铁氧化物介导厌氧生物强化还原降解2,4-二氯硝基苯的耦合机制研究文献综述

文献综述

1. 课题研究的现状及发展趋势

DCNB属含硝基芳香族化合物（Nitro-aromaticcompounds，简称NACs）是常用的化工品，广泛的应用于火炸药、农药、除草剂、染料、医药等产品生产，NACs也随其多途径地进入环境，而其中以火炸药的污染最为严重，而NACs可在环境中持续的存在，并且可能在食物链中积累，而且对人类的毒性很大并可引发非常严重的环境污染问题。美国环保局（USEPA）将硝基苯、DCNB等列入129种首要污染物（priority pollutant）名单。针对含硝基芳香族化合物废水的治理，国内外都非常重视，但因为技术和成本等因素的限制，工业化应用仍然存在许多问题，因此对该类废水的处理均未实现经济有效的治理。该类废水的特点是色度高、硝基芳香族化合物毒性大、浓度高、成分也复杂、可S生化性很差，具有比较大的处理难度。因此对于探究如何处理此类污染物质是相当必要的。

目前对含硝基芳香族化合物废水的治理，国内外主要集中于焚烧、氧化等物理化学方法和生物处理法，现分述如下：

（1）物理法

1）吸附法：利用活性炭、树脂、磺化煤等吸附介质，可以实现废水中含硝基芳香族化合物的吸附，从而达到废水净化的目的。该方法处理效果很好，操作也简便，并且出水稳定，是目前含硝基芳香族化合物废水处理应用最为广阔的技术。TNT黄水的处理采用活性炭等相对廉价的吸附剂吸附其中的硝基化合物和其他有机物，再经中和、脱气、沉淀处理后排放，即使实现了达标排放，但是使用后活性炭如何安全处理却带来了一些安全隐患。对一些起爆药废水中有机物的处理，目前主要采用的基本也是活性炭吸附，出水的硝基酚浓度可降至3 mg/L以下。但吸附饱和的活性炭却无法再生，只能采用焚烧处理的办法，处理费用很高。使用树脂、磺化煤等吸附介质同样的存在吸附介质的如何再生问题及再生液的处理问题。

2）膜分离法：常见的膜分离方法有电渗析、渗析、超滤和反渗透。超滤过程本身是一种筛滤作用，主要限制因素是膜孔径的大小，同样反渗透是施加一定压力在半透膜上实现水与染料的分离与回收。膜分离技术有澄清、浓缩的作用，且膜分离法具有能耗低、工艺简单、不污染环境等特点，但是膜分离技术由于浓差极化、膜污染及膜的价格较贵，膜更换频率较快，使膜分离法处理废水成本较高。王振余等对多孔碳膜处理染料水溶液进行研究，发现碳膜对含硝基芳香族化合物与水的截留率可达95%到99%。

3）磁分离法：磁分离法是将水中的含硝基芳香族化合物的微粒，在高强度磁场中进行磁化，再在电磁场中利用磁力进行分离。目前工业上常用的磁化技术主要有磁性团聚法，铁粉法，铁氧体法等。雷乐成等人研究的高梯度HGMS磁滤器，采用反复式冲洗的方法，已导磁不锈钢和电磁不锈钢多孔板为核心技术，分离小于50微米的磁性物质可达90%。且磁分离技术具有过滤速度较快，占地较小的特点，但是国际上的技术还没有很完善，需要进一步研究。

（2）化学法

1）焚烧法：它是将废水与重油、煤等燃料在焚烧炉中混合燃烧而实现有机物分解的一种方法。对于高浓度的硝基芳香族化合物废水，焚烧法不失为一种简单彻底的处理方法，但该法成本偏高且容易引发二次污染^[8]。例如TNT生产过程中产生的红水含大量有机物，COD几万到十几万毫克/升。目前各化工厂普遍采用焚烧法，较为简单易行，但焚烧废气含有硫化氢、氮氧化物及低沸点有机物，容易产生二次污染，每吨水的处理费用高达200元左右。且硝基芳香族化合物及其中间产物具有一定的爆炸性能，焚烧过程中产生的安全问题不容忽略。