[发明专利]一种利用污染物自组装电化学系统降解苯胺废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种利用污染物自组装电化学系统降解苯胺废水的方法。

背景技术

苯胺废水中的主要污染物为苯胺和氮素，苯胺是芳香胺类最有代表性的物质，是一种具有芳香气味的无色油状液体，广泛应用于国防、印染、塑料、油漆、农药和医药工业等，同时也是严重污染环境和危害人体健康的有害物质，是一种“致癌、致畸、致突变”的三致物质。由于苯胺具有长期残留性、生物蓄积性、致癌性等特点，被美国EPA列为优先控制的129种污染物，也被列入“中国环境优先污染物黑名单”中，在工业排水中要求严格控制。苯胺类废水通常具有以下特点：污染物结构复杂、浓度高、含盐量高、废水酸(碱)性强、色泽深、不易生物降解、生物毒性大。而且许多苯胺上被取代有卤素，例如常见的氟苯胺，氯苯胺等，这些卤代苯胺的毒性以及降解难度更是远超苯胺。其中苯胺类物质因其生产过程需要，导致氨氮和苯胺必定为该类废水中主要污染物。

公开号为CN102936079A A的中国发明专利申请公开了一种从工业高含盐苯胺废水中去除苯胺的方法，以盐析作用下溶剂萃取法对苯胺废水进行处理，在常压静态混合反应器内，将废水、氯化钠和作为萃取溶剂的硝基苯混合，经原料泵打入管式静态混合反应器，使萃取溶剂硝基苯与苯胺废水充分混合，将萃余液进行好氧-厌氧微生物氧化组合工艺处理，使萃余液流经厌氧池进行厌氧降解处理，经过厌氧处理的废水进入好氧池进行好氧降解处理。

公开号为CN100500584的中国发明专利申请文献公开了将电解氧化过程与物理过滤过程相结合，物理过滤过程为电解氧化过程降低了负荷、提高了电解效率；两种过程交替进行；采用钛基铱系贵金属氧化物涂层阳极，在电解槽中电化学催化氧化降解苯胺，在降解的过程中，以30～60min的时间间隔采用物理过滤的方式，去除溶液中电解苯胺产生的絮浮中间产物，达到快速降解苯胺的目的。

专利201110131660.X提出了一种通过电聚合实现苯胺废水资源化与零排放的方法，用苯胺聚合成膜在不锈钢阳极上的不断聚合与成膜，消耗废水中的苯胺成分，最终使苯胺废水无毒化,苯胺聚合物成膜可作为产品收集，适量残留的苯胺废水可以用作锅炉循环水的补充水，起到杀生剂作用，实现苯胺废水的零排放。该方法需投加大量硫酸钠提高废水电导率，按其发明中提供的指标计算，最高会导致废水盐度提高24g/L，远无法达到排放要求。而废水脱盐是现今废水处理中最大的难点，要将该盐度脱除几乎是不可能的。

发明内容

本发明提供了一种利用电化学降解苯酚废水的方法，先利用短程硝化过程将废水中的大量氨氮转变成亚硝酸盐，亚硝酸盐所需量极少，因此常规亚硝化过程即可满足。然后再利用污染物苯胺与亚硝酸盐本身的改性过程，将大量苯胺自组装到电极表面，提高电极效率，同时也提高了苯胺与电极接触面，加速了相互间的电子传递，使苯胺更容易降解。

一种利用污染物自组装电化学系统降解苯胺废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将苯胺废水进行短程硝化，短程硝化后的苯胺废水中含亚硝酸盐；

(2)将短程硝化后的苯胺废水通入电解槽中，先进行低电压自组装；再进行高压电解；该步骤中，低电压自组装和高电压电解交替循环进行，每次循环结束后向电解槽中补加步骤(1)中的短程硝化出水，直至废水中苯胺浓度达到要求值。

本发明方法处理的苯胺废水中本身含有氮盐，步骤(1)中所述短程硝化为本领域常规短程硝化，普遍苯胺废水中常含有氮盐，进行常规短程硝化后转变成亚硝酸盐，而这种废水降解过程中则可直接利用废水中原先含有的亚硝酸盐进行自组装。本发明对电解过程进行优化，利用污染物苯胺本身与亚硝酸盐反应，使苯环上的氨基脱离，而原先连接氨基团的碳原子则活性增加，该碳原子极易连接上羟基或者连接到石墨电极上，连接羟基的苯环即为苯酚，苯酚易被开环断链；而自组装到电极表面的苯环，则由于提高了苯环与电极接触面积，因此加速了相互间的电子传递，使苯环更容易降解，除此以外，苯胺类物质改性到电极表面还能提高电极的性能；同时还在溶液中未重氮盐反应的苯胺则仍旧按照传统电解氧化过程降解。三条路径同时降解苯胺从而高效提高电化学降解的性能。

作为优选，步骤(2)每次循环中：低电压为1～2V，自组装时间为2～5h；高电压为4～6V，电解时间为0.2～0.5h。