硝基苯废水处理研究进展_陈平.pdf

2023 年第 2 期综述硝基苯是工业上常用的一种有机化合物，在生产过程中产生大量含有硝基苯的工业废水，硝基苯目前被认定为是一种致癌的物质，因此，对于硝基苯废水的治理势在必行，本文对已有的硝基苯废水处理方法进行了总结，希望对他人有所帮助。1催化氧化法催化氧化法是目前水处理界研究较多的方法，利用催化过程中产生的强氧化性物质氧化有机物，最终达到无害化的目的。林鑫海等 1 应用活性炭上负载铜等金属氧化物催化 ClO2处理硝基苯废水，结果表明，ClO2投加量为 280mg L-1，反应时间近 1h，即获得较高去除效率。王永红等 2 采用超重力技术与催化氧化技术相结合处理硝基苯废水，探讨了催化剂投量、氧化剂投量、废水初始浓度、超重力因子等因素对硝基苯去除率的影响，结果表明，该工艺能够产生更多的羟基自由基，有效提高硝基苯去除率。O3是一种强氧化剂，可以氧化水中大部分有机物，为了提高 O3的氧化效率，谭江月 3 采用双频超声与O3结合的技术处理硝基苯类制药废水，结果表明，双频超声与 O3结合技术对于硝基苯的处理效率高于超声和 O3单独处理，去除率提高 50%左右；郭英等 4 采用 Fe2+、紫外线与 O3结合的技术处理硝基苯废水，并对主要影响因素进行了探讨，结果表明，Fe2+、紫外线能够催化 O3的反应进程，提高 O3氧化硝基苯的能力。近年来，过硫酸盐因其具有较强氧化能力而备受热人们关注，任立兄 5 采用 Co3O4/N 掺杂三维石墨烯催化过硫酸盐氧化硝基苯废水，探讨了 N对催化剂 Co3O4颗粒的大小的影响，分析了具体机理，以硝基苯为目标污染物进行了实验，结果表明，体系对硝基苯具有较高的去除效率。针对已有的催化氧化法，有学者进行了强化催化氧化的实验研究。孙威等 6 在芬顿氧化法基础上引入超声强化技术处理硝基苯废水，考察了溶液酸碱度、试剂投加量、环境温度等因素，结果表明，在最佳反应条件下，硝基苯去除率能够达到 95%以上。张立眉等 7 采用沸石负载 Bi2O3催化 H2O2技术，加上微波强化技术处理硝基苯废水，考察了 Bi2O3在沸石上的负载量、氧化剂用量、微波作用的功率及时间等因素，结果表明，在最佳反应条件下，硝基苯去除率高达 99%以上。李亚峰等 8 采用芬顿氧化法处理硝基苯废水，融入腐殖酸和微波强化技术，探讨了腐殖酸投加量、微波功率、催化剂及氧化剂投加量对反应的影响，并对其中的机理进行了分析，结果表明，相比普通芬顿反应必硝基苯废水处理研究进展陈平，龚鹏程（东北石油大学，黑龙江 大庆 163318）摘要：硝基苯作为一种工业上常用的原料被广泛使用，产生大量含有硝基苯的废水，硝基苯是一种致癌物质，因此，硝基苯废水必须要严格处理，避免对环境产生危害。本文从催化氧化法、电化学氧化法、吸附法、生物法等几方面展开，总结了硝基苯废水处理的现状，并对硝基苯废水处理前景进行了展望。关键词：硝基苯废水；吸附；催化氧化；生物法中图分类号：X703文献标识码：AResearch progress of nitrobenzene wastewater treatmentCHEN Ping,GONG Peng-cheng（Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China）Abstract:Nitrobenzene is widely used as a common raw material in industry and produces a large amount ofwastewater containing nitrobenzene.Nitrobenzene is a carcinogen.Therefore,nitrobenzene wastewater must be strictly treated to avoid harm to the environment.This paper summarizes the current situation of nitrobenzene wastewatertreatment from the aspects of catalytic oxidation,electrochemical oxidation,adsorption and biological methods,andlooks forward to the prospect of nitrobenzene wastewater treatment.Key words:nitrobenzene wastewater;adsorbent;catalytic oxidation;biological methodDOI：10.16247/ki.23-1171/tq.20230266收稿日期：2022-03-25作者简介：陈平（1979-），男，副教授，2008 年毕业于沈阳建筑大学市政工程专业，硕士研究生，主要从事催化氧化研究。Sum329 No.2化学工程师ChemicalEngineer2023 年第 2 期2023 年第 2 期须在强酸条件下具有高的氧化能力而言，该工艺在中性条件下可获得非常高的去除效率，减少了后续的处理难度。2电化学氧化法电解的方法处理有机废水研究也比较多，利用通电后在电极表面发生的各种反应氧化还原各种有机物。卢强等 9 自制 Ru0.7Si0.3O2/Ti 电极，采用电化学方法降解硝基苯废水，并与传统的电极进行了对比，探讨了传统电极中 SiO2掺杂量的确定、电极稳定性评价、外加电流密度大小、处理溶液的酸碱度、原始浓度等对处理效果的影响，结果表明，在最佳反应条件下，硝基苯的去除效率能够达到 85%以上。孙家寿等 10 制备了 Ti/Fe 层柱累托石，并对其进行了表征，以 Ti/Fe 层柱累托石为填料构成三维电极模式处理硝基苯废水，探讨了 Ti/Fe 层柱累托石投加量、电解电流电压、处理水样的初始浓度和酸碱度等因素的影响，结果表明，在最佳反应条件下，系统对硝基苯的去除率可达到 95%以上。肖智等 11 采用活性炭、石墨、铁板构成了三维电极，处理硝基苯废水，研究了活性炭颗粒的预处理方法，探讨了外加电压、活性炭颗粒投加量、处理时间、水样酸碱度及浓度等因素对处理效果的影响，结果表明，在最佳反应条件下，获得了较好的硝基苯去除效果。杨世东等 12 自行设计放电电路，以硝基苯为目标物，采用高压脉冲放电的方法对目标物进行处理，探讨了外加电压、溶液电导率、电极间距等因素的影响，结果表明，高压脉冲放电法对硝基苯具有一定的去除效果。于治森等 13 自主设计水处理装置，采用水中的气泡脉冲放电的方法处理硝基苯废水，相比其他方法，增加了污染物接触面积，降低了电耗，探讨了各因素的影响，结果表明，反应时间 1h 时，能够去除 50%的硝基苯，降解后的硝基苯最终以无机物的形式存在。卢强等 14 采用自制的钛基锡锑电极电催化氧化处理硝基苯废水，实验结果表明，在最佳条件下处理硝基苯废水，去除率高达 95%以上。刘屹等 15 对传统的石墨电极进行预处理后，采用碳纳米管进行改性处理，以此电极作为氧化电极，处理硝基苯模拟废水和实际硝基苯废水，结果表明，该电极对模拟废水中硝基苯去除率高达 95%以上，对实际废水中硝基苯去除率高达 85%以上，相比传统石墨电极去除率均有不同程度的提高。3生物法在污水和废水处理中，生物法是一种常用的方法，以其价格低廉、效果良好而倍受青睐。鲁雅梅等 16 采用生物滤池法处理硝基苯废水，从微生物的培养到挂膜、驯化过程，探讨了废水初始浓度、生物降解时间等因素的影响，结果表明，在最佳反应条件下，出水中硝基苯含量能够满足一级排放标准。申运栓等 17 为了保持反应器内具有足够的微生物数量，将复合微生物菌群负载到自制的功能化载体上，处理硝基苯废水，反应器运行数月，微生物活性始终保持较高状态，对于硝基苯的去除效率达到 99%以上。徐成斌等 18 将鲍曼不动杆菌固定在活性炭上，分别对单独活性炭吸附、单独的菌株降解和固定菌株的活性炭降解硝基苯的能力进行对比实验，结果表明，固定在活性炭上的菌株能够降解更高浓度的硝基苯，能够节省降解的时间。于延伟 19 采用城市污水处理厂二次沉淀池内的污泥，对其进行驯化来降解硝基苯废水，考察了有机物与硝酸盐比值、废水初始浓度、添加基质的量对降解效果的影响，同时对硝基苯降解后的产物进行了分析。4吸附法天然物质中有很多是多孔的物质，具有较强的吸附性，很多学者利用这些物质或对其进行改性来处理废水中的污染物质。李树鹏等 20 选用大孔吸附树脂，以甲基磺草酮生产车间的甲基化酸精制工段废水为目标物进行吸附实验，先后采用静态吸附、动态吸附，结果表明，树脂吸附法处理硝基苯废水技术可行，效果较好。胡华宇等 21 采用废弃物甘蔗渣为原料自制复合碳材料，并从多角度进行表征分析，用来处理硝基苯废水，结果表明，在最佳反应条件下，硝基苯的去除效率达到 85%左右。许晨红等 22 对天然凹土进行改性处理，克服天然凹土强度低的弊端，并对改性后的凹土进行了表征分析，以硝基苯废水为目标污染物进行吸附实验，结果表明，改性后的凹土对硝基苯具有较高的去除效果。5结语针对硝基苯废水的毒性，同时利用其自身的性质，诸多的方法都可以对硝基苯进行去除，目前最重陈平等：硝基苯废水处理研究进展（下转第 84 页）672023 年第 2 期要的还是研发低成本、高效果的方法，以减轻硝基苯废水对环境的污染。参 考 文 献1 林鑫海，任炜冬，范波，等.ClO2三相催化氧化处理硝基苯生产废水的试验 J.环境污染与防治，2007，29（3）：208-211.2 王永红，焦纬洲，刘有智，等.RPB-Mn2+/H2O2/O3处理硝基苯废水 J.现代化工，2016，36（11）:98-101；103.3 谭江月.双频超声臭氧联用处理硝基苯类制药废水研究 J.环境工程学报，2010,4（3）:590-594.4 郭英，高超，胡敦森，等.Fe2+/UV/O3处理硝基苯废水实验研究J.河南化工，2010,27（8）:29-31.5 任立兄.Co3O4/氮掺杂三维石墨烯活化过硫酸盐降解硝基苯废水的研究 D.辽宁：辽宁科技大学，2020.6 孙威，杨春维，汤茜.超声/Fenton 法对废水中硝基苯的处理研究 J.辽宁化工，2012,41（12）:1257-1259.7 张立眉，高建峰，张立成.微波辐射 Bi2O3/沸石-H2O2体系降解废水中的硝基苯 J.环境工程学报，2010,4（2）:365-372.8 李亚峰，王景新，刘莎.微波强化腐殖酸一 Fenton 体系降解硝基苯废水试验 J.沈阳建筑大学学报（自然科学版），2013,29（1）:138-143.9 卢强，安立超，钟秦，等.Ru0.7Si0.3O2/Ti 电极电催化氧化处理硝基苯废水 J.应用化学，2011,28（5）:576-582.10 孙家寿，石眺霞，张蕾，等.Ti/Fe 层柱累托石电催化降解硝基苯废水的研究 J.武汉工程大学学报，2007,29（3）:30-34.11 肖智，陆雪梅，徐炎华.复极性三维电极法处理硝基苯废水的实验研究 J.环境工程学报，2011,5（12）:2647-2650.12 杨世东，马军，史富丽.水中高压脉冲放电降解硝基苯废水研究 J.哈尔滨工业大学学报，2007,39（6）:908-911.13 于治森，鲁非，叶齐政，等.水中气泡脉冲放电处理硝基苯废水的实验研究 J.高电压技术，2009,35（1）:36-41.14 卢强，安立超，钟秦，等.钛基锡锑电极电催化氧化处理硝基苯废水 J.化工环保，2010,30（2）:100-103.15 刘屹，刘昊，张美秀，等.碳纳米管修饰石墨电极处理硝基苯废水 J.科学技术与工程，2014,14（18）:140-142；148.16 鲁雅梅，赵勇胜，邹东雷，等.白腐菌生物接触氧化法处理硝基苯废水 J.环境科学与技术，2010,33（12F）:282-284.17 申运栓，王中友，叶正芳，等.固定化微生物强化生物滤池处