硝基苯废水处理设施技术规范国内含硝基苯废水处理技术研究进展

硝基苯废水处理设施技术规范国内含硝基苯废水处理技术研究进展 摘要：硝基苯废水毒性大、稳定性高、生化性差，含硝基苯废水的处理受到越来越多的关注。本文综述了国内含硝基苯废水的物理、生物及化学处理方法，评述了各种方法的特点，并阐述了今后研究的重点和发展方向。 关键词： 硝基苯 废水 处理 ：X703：A ： 硝基苯类化合物广泛存在于染料、农药、医药、石油化工等工业废水中。这类化合物具有高毒性和难降解性，可在环境中长期存在和积累，对环境和人体健康危害极大。因此，我国对工业排放废水中的硝基苯类物质有严格的标准。许多学者对硝基苯废水的治理做了大量研究，目前其治理方法主要有物理法、生物法和化学法等。近几年来国内对这3种方法的研究都有颇多进展。 1 物理法 1.1萃取法 萃取法是利用硝基苯在水和萃取剂中不同的分配比来分离和提取硝基苯，从而净化废水。 于凤文1等以生物柴油为萃取剂，采用正交实验设计研究了生物柴油处理硝基苯废水的条件。在20、pH=5.4条件下，V(生物柴油)：V(硝基苯废水)=1：1进行五级错流萃取后，硝基苯质量浓度降至6.43 mg/L，萃余相中硝基苯脱除率达到99.68%。崔榕2等自制的YH-4络合萃取剂，可在酸性或中性条件下含硝基苯废水，并可通过蒸汽气提实现萃取剂再生。陆嘉昂3等用20%三烷基胺+80%加氢煤油作为萃取剂，对苯胺-硝基苯废水进行四级萃取，废水COD去除率达到了96%以上。 萃取法的优点是处理周期短，处理水量大。但目前可用于废水中硝基苯类物质萃取的有机溶剂种类有限，且硝基苯类化合物在两相内有一定分配比例。因此利用萃取法 _去除废水中硝基苯目前难以实现，辅以其他工艺条件的萃取过程，可作为今后的研究方向。 1.2吸附法 吸附法是利用多孔性固体吸附剂的高比表面积对硝基苯的吸附作用，将硝基苯从废水中除去，然后通过解析回收硝基苯，吸附剂可循环利用。 李登勇 4等在600的条件下用柚子皮制备生物碳质吸附剂，结果表明生物炭质对硝基苯有很好的吸附作用。赵谦5等用改性活性炭纤维吸附处理硝基苯类化合物，结果表明改性活性碳纤维对硝基苯类化合物具有较强的选择性吸附能力，并且再生工艺简单，可以重复使用多次。李广伟6等通过静态吸附实验，研究了不同树脂对水溶液中硝基苯的吸附行为及热力学性质，并结合动态实验建立了用Hz-816树脂处理硝基苯废水的最佳工艺条件，处理后废水中硝基苯浓度由1800 mg/L降至2.5 mg/L以下。胡六江7等用有机膨润土负载纳米铁去除废水中硝基苯，结果表明NZVI/CTMABBent可以在较广的pH范围内有效的处理高浓度硝基苯废水。 虽然吸附法处理工艺投资少、操作简便，但吸附法仍存在二次污染等问题，寻找高效、低廉的吸附剂仍是今后的研究方向。 2.生物法 在一定条件下，微生物能有效降解废水中的硝基苯。近年来，国内外学者展开了关于利用微生物降解废水中硝基苯的大量研究。 2.1厌氧微生物法 张波8等采用厌氧折流板反应器（ABR）中温处理硝基苯废水，结果发现在进水COD浓度为2088mg/L，硝基苯浓度为16.8mg/L、反应温度为35及HRT为24h的条件下，经驯化的污泥能有效的处理硝基苯废水，COD去除率为86.14%，硝基苯去除率为91.11%。吴锦华9等构建了从强化传质与优势菌相结合的两相厌氧流化床生物降解体系，考察了水力停留时间（HRT）与上流速度2种水力特征以及共基质、pH、进水浓度等主要过程因素对优势菌种降解硝基苯的影响。结果显示，当进水硝基苯浓度为50345mg/L时，微生物对硝基苯平均降解率和降解速率分别达到91.1%和120.9mg/（L?d），且可耐受2.5倍以内的浓度负荷冲击。 2.2好氧微生物法 徐冬英10等利用人工介质富集太湖水中的微生物降解梅梁湾水源水中硝基苯，经低浓度有机驯化后，停留时间为8d，硝基苯的降解率也可达到100%。王庆生11等利用白腐菌处理含硝基苯类工业废水，在pH值为7，进水CODr值为2 000 mg/L，硝基苯类废水质量浓度为100 mg/L，停留时间60 h的条件下，CODr值表征的降解率可达99%。 好氧法对硝基苯类废水处理效果较好，但进水硝基苯浓度一般比较低，并且降解速率很慢，很难满足工业废水处理要求。在某些情况下，硝基苯在好氧降解时还可能生成毒性更大、几乎不能降解的最终产物，且硝基苯类化合物挥发性强，极易造成二次污染。 2.3多步法 主要有厌氧-好氧生物处理技术和化学-生物联合处理技术。 王中麟12等利用专利微生物菌种，采用兼氧-好氧的生化法工艺流程，处理混酸硝化法生产硝基苯产生的硝化废水及硝基苯气相催化还原法生产苯胺产生的苯胺废水。吴锦华13 等研究结果表明，采用厌氧-好氧生物流化床耦合处理硝基苯废水，当进水硝基苯质量浓度为240mg/L，厌氧与好氧阶段停留时间均为16h，硝基苯的去除率为95.40%，厌氧阶段停留时间36 h，好氧阶段停留时间7.6 h，硝基苯的去除率可达98.53%。 胡学伟14 等采用树脂吸附与生物强化技术相结合的方法处理高盐度硝基苯废水。试验确定流速在10BV/h，处理水量320BV，树脂的选择性吸附效果最好；采用生物强化的方法对树脂所吸附的硝基苯进行生物降解，经过160h专效菌种的降解，树脂所吸附的硝基苯被 _降解，同时树脂的吸附能力得到恢复。俞元阳15等研究发现，采用微电解-生物接触氧化工艺处理硝基苯废水，可以有效地去除硝基苯废水中的有机物，其中COD和色度的去除率分别为87%和76%，蔡天明16的研究也证实了该工艺的可靠性。 微生物的适应性及可变异性也较强，且生物处理技术具有无二次污染、费用低等特点，因此用生物法处理硝基苯废水成为较理想的方法。但由于硝基苯对生物具有较高毒性，自然界中难以找到此类化合物的高效降解菌，常规的生物工艺并不能有效地处理硝基苯废水。采用预处理与生物法相结合，探讨提高硝基苯废水可生化性的方法与途径，同时寻找更加高效、广谱的微生物，使废水中的硝基苯得到有效降解是生物法今后的研究方向。 3.化学法 目前，应用于含硝基苯水的化学处理方法主要有化学氧化法、脉冲放电等离子体处理，近年来还迅速发展起用超声波氧化法、超临界氧化法等。 3.1 化学氧化法 3.1.1 Fenton氧化 Fenton氧化法是一种均相催化氧化法，在含有亚铁离子Fe2+的酸性溶液中投加H2O2时，在Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生活泼的羟基自由基HO，HO或高价铁中间体可以裂解并氧化苯环类物质，使其降解以至完全矿化。 朱乐辉17等采用Fenton氧化-水解酸化-Biofor工艺处理硝基苯胺类农药废水。结果表明Fenton氧化对CODCr去除率为73.8%，色度去除率为88.7%；在总进水CODcr19870mg/L、色度20000倍时，加入适当的冷却水稀释盐分，处理后出水CODCr100mg/L、色度50倍。班