硝基酚类物质生物电化学还原规律研究(4)
时间:2017-05-25 16:58 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.3.2.2.4 超临界水氧化法 超临界水氧化法是近年来迅速发展起来的一门处理有机废水的高新技术，它实际上是湿式氧化法的强化与改进。其原理是将有机污染物在超临界水中氧化分解成为CO2、H2O等无害的小分子化合物。当水处在超临界条件下(Tc=374．3℃，Pc=22．1MPa)，水的物理化学性质发生显著变化，能与有机物和氧气(空气)以任何比例互溶，这种特殊性质使它成为一种理想的反应介质。赵朝成等[15]对超临界水氧化技术处理硝基苯废水进行了研究，反应时间达10min时，硝基苯脱除率可达99.9％。 1.3.2.3 电化学方法 电化学降解有机物的基本原理是使废水中的有机污染物在电极上发生氧化还原转变[16]。 根据有机物氧化还原的产物，可将电化学反应分为电化学燃烧和电化学转化两类[17]。电化学燃烧即直接将有机物深度氧化为CO2和H2O。电化学转换即把有毒物质转化为无毒物质，或把非生物相容的有机物转化为生物相容的物质，以便进一步实施生物处理。 根据有机物氧化还原过程中电子转移的方式，又可将电化学方法分为直接电解和间接电解两类[18]。近年来，电化学方法作为一种环境友好技术，在环境污染治理方面受到了广泛的重视，特别是在废水中难生物降解有机物的去除方面，相关学者进行了大量研究。学者得出，电化学方法具有多功能性、能量效率高、可自动控制、环境相容性高、经济合算、后处理简单、占地面积少和污泥量少等特点[18]。 电化学行为的研究一般是保持某几个量恒定，考察电流、电势、浓度等随控制变量的变化[19]。电化学电池中影响电化学反应速率的重要参数一般有：电极材料、电极表面积、电极表面形状、反应温度、反应压力、反应时间、电化学反应的电位、电流、水力停留时间等。 综上，使用物理方法处理硝基酚物质，大都由于经济或技术原因很难在实际中推广应用。化学方法虽拥有较高的去除效果，但投加药剂的用量一般较大，使得化学法处理硝基酚的经济压力较大，且其运行文护费用较为高昂。而生物方法具有投资少、占地少、无二次污染的优点，不仅减缓了高昂经济压力，而且其处理效果也较高。因此，生物法比物理法和化学法更加受到学者关注。 1.3.3 处理硝基酚类物质的生物法 生化法是在微生物进行生理代谢活动过程中，使有机污染物得到降解。该方法由于投资少、占地少、无二次污染也不需要特殊设备而倍受研究人员青睐，已成为处理有机污染物的理想方法之一。生物处理技术一般包括好氧处理法和厌氧处理法。 1.3.3.1微生物好氧处理法 由于硝基是间位定位基，具有吸电子性能，使苯环电子云密度降低得很多，以致芳环也比较不活泼，难于发生亲电取代反应[5]。所以，使用微生物好氧处理法处理硝基酚，处理效果不佳。同时，有学者指出，使用微生物好氧处理法处理有毒废水，通常使用的微生物是纯种细菌的微生物，而纯种微生物的有效分离较为困难，这给硝基酚的处理也带来了不便。 1.3.3.1微生物厌氧处理法 相比好氧处理法，微生物厌氧处理法不需要严格的纯种降解微生物，较为简便易行。同时，由于硝基酚类物质是难以生化降解的，故提高含硝基酚废水的可生化性研究就成为必要。硝基的吸电子性使得好氧处理难以进行，而厌氧微生物处理法在增加硝基酚可生化性方面更加有效。 厌氧生物处理与好氧生物处理相比，优点如下： 第一，厌氧处理法的应用范围更广。好氧处理一般只能处理中低浓度的有机废水，而厌氧处理能处理高中低浓度的各类废水，而且有些有机物对好氧处理来说是难降解的，而对于厌氧处理来说却是可降解的，比如硝基酚。 (责任编辑：qin) |