CN102849826A

CN102849826A - 一种邻氨基苯酚废水深度处理方法

Info

Publication number: CN102849826A
Application number: CN2012103456267A
Authority: CN
Inventors: 黄阿敏
Original assignee: HANGZHOU CHUANGXIANG ENVIRONMENT TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: HANGZHOU CHUANGXIANG ENVIRONMENT TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-01-02

Abstract

本发明公开了一种化学处理方法，具体是指一种邻氨基苯酚废水的深度处理或回用的方法。本发明是将三维电极体系构成的单室反应器，通过电化学氧化法深度处理邻氨基苯酚废水；其中，单室反应器是以DSA电极为阳极材料，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为1cm；γ-Al₂O₃负载的氧化锰作粒子电极填充到电极板之间所构成；反应器中电解时间为10分钟以上，电流密度：30~70mA cm^-2，pH为3~11，按溶液质量比为0.5~5.0wt%加入MnO₂/γ-Al₂O₃的粒子电极材料。本发明的优点是具有较强的氧化能力、去除效率高、且本方法环保等。本发明具有广泛的用途。

Description

一种邻氨基苯酚废水深度处理方法

技术领域

本发明涉及一种化学处理方法，具体是指一种邻氨基苯酚废水的深度处理或回用的方法，适用于经生化－物化处理后的邻氨基苯酚尾水的深度处理或回用。

技术背景

邻氨基苯酚（OPA），典型的芳香类两性化合物，是一种重要的化工中间体，广泛应用于染料、医药、印刷业以及生物领域。邻氨基苯酚生产过程中排放的废水毒性较大，可生化性较差，对环境污染严重。因为它的高毒性，被列于“世界环境优先控制有毒有机污染物”的名单前列，必须减少它在环境中的扩散。

目前邻氨基苯酚生产废水的治理率和治理合格率都很低，因此治理任务十分艰巨。特别是经过生化－物化处理后的尾水可生化性差，悬浮物浓度低，废水中主要难生化降解物质。采用传统的物化或生化处理工艺对尾水COD的降低收效甚微。而常用的高级氧化技术如光助Fenton氧化技术等药剂费高，运行费用不菲。吸附技术如XAD-4 大孔树脂吸附或活性炭吸附均存在着吸附再生的困难。因此，探索适当的邻氨基苯酚氧化方法提高的m(BOD₅)/m(COG_Cr)，提高其可生化性，使其废水达标排放，是邻氨基苯酚废水的处理目标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种针对难降解的邻氨基苯酚染料中间体生产废水的处理尾水或者是中低浓度的邻氨基苯酚废水的深度处理方法，该方法处理后的尾水可达标排放，或回用于生产。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种邻氨基苯酚废水深度处理方法，其特征在于：由三维电极体系构成的单室反应器，通过电化学氧化法深度处理邻氨基苯酚废水；

其中，单室反应器是以DSA电极为阳极材料，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为1cm；γ-Al₂O₃负载的氧化锰作粒子电极填充到电极板之间所构成；DSA电极为钛基氧化物涂层电极，由于其对了阳极析氯、阳极析氧、有机污染物电化学降解等具有优异的电催化活性，所以在本发明中选择其作为电极，是发明人经长期摸索所得出的结论；

反应器中电解时间为10分钟以上，电流密度：30~70mA cm^-2，pH为3~11，按溶液质量比为0.5~5.0wt%加入MnO₂/γ-Al₂O₃的粒子电极材料。

作为优选，上述邻氨基苯酚废水深度处理方法中的阳极电极材料为Ti/Sb-SnO₂/PbO₂，是通过钛网上热分解法涂层中间层Sb-SnO₂，电沉积活性层PbO₂。

作为优选，上述邻氨基苯酚废水深度处理方法中的邻氨基苯酚废水是经过生化-物化处理后尾水，或者COD小于1500 mg L^-1的中低浓度邻氨基苯酚废水。

作为优选，上述邻氨基苯酚废水深度处理方法中的电解时间为10分钟以上、电流密度为40~60mA cm^-2、pH为9~11、加入粒子电极为1.0~2.0wt.%的MnO₂/γ-Al₂O₃和1.0wt.%的Na₂SO₄。

有益效果：本发明相比现有技术具有如下的优点：

（1）强氧化性。采用热分解法制备中间层和电沉积法制备活性层的DSA电极具有较强的产羟基自由基的能力，因此该方法具有较强的氧化能力；

（2）高效性。双组份粒子电极耦合DSA电极形成三维电极体系，在10分钟内处理该废水，其去除率达到84.1%。因此该方法处理效果好；

（3）环保性。电化学深度氧化法处理邻氨基苯酚废水，以具有强氧化性的·OH基团作氧化剂，因此该方法绿色环保。

具体实施方式

下面列举实施例进一步说明本发明，但并不是本发明内容范围的任何限制。

实施例1

用一个200mL烧杯量取100mL的邻氨基苯酚废水，COD为1168.6mg L^-1，pH为6.8（原水样pH），加入2wt% 载体γ-Al₂O₃，用磁力搅拌器搅拌溶液，10分钟和20 分钟从反应器中取样测COD值，COD的去除率分别为23.5%和23.72%，从结果中可知，在不加外电流的情况下，载体γ-Al₂O₃只起到吸附性能，并且吸附效果较差。

实施例2

用一个200mL烧杯量取100mL的邻氨基苯酚废水，COD为1168.6mg L^-1，pH为6.8（原水样pH），加入2wt% 催化剂MnO₂/γ-Al₂O₃，用磁力搅拌器搅拌溶液，10分钟后从反应器中取样测COD值，COD的去除率为49.5%，从结果中可知，在不加外电流的情况下，催化剂MnO₂/γ-Al₂O₃在常温常压下具有一定的催化效果。

实施例3

以两个2×5cm的DSA电极为阳极，其中的阳极电极材料为Ti/Sb-SnO₂/PbO₂ ，是通过钛网上热分解法涂层中间层Sb-SnO₂，电沉积活性层PbO₂。另外是相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为1cm，电化学氧化深度处理邻氨基苯酚废水，COD为1168.6mg L^-1，pH分别为3、5、7、9、11和13，加入1.0wt%的Na₂SO₄支持电解质，电流密度为50mA cm^-2，反应持续70分钟。实验结果中，我们发现它们对应的COD去除率分别是74.1%、87.1%、89.1%、 91.2%和60.1%。从结果中可知，不加任何催化剂的情况下，纯电化学技术处理邻氨基苯酚废水，当pH = 10.5时， COD去除率最高92.5%，故选择最佳pH为10.5。

实施例4

以两个2×5cm的DSA电极为阳极，其中的阳极电极材料为Ti/Sb-SnO₂/PbO₂ ，是通过钛网上热分解法涂层中间层Sb-SnO₂，电沉积活性层PbO₂。另外是相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为1cm，电化学氧化深度处理邻氨基苯酚废水，COD为1168.6mg L^-1，pH为10.5，加入1.0wt%的Na₂SO₄支持电解质，电流密度分别为30mA cm^-2、40mA cm^-2、50mA cm^-2、60mA cm^-2和70mA cm^-2，反应持续70分钟。实验结果中，我们发现它们对应的COD去除率分别是72.2%、82.5%、86.9%、87.6%和88.3%。从结果中可知，不加任何催化剂的情况下，纯电化学技术处理邻氨基苯酚废水，当电流密度为超过50mA cm^-2时，COD去除率增高趋势不大，故选择最佳电流密度为50mA cm^-2。

实施例5

以两个2×5cm的DSA电极为阳极，其中的阳极电极材料为Ti/Sb-SnO₂/PbO₂ ，是通过钛网上热分解法涂层中间层Sb-SnO₂，电沉积活性层PbO₂。另外是相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为1cm，电化学氧化深度处理邻氨基苯酚废水，COD为1168.6mg L^-1，pH为10.5，加入1.0wt%的Na₂SO₄支持电解质和2.0wt%粒子电极MnO₂/γ-Al₂O₃，电流密度为50mA cm^-2，反应持续10分钟。10分钟后从反应器中取样测COD值，COD的去除率为84.1%，从结果中可知，在电化学技术和催化技术的耦合作用下，10分钟就可以将有毒难降解的邻氨基苯酚废水有效地降解。

Claims

1.一种邻氨基苯酚废水深度处理方法，其特征在于：由三维电极体系构成的单室反应器，通过电化学氧化法深度处理邻氨基苯酚废水；

其中，单室反应器是以DSA电极为阳极材料，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为1cm；γ-Al₂O₃负载的MnO₂作粒子电极催化剂填充到电极板之间所构成；

反应器中电解时间为10分钟以上，电流密度：30~70mA cm^-2，pH为3~11，按溶液质量比为0.5 wt%~5.0wt%加入MnO₂/γ-Al₂O₃的粒子电极材料作为催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种邻氨基苯酚废水深度处理方法，其特征在于所述的阳极电极材料为Ti/Sb-SnO₂/PbO₂ ，是通过钛网上热分解法涂层中间层Sb-SnO₂，电沉积活性层PbO₂。

3.根据权利要求1所述的一种邻氨基苯酚废水深度处理方法，其特征在于所述的邻氨基苯酚废水是经过生化-物化处理后尾水，或者COD小于1500 mg L^-1的中低浓度邻氨基苯酚废水。

4.根据权利要求1所述的一种邻氨基苯酚废水深度处理方法，其特征在于所述的电解时间为10分钟以上、电流密度为40~60mA cm^-2、pH为9~11、加入粒子电极为1.0 wt%~2.0wt%的MnO₂/γ-Al₂O₃和1.0wt%的Na₂SO₄作电解质。