硫化纳米零价铁去除水中硝基苯的效能研究文献综述

 2022-11-26 19:22:55

1 硝基苯的性质及主要处理方法

1.1硝基苯的性质及其危害

硝基苯,有机化合物,又名密斑油、苦杏仁油,无色或微黄色具苦杏仁味的油状液体。其难溶于水,密度比水大,易溶于乙醇、乙醚、苯和油,遇明火、高热会燃烧、爆炸,并与硝酸反应剧烈。硝基苯由苯经硝酸和硫酸混合硝化而得。作有机合成中间体及用作生产苯胺的原料。用于生产染料、香料、炸药等有机合成工业。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,硝基苯在2B类致癌物清单中[1]

环境中的硝基苯主要来自化工厂、染料厂的废水废气,尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝基苯。贮运过程中的意外事故,也会造成硝基苯的严重污染。硝基苯在水中具有极高的稳定性。由于其密度大于水,进入水体的硝基苯会沉入水底,长时间保持不变。又由于其在水中有一定的溶解度,所以造成的水体污染会持续相当长的时间。硝基苯的沸点较高,自然条件下的蒸发速度较慢,与强氧化剂反应生成对机械震动很敏感的化合物,能与空气形成爆炸性混合物。倾翻在环境中的硝基苯,会散发出刺鼻的苦杏仁味。80℃以上其蒸气与空气的混合物具爆炸性,倾倒在水中的硝基苯,以黄绿色油状物沉在水底。当浓度为5 mg/L时,被污染水体呈黄色,有苦杏仁味。当浓度达100 mg/L时,水几乎是黑色,并分离出黑色沉淀。当浓度超过33 mg/L时可造成鱼类及水生生物死亡。吸入、摄入或皮肤吸收均可引起人员中毒。中毒的典型症状是气短、眩晕、恶心、昏厥、神志不清、皮肤发蓝,最后会因呼吸衰竭而死亡。因此,含硝基苯污水的妥善处理对于保证人民用水安全和避免生态环境风险都具有非常重要的意义。

1.2 硝基苯类废水主流物理、化学处理法

目前,国内外对硝基苯类废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物法和三者的混合技术等四类,而本文主要探讨硝基苯的物理、化学处理方法,进而与纳米零价铁及硫化纳米零价铁处理方法对比分析。

1.2.1 物理法

物理方法处理硝基类废水分为吸附法与萃取法:

  1. 吸附法是利用多孔性的固体吸附剂将水样中的一种或数种组分吸附于表面,再用适宜溶剂、加热或吹气等方法将预测组分解吸,达到分离和富集的目的。用吸附法处理废水中的硝基苯类物质,将其吸附在固体表面进而实现分离。在处理流程中,吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理手段,可去除有机物、胶体物及余氯等,也可作为二级处理后的深度处理手段,以保证回用水的质量[2]。目前应用最广泛的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂(如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等)。
  2. 萃取法是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。用有机萃取剂以相似相溶原理萃取废水中的硝基苯,进而水废分离,既可降低废水的危害,同时又可以实现部分硝基苯的回收。其操作步骤是:把用来萃取硝基苯的有机溶剂加入到盛有溶液的分液漏斗后,立即充分振荡,使溶质充分转溶到加入的溶剂中,然后静置分液漏斗。待液体分层后,再进行分液。如要获得溶质,可把溶剂蒸馏除去,就能得到纯净的溶质。

1.2.2 化学法

化学法是指通过化学反应改变废水中污染物的化学性质或物理性质,使它或从溶解、胶体或悬浮状态转变为沉淀或漂浮状态,或从固态转变为气态,进而从水中除去的废水处理方法。废水化学处理法可分为:废水中和处理法、废水的混凝处理法、废水的化学沉淀处理法、废水氧化处理法等。此法处理效果好、速度快的优点,在实际工程已有较为广泛的应用。目前化学法的种类较多,主要有:高级氧化法、化学还原法、电化学法、焚烧法、脉冲、等离子法等。

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