苯胺废水的处理

苯胺是染料、农药和医药生产中的重要中间体。但是，苯胺是一种难生物降解 的有毒物质，毒性很大，通过皮肤和吸入蒸气被人体很快吸收，会产生紫斑症。我国 己将其列入“中国环境优先污染物黑名单”。

因此，国内外对含苯胺废水的治理曰益重视。目前，国内外治理此类废水的方法主要有化学氧化法、光氧化法、生物法等。 这类处理手段存在氧化剂消耗量大，处理时间长等不足。由于污染治理本身不能带来 经济效益，所以在进行污染治理时除了强调治理效果外，治理的费用则是最重要的。陶红等以天然岩石矿物为原料，经过较简单的工艺过程合成的13X沸石分子筛用于吸附水中苯胺的实验。

结果表明：分子筛对苯胺的吸附速率非常快，吸附时 间为10min时，吸附基本达饱和；一般当分子筛用量为10g/L时，水中苯胺的去 除率达95%;随着pH值的增加，苯胺在分子筛上的吸附率减小；温度増加，吸附率有所增加，但常温下，苯胺的吸附率也能达到93%; 13X分子筛对苯胺的最大吸附量可达10mg/g，其吸附规律较好地符合Frucndlich吸附等温式；饱和的苯胺分子筛，用质量浓度为20%、温度为60°C的氯化钠溶液洗脱，解吸率近于100%， 且解吸后的分子筛在未经任何处理的情况下仍能吸附苯胺；说明采用13X分子筛 处理含苯胺废水，不仅吸附效果好而且再生能力也强，为实际处理含苯胺废水提供了可行性依据。研究报告如下。
实验方法吸附及解吸均采用静态实验法，各取6份初始浓度为50mg/L的苯胺 溶液50mL，各加入0.5g分子筛，同时开始搅拌，每隔一定时间依次从杯中取上 清液离心后分析浓度，绘制吸附速率曲线，将0.5g分子筛分别与不同浓度的50mL苯胺水溶液在烧杯中混合撹拌，离心后取上清液测浓度，绘制吸附等温曲线，并考察不同温度、pH值及用量对吸附率的影响。

(1)吸附速率曲线13X分子筛对苯胺的吸附速率曲线，

(2)吸附等温曲线吸附等温曲线（图4-4)呈现出明显的非线性特征，这表明13X分子筛与苯胺之间主要是通过吸附方式发生作用的，从图中可见最大吸附量可达10mg/g，这一方面是由于13X分子筛特殊的孔道结构及较大的比表面积。13X分子筛是一种极性吸附剂，与活性炭不同，活性炭的吸附力完全是色散力，分子筛的强吸附力是色散力和静电力的加和产生的。由于分子筛孔穴中阳离子的存在给出一个强的局部电场，正是由于这种静电力的关系，使得分子筛对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用，苯胺是极性化合物，能与分子筛表面发生强烈的吸附作用，且分子直径适中，可进入分子筛的孔道中被吸附。

(3)温度对吸附性能影响根据实验数据绘出温度对吸附性能影响的曲线（图4-5)，由图中可看出分子筛对苯胺的吸附率随温度的增加而有所增加，这是因为苯胺微溶于冷水，随着温度升高，苯胺在水中的溶解度也不断增加，与水分子的亲和力大大增加。13X沸石分子筛由于晶格中存在剩余电荷，使其表面有极性，易于吸附亲水性物质。所以，随着温度升高，苯胺的吸附率相应提髙。从图中还可看出，即使在常温下，苯胺的吸附率也能达到93%，说明常温下分子筛能有效去除水中的苯胺。

可见分子筛对苯胺的吸附速率非常快，吸附时间为10min时，苯胺的去除率达96%，以后随着时间延长，吸附率增加不大，说明吸附己达到平衡，由此可知13X分子筛可用于水体中苯胺的迅速、高效的处理。

（4）pH值对吸附率的影响pH值对分子筛吸附苯胺的影响

pH值为4时吸附率最大,以后随着pH值的增加,苯胺在分子筛上的吸附率减小,这是由于苯胺属弱酸性离子化合物,在一定的pH值范围内发生部分离子化。

水溶液中存在有离子和非离子两种形态,当pH值降低时,溶液中H+浓度增加,化合物的非离子形态所占的比例相对增大。

非离子形态具有极高的疏水性与离子形态相比更容易被分子筛的疏水表面所吸附。

当pH值达到10时,苯胺几乎已全部呈离子形态,致使吸附率大大降低,但pH值为2时反而比pH值为4的吸附率低,这是因为强酸性条件下,存在过多的氢离子,由于氢离子的半径比苯胺的半径小,优先进入13X分子筛的孔道中,降低了苯胺的吸附率。

(5)分子筛用量对吸附率的影响分子筛用量对吸附率的影响

水中苯胺的吸附率随分子筛用量的増加而提高,一般当分子筛用量为
10g/时,水中苯胺的去除率达95%,此后,随着用量増加吸附率虽有增加,但
增加率很小,说明吸附已达饱和。所以,从经济角度出发,在实验中选用10gL
分子筛。

(6)胺的解吸实验为了进一步考察13X分子筛工业应用的可行性,进行了解吸效果的实验。

先将0.5g分子筛放入浓度为50mg/L的苯胺溶液中进行吸附实验,吸附时间为10min。吸附后的分子筛分别用温度为15℃、40℃、60℃,质量浓度分别为10%、20%、30%的氯化钠溶液洗脱,洗脱时间为10min。然后将解吸后的分子筛不经任何处理,立即进行第二次吸附实验,条件与第一次相同,再用
同样的氯化钠溶液进行第二次解吸实验,时间仍为10min。

表4-14 13X分子筛解吸试验的结果

从表4-14中可见：第一次解吸实验，苯胺的解吸率均大于90%，解吸后的分 子筛对苯胺的吸附率基本上达90%，说明分子筛的重复利用性较好。实验结果表 明，氯化钠洗脱液的浓度及温度对解吸率有较大的影响，当氯化钠质量浓度为 20%、温度为60°C时，洗脱效果最好。