染料廢水因其色度大、COD含量高、成分復(fù)雜，是目前對(duì)水環(huán)境危害大且用生化方法很難處理的廢水之一。新型染料，助劑及化學(xué)染料的大量使用促進(jìn)了印染業(yè)的發(fā)展，但也使染料廢水中難生化降解的有機(jī)物大量增加，使傳統(tǒng)生化處理工藝面臨更多挑戰(zhàn)。所以對(duì)染料廢水進(jìn)行前處理就顯得非常必要，本文用鐵炭微電解法對(duì)染料廢水進(jìn)行了前處理，該法對(duì)有效去除廢水中CODCr、降低廢水色度及提高廢水的可生化性具有很好的作用。該方法近年來(lái)在印染廢水的處理中已有較多的應(yīng)用，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

1、材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

鐵炭微電解材料(粒度為20~30mm)，模擬廢水由活性藍(lán)染料配制而成(COD=382.5mg/L)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

首先制備鐵炭微電解材料，在實(shí)驗(yàn)室將一定比例的鐵粉和活性炭，附加固定比例的金屬氧化物和制孔劑，在合適的溫度下燒結(jié)而成(鐵炭微電解材料的制備另文刊寫)。再用自制的本材料對(duì)對(duì)染料廢水在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下進(jìn)行處理。

1.2.1 靜態(tài)處理法

按照固液比，將一定量的鐵炭微電解材料加入100mL的燒杯中，調(diào)節(jié)溶液的pH值，并攪拌一定時(shí)間后靜置，取上清液分析。

1.2.2 動(dòng)態(tài)處理法

動(dòng)態(tài)處理裝置見(jiàn)圖1。玻璃柱直徑為10cm，有效高度90cm。將鐵炭材料按照一定的固液比填入柱子，調(diào)節(jié)染料廢水的PH，染料廢水通過(guò)循環(huán)泵從玻璃柱底部泵入，上部流出。通過(guò)水流調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)處理時(shí)間。取不同停留時(shí)間的水樣測(cè)定其色度和COD。

硝基苯是一種重要的有機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)制藥、染料紡織等領(lǐng)域。硝基苯與水互不相溶，一旦排入水中便難以自然分解。隨著積累量的不斷增大，會(huì)造成嚴(yán)重的水污染問(wèn)題，給人類和自然帶來(lái)極大的危害。同時(shí)，硝基苯自身也具有較強(qiáng)的毒性，當(dāng)人體接觸或吸入大劑量的硝基苯時(shí)，可造成血紅蛋白絡(luò)合或氧化，甚至急性中毒。

然而，隨著人口膨脹及當(dāng)代各項(xiàng)工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)硝基苯的需求量正以每年約3％的速度不斷增長(zhǎng)，每年約有10000t含硝基苯的工業(yè)廢水排入水體中。因此，尋求一種行之有效的降解水體中硝基苯的方法，已經(jīng)成為人類面臨的巨大挑戰(zhàn)和急需解決的問(wèn)題。

1、物理法

常用降解硝基苯的物理方法主要有吸附法、膜分離法和萃取法。采用物理方法降解硝基苯，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便、快捷，生產(chǎn)成本較低，且不會(huì)生成對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染的物質(zhì)。但是，這類方法也存在一定的問(wèn)題，例如吸附效率不穩(wěn)定、周期較長(zhǎng)等。

1．1 吸附法

吸附法的作用原理是經(jīng)過(guò)吸附劑的吸附，去除溶液中的硝基苯，再將吸附劑進(jìn)行解析。這種方法是目前普遍應(yīng)用的降解硝基苯的方法。1928年，RothMilton采用活性炭吸附廢水中的硝基苯，并取得了較好的效果。

　由于傳統(tǒng)的活性炭再生能力不佳，吸附效率不穩(wěn)定，因此對(duì)活性炭進(jìn)行改良成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。趙謙等選取一定量化學(xué)試劑，在300℃條件下進(jìn)行熱處理，對(duì)活性炭改性，提高活性炭表面的化學(xué)官能團(tuán)數(shù)量。經(jīng)過(guò)改性的活性炭可重復(fù)使用多次，并且大大簡(jiǎn)化再生工藝。周宏躍等采用shuihejing作為反應(yīng)的還原劑，經(jīng)強(qiáng)酸或氮?dú)獾忍幚淼幕钚蕴孔鳛榇呋瘎?，降解廢水中的硝基苯。研究表明，活性炭表面形成了大量含氧官能團(tuán)，加快硝基苯的降解效率。其中，經(jīng)過(guò)鹽酸處理的活性炭表面形成含氧官能團(tuán)多，對(duì)硝基苯的降解效率好。

隨著進(jìn)一步研究，大孔吸附樹(shù)脂和改良型膨潤(rùn)土等物質(zhì)也開(kāi)始廣泛應(yīng)用于處理廢水中的硝基苯。王海志等采用羥基修飾的方法修飾高分子樹(shù)脂，制得超高交聯(lián)吸附樹(shù)脂PDVP。以硝基苯為吸附對(duì)象進(jìn)行吸附。結(jié)果表明，PDVP型樹(shù)脂對(duì)硝基苯的吸附量高于未修飾的樹(shù)脂。周穎等經(jīng)過(guò)懸浮聚合后，制得丙烯酸系高吸油性樹(shù)脂，采用制得的樹(shù)脂吸附廢水中的硝基苯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)樹(shù)脂質(zhì)量濃度為25g／L時(shí)，廢水中硝基苯降解率達(dá)到70．0％，性能良好，且效果穩(wěn)定。

膨潤(rùn)土是一種以蒙脫石為主要成分的黏土，改性后可用于去除水中的硝基苯。葛淵數(shù)等研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)膨潤(rùn)土經(jīng)陽(yáng)－非離子改性后，對(duì)廢水中硝基苯的吸附性明顯加強(qiáng)，并且陽(yáng)－非離子有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)硝基苯的吸附性能隨著陽(yáng)離子表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而升高。胡六江等采用FeSO4與NaBH4進(jìn)行反應(yīng)，制成負(fù)載型的納米鐵，并降解廢水中的硝基苯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性后的膨潤(rùn)土對(duì)硝基苯的降解率遠(yuǎn)高于相同含量的膨潤(rùn)土。

1．2 膜分離法

膜分離技術(shù)是一種利用分子半徑不同，通過(guò)半透膜實(shí)現(xiàn)對(duì)不同粒徑分子選擇性分離的技術(shù)。膜分離技術(shù)具有對(duì)環(huán)境友好、選擇性靈敏、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中起到越來(lái)越重要的作用。夏光志等經(jīng)過(guò)負(fù)載工藝，制得Pr3＋∶Y2SiO5／TiO2復(fù)合膜，并采用該膜對(duì)初始質(zhì)量濃度為12mg／L的硝基苯溶液進(jìn)行降解，12h后的降解率可達(dá)87．0％。重復(fù)使用4次后，降解率仍可達(dá)70．0％，具有良好的重復(fù)使用性，可有效降解廢水中的硝基苯。鄧愛(ài)妮等選用環(huán)氧樹(shù)脂基聚合物膜，在電場(chǎng)作用下降解廢水中的硝基苯。結(jié)果表明，膜上施加的控制電位大小會(huì)影響廢水中硝基苯的去除量。當(dāng)選用控制電壓－0．3kV、溶液pH＝4的條件時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂基聚合物膜對(duì)硝基苯降解率可達(dá)79．8％以上。

1．3 萃取法

萃取法是利用溶質(zhì)溶解度的差異，通過(guò)一種溶劑把溶質(zhì)從另一溶劑所組成的溶液里提取出來(lái)的方法。T．Nakai等采用超臨界CO2與硝基苯溶液逆向接觸的方式觀測(cè)超臨界CO2對(duì)硝基苯的降解情況。結(jié)果表明，超臨界CO2可以完全萃取出廢水中的硝基苯，并且超臨界CO2可循環(huán)利用，節(jié)約生產(chǎn)成本。崔榕等選用固定相絡(luò)合萃取技術(shù)降解硝基苯。結(jié)果表明，當(dāng)絡(luò)合萃取劑大孔樹(shù)脂與絡(luò)合萃取劑的質(zhì)量比為1∶2時(shí)，在非堿性條件下，能夠有效降解廢水中的硝基苯。

2、化學(xué)法

化學(xué)法是一種更為迅速地降解硝基苯的方式，降解效果明顯，因此當(dāng)今化工廠主要采用化學(xué)法對(duì)硝基苯進(jìn)行降解。但是，化學(xué)法也存在一些不足。采用的化學(xué)試劑較為昂貴，同時(shí)化學(xué)方法降解過(guò)程通常會(huì)帶來(lái)一定程度的二次污染。因此，這類方法仍需要不斷進(jìn)行改進(jìn)。目前，常用降解硝基苯的化學(xué)方法主要有芬頓試劑氧化法、電化學(xué)氧化法、臭氧氧化法、超臨界水氧化法、超聲波處理法等。