吸附法降解苯胺廢水研究——以新生態二氧化錳吸附為例

王玉文

（揚州美境環保科技有限責任公司 江蘇揚州 225000）

環境中的苯胺類物質大多數是由制藥行業和印染行業的企業生產活動產生的。另外含硝基苯的酸性廢水，在還原性物質存在時也會產生苯胺，因此選礦廢水也會產生部分苯胺類污染物。苯胺的毒性非常高，少量的苯胺就會引發中毒。當下，我國90%的水體受到不同程度的污染。而國外開發的水處理技術相對投資高，所以一種高效降解而且低能耗的處理方法亟待研究開發。

1 苯胺的危害

苯胺毒性較大，容易通過皮膚進入人體，不同的劑量可能引起急性或慢性中毒。慢性中毒表現為濕疹、神經衰弱等；急性中毒有：頭痛、嘔吐精神恍惚等。嚴重的會導致抽搐、甚至休克。另外，可能引起器官類的疾病，例如結膜炎，肝炎、化學性膀胱炎等[1]。

2 吸附法

處理苯胺廢水的方法有很多，包括催化氧化法、超臨界水氧化法、吸附降解法等。其中吸附降解是最方便經濟的處理方法，而且吸附法處理苯胺廢水時降解率比較高、操作條件要求低。本文主要通過實驗的方法來研究吸附法中的新生態二氧化錳吸附降解苯胺廢水。

3 新生態二氧化錳

新生態二氧化錳是高錳酸鉀在中性條件的瞬間還原產物。新生態MnO2由等當量的KMnO4與MnSO4按下列反應生成：

3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4（3-1）

它具有制備方法簡單、使用方便、不存在二次污染等特點，因此是一種非常具有應用前景的水處理劑。新生態二氧化錳具有豐富的表面羥基,比表面積大,對污水降解效果好，且制備方法簡單,不造成二次污染[2]。

4 降解實驗

4.1 實驗原理

實驗原理為偶氮還原法：在pH為1.5～2的酸性溶液中苯胺類物質與亞硝酸鹽重氮化生成絡合物，再與N-（1-萘基）乙二胺鹽酸鹽偶合，生成的紫色物質，在λ=545nm處用分光光度計測定，檢測濃度范圍為0.03～1.6mg/L[3]。

4.2 實驗儀器

表1 主要儀器一覽表

4.3 實驗藥品

表2 實驗藥品一覽表

4.4 降解率計算

根據朗伯—比爾定律A=ξbc；其中ξ、b都相同時A與c成正比，可知濃度之比就等于吸光度A之比。降解率計算公式：

式中：P——降解率，%；

A0——初始濃度時的吸光度；

A空——空白樣的吸光度；

4.5 實驗結果

4.5.1 pH對降解率的影響

由圖可見，隨著PH的增大降解率也隨之增大，當pH為5時降解率為最大，pH繼續增大時降解率減小。這是由于pH較低時二氧化錳和苯胺主要發生氧化還原反應，pH＜5的范圍內幾乎所有苯胺均被氧化，超過這個反應時主要是吸附作用，故降解率下降。

4.5.2 投加量對降解率的影響

實驗數據表明隨著投加量的增加本案的降解率也在增加，當投加量為26.7g/l時降解率達到最大96.52%，投加量繼續增大時降解率反而減小。原因在于二氧化錳量小于26.7g/l時，新生態二氧化錳顆粒間的凝聚程度較弱，在此濃度范圍內，隨著新生態二氧化錳投量增加，新生態二氧化錳的比表面積增大，有機物的去除率升高。隨著新生態二氧化錳投量增加，新生態二氧化錳顆粒間發生凝聚，比表面積減少，因此有機物的去除率不隨其濃度增加繼續增大。這一結果進一步說明新生態二氧化錳的吸附能力強于凝聚后的二氧化錳。

4.5.3 水分對降解率的影響

經實際的試驗及計算的出4g的濕新生態二氧化錳相當于1.25g干二氧化錳。

取2個燒杯400ml，加入等量150m l的標準苯胺溶液，調節pH至5.0加入1.25g干二氧化錳、4g濕新生態二氧化錳，磁力攪拌1.5h，減壓過濾，調pH至1.5—2.0，分別加入 1滴5%的亞硝酸鈉溶液，搖勻，放置3min，加入顯色劑1ml，搖勻放置 30min，于545nm波長處，用10mm比色皿，以水作為參比測量吸光度。平行試驗3次。

結果如下：

圖1 pH對降解率的影響

圖2 投加量對降解率的影響

表3 水分含量不同時的降解率

結果分析：

干二氧化錳是在壓力為101MPa，溫度為124度下經過24小時的恒溫烘干得到的，結果表明濕新生態二氧化錳比干二氧化錳對苯胺廢水的降解效果好。

5 結語

降解苯胺廢水的最佳條件是：在pH=5，新制的新生態二氧化錳投加量為26.7g/l降解苯胺廢水效果最好、降解率最高。

[1]張立珠.新生態二氧化錳對水中有機污染物的強化去除作用.哈爾濱工業大學.2008.06.

[2]張慶敏,趙容朋.新生態MnO2的制備方法及表征研究.資源節約與環保.2013.07.

[3]奚旦立,孫裕生,劉秀英.環境監測（第三版）,2004,118-123.