摘 要

苯胺废水因为难被降解，有很强的毒性，未处理彻底排入水体会给自然环境以及生物体带来很多危害。因此，如何有效地去除废水的苯胺成为人们共同关心的问题。

本文采用Fenton高级氧化法，对模拟苯胺废水进行去除，探究去除效果最佳时反应的初始条件，所得结果对于高效地去除苯胺具有重要的指导意义。

实验采用单因素变量实验，研究了不同苯胺浓度下，反应的初始pH，反应时间，Fenton试剂中过氧化氢和二价铁的用量对苯胺去除率的影响，分析得出反应的最佳条件。

研究结果表明：当过氧化氢与苯胺的质量比为6，过氧化氢与二价铁的摩尔比为8时，若苯胺含量较低，在300mg/L左右时，控制反应的pH为3即酸性条件下，若苯胺含量较高，在3000mg/L左右时，控制反应的pH为5即中性偏酸条件下进行，反应15分钟左右，苯胺的去除率可达到99%以上，COD的去除率可达到80%以上。

关键词：苯胺废水；Fenton氧化；过氧化氢；二价铁；COD

Abstract

Aniline wastewater is difficult to be degraded, has a strong toxicity, untreated completely discharged into the water will give the natural environment and the organism brings a lot of harm. Therefore, how to effectively remove the aniline from wastewater has become a common concern.

In this paper, Fenton advanced oxidation method was used to remove the simulated aniline wastewater, and the initial conditions of the reaction were optimized. The results were of great significance for the efficient removal of aniline.

The initial pH, reaction time, the amount of hydrogen peroxide and ferrous iron in the Fenton reagent were studied by single factor variable experiment. The optimum conditions for the reaction were analyzed.

The results show that when the mass ratio of hydrogen peroxide to aniline is 6 and the molar ratio of hydrogen peroxide to ferrous iron is 8, if the content of aniline is low, the pH of the reaction is about 3 Under the acidic condition, if the content of aniline is high, when the pH of the reaction is about 5, the reaction time is about 5, the reaction time is about 15 minutes, the removal rate of aniline can reach more than 99%, COD removal Rate can reach more than 80%.

Key Words：Aniline wastewater; Fenton oxidation; Hydrogen peroxide; Divalent iron; COD

目 录

第1章 绪论 1

1.1 苯胺废水污染现状 1

1.2 苯胺类废水的特点 2

1.3 苯胺废水处理方法 2

1.3.1 物理法 3

1.3.2 化学法 4

1.3.3 微生物法 5

1.4 国内外苯胺废水处理现状 6

1.5 Fenton技术与Fenton反应机理 7

1.5.1 Fenton技术 7

1.5.2 Fenton技术的反应机理 8

1.6 本研究的目的、意义及主要内容 9

1.6.1 研究的目的及意义 10

1.6.2 研究内容 10

第2章 实验材料与方法 11

2.1 目标污染物的选择 11

2.2 实验试剂仪器及分析方法 11

2.2.1 实验试剂 11

2.2.2 实验仪器 11

2.2.3 分析测试方法 11

2.3 Fenton试剂中过氧化氢和二价铁离子的理论投加量计算 12

2.4 实验内容 13

第3章 实验结果分析 16

3.1 反应初始pH对苯胺和COD去除率的影响 16

3.1.1 pH对不同浓度的苯胺废水的苯胺和COD的去除结果 16

3.1.2 pH对苯胺和COD去除率的影响机理分析 18

3.2 反应时间对苯胺和COD去除率的影响 18

3.2.1 反应时间对不同浓度的苯胺废水的苯胺和COD的去除结果 18

3.2.2 反应时间对苯胺和COD去除率的影响机理分析 20

3.3 过氧化氢浓度对苯胺和COD去除率的影响 21

3.3.1 过氧化氢浓度对不同浓度的苯胺废水的苯胺和COD的去除结果 21

3.3.2 过氧化氢浓度对苯胺和COD去除率的影响机理分析 23

3.4 二价铁浓度对苯胺和COD去除率的影响 24

3.4.1 二价铁浓度对不同浓度的苯胺废水的苯胺和COD的去除结果 24

3.4.2 二价铁浓度对苯胺和COD去除率的影响机理分析 26

3.5 本章小结 26

第4章 结论与展望 28

4.1 结论 28

4.2 展望 28

参考文献 29

致谢 32

第1章 绪论

1.1苯胺废水概述

随着时代快速进步，社会的高速发展，化工行业也取得了迅速的发展，改革开放后的二三十年里，人们把改革的重点放在经济发展上，对环境污染的重视度较低，导致许多生产行业尤其是化工行业，在其生产中会产生的大量的有毒有害的以有机物为主的污染物质，人们没有对这些污染物给予有效的重视，在不经过有效处理的情况下，直接排入自然界中，严重破坏了人们以及动植物赖以生存的自然环境。根据相关数据显示，我国化工行业每年废水的排放量居于工业范围排放总量的首位，占总量的20%以上，在化工行业的所排放的废水中，占第一位的为含有酚类、苯胺类等其它有毒有害有机污染物的化工废水^[1]。

苯胺的化学式为C₆H₇N，物理性状为无色或浅黄色油状液体，微溶于水，若水中苯胺浓度过大，表现为很多油滴，酸碱性检测显弱碱性，但苯胺可与多种有机溶剂(如乙醇，四氯化碳)按照任意比例互溶。许多情况下，在染料、军工、医药、农业等领域，苯胺被用作一种重要的化工原料，用苯胺可以制得300余种化工产品。由于国许多国内的染料厂、农药厂、制药厂及其它化工厂对环境污染的重视度不够，为提高生产效率，忽视了对生产废水的控制，生产过程中未得到有效利用的苯胺随着污染废水一并排除，其废水中苯胺的浓度可达数千mg/L。康永等人的研究发现，自然环境中的苯胺主要来自医药行业和印染业所排放的废水^[2]。

苯胺是一种有毒有害的物质，苯胺若接触到皮肤很快即可被吸收，可引起局部湿疹，过敏性患者变现更为严重。苯胺带有刺激性气味，长期吸入则会引起中毒，轻微中毒会导致人体表现为神经衰弱综合征，偶尔会伴有轻度的紫绀、贫血等；急性中毒在生理上表现为口唇耳廓呈紫绀色，伴随有恶心呕吐头晕等现象，精神方面会有恍惚等表现；吸入大量苯胺，中毒较严重的人，呼吸困难甚至昏迷、休克。研究表明，由于苯胺半衰期长，具有很强的生物蓄积性，是一种具有“致癌，致畸，致突变”的三致物质^[3]。美国EPA将苯胺列为优先控制的129种污染物之一，苯胺在中国也被列为“中国环境优先污染物黑名单”。今年来，我国开始对环境污染的重视度逐渐加强，要求严格控制各产业的废水排放，制定了污水综合排放标准，其中要求对苯胺类物质的最高允许排放浓度为5mg/L^[4]。

虽然人们对环境污染越来越重视，但是近几年来，人们对染料、农业用药及医疗用药需求量不断增大，导致整个化工生产领域对苯胺类化学品的需求量也呈明显的上升趋势，具相关数据统计，近些年每年国内生产的苯胺用量超过了8万吨，在经过了有相关处理的情况下，全世界每年排入环境中的苯胺仍有大约3万吨^[5]。苯胺的大量排放不仅给自然环境以及各类生物体的生命安全造成严重的危害，而且导致了资源的大量浪费，所以，人们目前共同关心的问题是，如何有效的控制和降低苯胺类污染物的排放。尤其在我国，相关领域对苯胺类污染物的治理效率较低，排入水体的苯胺含量较高，总的来说，治理任务仍然十分艰巨。