3.3.1不同阴极电位下的生物电化学体系评价 26
3.3.2不同水力停留时间下的生物电化学体系评价 28
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
1 引言
1.1 硝基酚类物质的定义、来源、危害
硝基酚是一类重要且常用的化工原料,其作为原材料或中间体,被广泛应用于炸药、医药、杀虫剂、染料、木材防腐剂和橡胶等生产中[1]。硝基酚类化合物包括一硝基酚、二硝基酚和三硝基酚。其中,一硝基酚可形成3种同分异构体,二硝基酚有6种同分异构体,三硝基酚也有6种同分异构体。
硝基酚的来源较为广泛和复杂。一些有机磷杀虫剂的微生物水解作用、含硝基杀虫剂的光解作用、苯等物质的大气光化学作用等,都可以生成硝基酚[1]。
环境中这类物质可引起严重的公众健康和环境问题,其中一些物质具有致畸或致癌作用,并可在食物链中生物聚积。美国环境保护总局(EPA)已将2-硝基酚、4-硝基酚和2,4-二硝基酚列为“优先污染物”,并且,限制自然水体中它们的浓度不大于10ng/L[2]。此外,硝基酚对人和哺乳动物都有毒性,在生物体内易被酶转化为亚硝基和羟胺基衍生物,这些衍生物可生成正铁血红蛋白或亚硝基胺,前者能与氧结合,后者是致癌物[3]。
1.2 硝基酚类物质的难降解性分析
在自然条件下,表层水体和表层土壤中的硝基酚,通过光化学氧化作用易于分解,但在深层土壤和地下水中,硝基酚的降解主要依靠生物作用,降解速度很慢,导致硝基酚在这些环境中长期滞留和积累[4]。
硝基芳香族化合物化学性能比较稳定,但在合适条件下,可以被还原成亚硝基化合物、偶氮苯、氢化偶氮苯及芳胺等。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]。正是由于硝基芳香化合物的这些化学性质,所以硝基芳香化合物难于被进一步降解,这使得含硝基芳香族化合物废水的处理成为研究的热点。
1.3 硝基酚类物质的处理方法
硝基酚类物质的处理方法主要分为三种,即:物理法、化学法和生物法。
1.3.1 处理硝基酚类物质的物理法
处理硝基酚类物质的物理方法主要有混凝沉淀法、吸附法、萃取法、汽提法,而其它的物理方法大都由于经济或技术原因很难在实际中推广应用。现分述如下:
1.3.1.1 混凝法
混凝法是指在一定条件下,加入凝聚剂,通过搅拌使失去电荷的颗粒相互接触而絮凝形成絮状体,产生沉淀物,以达到去除污染物的目的。采用凝聚处理后,不仅能有效地降低污染物的浓度,而且废水的生物降解性能也得到改善[6]。
1.3.1.2 吸附法
吸附法是废水处理中常用的一种水处理方法,用吸附法处理废水一般可达到较高的出水水质,但同时处理费用也较高。吸附剂用的最多的为活性炭。张小璇等[7]在利用活性炭吸附法来处理含硝基化合物的染料废水的工程中,进水COD平均为209mg/L,处理后出水COD均小于50mg/L。隋铭皓等[8]采用臭氧/活性炭对硝基苯废水进行处理,发现活性炭法还是一种有效的方法,硝基苯的去除率可达到44.7%。
1.3.1.3 萃取法
萃取就是采用与水互不相溶,但能很好溶解硝基酚类物质的萃取剂,使其与废水充分混合后,利用硝基酚在水和萃取剂中不同的分配比分离和提取硝基酚,从而净化废水。废水中的硝基酚类物质可用苯、汽油、醋酸丁酯等萃取回收。萃取法具有处理周期短,处理水量大等优点,但用萃取法处理含硝基酚类物质废水常常会造成二次污染问题,所以在应用过程中受到了限制。沙耀武等[9]用四氯化碳作萃取剂处理高浓度硝基苯废水,3次萃取后硝基苯质量浓度由2300mg/L降至80mg/L。 硝基酚类物质生物电化学还原规律研究(2):http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_7792.html