[发明专利]一种环糊精改性的超交联树脂及其吸附回收工业废水中苯胺类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种环糊精改性的超交联树脂及其吸附回收工业废水中苯胺类化合物的方法。该方法利用合成的环糊精改性聚苯乙烯‑氯甲基苯乙烯超交联树脂作为吸附材料对废水中的苯胺、对甲苯胺、对氯苯胺和对氨基苯甲酸等苯胺类化合物进行吸附，其最大吸附容量分别可达到149、198、294、623 mg/g。实验结果表明，其吸附容量明显高于活性炭、粉煤灰、改性沸石等吸附材料对苯胺类化合物的最大吸附容量。本发明方法具有材料制备工艺简单、可重复使用、吸附条件温和、节能环保、成本低廉等优点。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体地说，涉及一种吸附回收工业废水中苯胺类化合物的方法及其吸附材料的制备。

背景技术

水是生命之源，全球的水资源总量为13.5亿km³，其中仅2.5 %为淡水，而且大部分都是固体冰川水、深层地下水，人类能直接利用的淡水不到仅占0.3 %。而且随着经济的发展，淡水资源受到生活污水及工业废水的污染日趋严重，所以治理水污染问题已成为全球人类共同关注的问题。工业废水是主要的水体污染源，工业废水水体中存在着数百万种有毒化合物，其中就有苯胺类化合物，它们广泛存在于染料制造、纺织印染工业、塑料加工和制药工业等行业。苯胺类化合物其可通过吸入、食入或透过皮肤吸收而导致中毒，能通过形成高铁血红蛋白，造成人体血液系统损害；可直接作用于肝细胞，引起中毒性肝损害；这类化合物进入机体后易通过血脑屏障而与大量类脂质的神经系统发生作用，引起神经系统损害。此外，其中一些苯胺衍生物还具有致癌、致畸和致突变的作用。

基于以上原因，对这类苯胺类化合物的清除成了当前研究的热点。迄今为止，国内外报道的处理含苯胺类废水的方法主要分为三类：第一类是物理法，该法是通过物理作用处理废水中的含酚组分，主要包括吸附法、焚烧法、溶剂萃取法、膜分离法等，其中吸附法应用最多；第二类是化学法，主要包括 Fenton 氧化法、Photo- Fenton 高级氧化法、紫外/双氧水高级氧化法、光催化降解法等；第三类是生物法，主要包括活性污泥法、生物降解、酶处理等方法。但大多数方法的处理效果都不理想，普遍存在成本高、二次污染严重、排放不达标等问题。例如公开号为CN102001765A的发明专利文献公开的采用臭氧氧化—改性活性炭/改性蒙脱土吸附联合工艺来处理苯胺废水，是先用臭氧对废水初步氧化，而后将废水先后流入改性活性炭吸附池和改性蒙脱土吸附池，苯胺污染物被吸附除去，是物理法联合化学法的处理技术，其中臭氧对苯胺的氧化程度很有限，所使用的改性活性炭、改性蒙脱土吸附剂制备较复杂，且吸附剂再生困难，易出现废水排放不达标的问题。例如公开号CN102001765A的采用臭氧氧化一改性活性炭/改性蒙脱土吸附联合工艺来处理苯胺废水，是先用臭氧对废水初步氧化，而后将废水先后流入改性活性炭吸附池和改性蒙脱土吸附池，苯胺污染物被吸附除去，是物理法联合化学法的处理技术，其中臭氧对苯胺的氧化程度很有限，所使用的改性活性炭、改性蒙脱土吸附剂制备较复杂，且吸附剂再生困难，易出现废水排放不达标的问题。此外，公开号CN103420475A和CN103663831A均采用Fenton催化降解反应处理苯胺废水，它们通过催化分解H₂O₂产生的羟基自由基，将大分子苯胺降解为小分子有机物或矿化为CO₂和 H₂O等无机物，达到净化废水的目的。然而，该方法具有最大的缺点是，在苯胺废水净化过程中，会产生大量污泥，从而增大了企业二次处理的难度和成本。又如，公开号CN104261517A和CN104355464A分别采用了铁碳微电解和催化铁内微电解技术处理硝基苯、苯胺类废水，新型微电解技术虽然是目前较热门的新型水处理方法，但它不能将硝基苯类化合物彻底矿化为无机小分子物质，只能作为废水的预处理方法与其他工艺组合使用。因此，找到一种能真正经济高效地处理苯胺类废水的方法就显得非常必要。

吸附法在污水处理领域应用较广泛，而且采用吸附法具有可重复性使用、操作简便、成本低廉、环境友好、能实现资源的回收利用等特点，因此吸附法应用于清除废水中的苯胺类化合物符合近年来环境工程界提倡的绿色、高效主题。

发明内容