目 录
1 引言 1
1.1 硝基苯的特点及废水来源 1
1.2 硝基苯类废水的危害 1
1.3 硝基苯类废水处理新技术 2
1.3.1 吸附法 2
1.3.2 超临界CO2萃取法 2
1.3.3 臭氧氧化法 2
1.3.4 超临界水氧化术 2
1.3.5 光-芬顿氧化法 2
1.3.6 生物处理法 3
1.3.7 总结 3
2 铁碳微电解与Fendon氧化组合工艺特点 3
2.1 铁碳微电解 3
2.2 Fendon氧化 4
2.3 混凝沉淀 4
2.4 生物处理 4
2.5 组合工艺限制因素 5
2.6 实验的目的和意义 5
3 实验部分 5
3.1 主要仪器及试剂 7
3.2 实验前期准备及操作步骤 7
3.2.1 组合工艺路线 7
3.2.2 前期准备 7
3.2.3 操作步骤 7
3.2.4 废水水样 12
3.3 实验方案 12
3.3.1 铁碳微电解 12
3.3.2 Fendon氧化 12
3.3.3 混凝沉淀 13
4 实验数据及结果分析 13
4.1 铁碳微电解数据及分析 13
4.2 Fendon氧化数据及分析 21
4.3 污泥混凝数据及分析 21
结论 23
致 谢 24
参考文 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^* 
献 25
1 引言
硝基苯是一种常见的化工中间体，往往被应用于印染、国防、医药、农药等领域。在硝基苯的生产过程中往往会产生含大量硝基苯的废水，由于硝基苯自身的毒性很高，还具有致畸、致癌、致突变、难以被生物降解等特点，一旦不经处理排入环境中，将会对生态环境以及饮用水的安全造成无可挽回的损失[1]。目前关于硝基苯废水的处理工艺相对成熟、比较常用的工艺路线是：铁碳微电解+芬顿氧化+混凝沉淀+生化处理技术。该工艺能够使硝基苯类废水达标排放，但是处理过程产生的污泥量大，按照国家危废名录（2009）要求，含硝基苯废水处理过程中产生的污泥列于危险固废，必须按照对危废的要求进行处理。一般化工废水处理过程产生的污泥都是委托有资质单位进行处理，处理费用高（大约在4500元/吨），从目前已知的硝基苯类废水处理技术来看，一方面是对新兴技术进行研究开发，另一方面在含硝基苯废水处理的过程中对污泥减量化进行研究，以求使处理成本降低。目前对于硝基苯废水处理过程污泥减量化的研究较少，现有的研究主要集中在产生污泥以后末端的脱水减量化研究，并没有对前端污泥的产生过程进行控制[2]；而对于降低物化处理工艺（铁碳微电解+芬顿氧化+混凝沉淀）的污泥量研究较少。本实验目的是为了硝基苯废水经过物化处理达到标准排放的前提下，优化现有硝基苯类废水物化处理工艺及工艺参数，降低物化处理过程中污泥的产生量，降低污泥处理成本；减轻企业环保负担，保护环境。
1.1 硝基苯的特点及废水来源
硝基苯废水的主要来源是由于苯胺和硝基苯粗产品生产过程[3]。将苯经过硝酸和硫酸的混合硝化之后得到硝基苯，它是用来合成有机物的合成中间体及可以用作生产苯胺的原材料[4]。然而，大多数的生产工艺较目前都比较落后，不仅仅产率不高，而且副反应复杂，导致废水中硝基苯含量浓度高，远远高于我国污水综合排放标准中（Ⅰ类水)(GB8978-1996)硝基苯含量不得高于2mg/L的标准[5]。
1. 2 硝基苯类废水的危害
硝基苯是剧毒化学品的一种，毒性十分强，列于我国确定的68种优先控制的有毒化学品之中。人如果长时间摄入会导致血红蛋白变性，能引起紫绀，刺激皮肤和眼睛，影响中枢神经系统，使人感到疲劳，头痛，轻度头晕和眩晕，以及恶心呕吐，持续接触将危及生命，出现黄疸和引起贫血可引起皮肤炎症、贫血、肝脏肾脏功能损坏和精神衰弱等疾病[6]。正是由于硝基苯及其衍生物排入环境中具有很强的破坏性，被列为优先控制污染物，要求在工业排水中对硝基苯的含量进行严格把控，降低排出量。
1. 3 硝基苯类废水处理新技术
硝基苯废水因其废水量大、处理难度高成为国内外水处理的一个热点和难点研究对象。其中有很多新颖的方法，具体的方法介绍如下。
1.3.1 吸附法
吸附法是利用吸附剂一般常用的是多孔性固体物质进行吸附，利用吸附剂的表面吸附废水中的某些有机污染物的方法。目前较多被用作吸附剂的材料主要有活性炭纤维（ACF）以及树脂[7-8]。其优点是吸附剂来源广泛、操作方便、能耗低，同时可使目标污染物得以回收利用，无化学污泥的产生。但是它们有一个共同的缺点，那就是成本过高，且ACF的制备困难，以及具有二次污染等限制了它的应用。
1.3.2 超临界CO2萃取法
超临界CO2萃取对硝基苯废水进行处理，不仅处理效果好且超临界CO2可循环使用，且不产生任何污泥以及对环境有害的污染物[9]。但是超临界CO2萃取技术对设备及操作条件要求较高、耗能较大，目前仅在实验室使用，不适宜进行大规模的污水处理。
1.3.3 臭氧氧化法
臭氧氧化法是利用具有强氧化性的臭氧，可以在水中分解为原子氧以及氧气，促使产生一系列的自由基比如：-OH，这些拥有较强的活性自由基，从而将硝基苯进行氧化降解得以去除。由于臭氧在水中的溶解度比较小、利用率比较低、具有不稳定性，加之使用臭氧会使得成本升高，这些因素限制了臭氧的使用[10]。
1.3.4 超临界水氧化术
超临界水氧化技术能够使得水中的污染物受到完全的氧化，由于处理而发生的二次污染很小、并且没有产生化学污泥，且设备与运行费用相对较低[11]。但是超临界水氧化处理对设备的腐蚀性较大、对设备的要求较高（需耐高温、高压），是超临界水氧化技术工业化应用的一个难点[12]。正是由于上述很多暂时不能够进行成本降低的限制因素，导致此方法不能适用于目前大多数硝基苯类废水的处理之中。
1.3.5 光-芬顿氧化法
光-芬顿氧化字面上的意思就是在常用的芬顿氧化的基础上加入紫外光的催化作用，这种方法不仅将传统芬顿试剂适用的的pH范围进行了延展，而且简化了操作过程[13]。但是由于H2O2价格较高，单纯使用光-芬顿处理成本较大，不利于加入现有的处理工艺[14]。
1.3.6 生物处理法
生物处理方法就是利用微生物的代谢来处理废水中的有机污染物。目前已经研究出多种能对硝基苯进行降解的好氧生物，其成本低，效率高，而且没有无二次污染[15]。但是培养菌株比较困难，菌株的培养要求比较高，目前还仅仅停留在实验室处理废水的基础之上，还需要进行进一步降低菌株培养限制的研究和应用[16]，用以对此方法进行推广。
1.3.7 总结
经过上面的介绍虽然硝基苯废水处理的新技术处理的效果比较好、化学污泥产生量也很少、操作也比较方便，但是由于对设备要求比较高、能耗比较大、成本比较高以及部分仍仅能在实验室适用等缺陷，使得这些技术并没有应用到较大范围的硝基苯污水处理上。而针对现有工艺，应用物理、化学、生物任何单一方法又无法满足硝基苯废水治理的技术和经济要求，因此多种技术的联合是处理该类废水的理想途径[17]。张健等人采用Fenton试剂-微电解-厌氧滤池（AF）-序批式活性污泥法（SBR）工艺处理高浓度硝基苯类废水，在进水CODcr质量浓度在11240mg/L时，CODcr的总去除率大于99%，污水的可生化性明显提高[18]。王兆龙等人采用微电解-芬顿氧化-UASB-接触氧化工艺处理废水，处理后的结果表明，利用此种组合工艺对废水进行处理，其运行稳定，处理废水效果好，CODcr和SS的去除率分别可以达到95.5%和85%以上，其余各项指标均符合所在地的出水要求[19]。Zhai J利用铁碳微电解与芬顿氧化的组合工艺对硝基苯废水进行处理，实验结果表明当铁碳比为2:1，pH=3，H2O2为进水量的2%，微电解1.5h，催化氧化1h，CODcr的除去率为95%[20]。

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