS众杏Z丫一No,_Z\一NHZ111+6Fe(OH)2+4H20一111__+6Fe(OH)、、卢.NH,、尹一NHZ或NHZee仁)N02+6Fe(oH)2+4HZo一NHZ一仁}NHZ+6Fe`OH,。沙、一NHZ二,卢丫01.__+ZFeJ’+2H20=二)11+ZNH二+ZFe之+凡声~NHZ、办0或HZN一弋乃一NHZ+,Fe,`+,HZo坞o曰《二卜o+,NH“+,FeZ·由反应式可见,还原lmoL的邻、对硝基苯胺,Fes04的理论消耗量为6moL,反应产生6moL的Fe(OH)3;而氧化lmoL的邻、对苯二胺,理论上只需要ZmoL的Fe(OH)3,因此,由反应产生的Fe+3量完全满足邻、对苯二胺氧化所需的量,而无需再次投加药剂。富、价格低廉,具有良好的应用前景。4结论4.1邻、对硝基苯胺废水中一次性投加Fe+2,通过pH的调节实现硝基苯胺还原反应以及还原产物的氧化反应。.4.2邻、对硝基苯胺废水经Fe+2/Fe+3系统处理后,废水的CODcr值降低较大,且可生化性得到很大的改善。在最佳条件下,CODcr去除率达97%、78%o4.3该系统处理效果优异、工艺操作简单、药剂来源丰参考文献乌锡康等.有机水污染治理技术.上海:华东化工学院出版社,1989,232一253.蒋兴宗.工业废水中邻苯二胺的快速测定.农药,1984,(5:)22.陶大均.铁l(ll)比色测定工业废水和地面水中的邻苯二胺.化工环保,1986,(6):170一173.国家环保局.水和废水监测分析方法.第3版,北京:中国环境科学出版社,1989,354一362.Ra1PhL.ShrinerandReynoldC.Fuson.TheSystemarieIdentiifeationofOrganieComPounds.NewYour:JohnWileyandSonsIne.,1956,113一114FieserL.F.FieserM二ReagentsofrorganieSysthesis.NewYour:JohnWileyandSonsIne.,1967,390一401贵任编样钟月华(收到修改稿日期:1998一04一21)常州市强化助力车管理江苏省常州市针对市区助力车发展迅猛情况,采取重大举措,颁布了《关于加强助力车管理的通告》,通告规定市区停止发放燃油助力车的牌证,市区各梢售商停止向市区居民出售各类助力车,现有库存只准梢往外地,市区居民不得到户籍地以外地区申领助力车牌证。非市区牌证的助力车禁止在市区道路行驶,统一制作98式防伪助力车牌证,办理换发牌证手续。申请换发牌证的助力车,其品牌必须列入江苏省公安厅批准的产品目录,并符合助力车主要安全技术标准。换发牌证时必须安装由市环保部门认定的排污净化装里,并实行年度检验制度,对助力车安全技术状况、排气净化装里进行车检.达不到规定标准的停止行驶,收缴号牌,对连续2年不参加年检的助力车,强制报废、淘汰,注悄车辆档案,收傲号牌。违反通告规定将予以处罚。(通讯员李君嘉)一16一