文献综述
1.研究的目的及意义
近年来，我国经济社会高速发展，由此带来的环境污染问题也日益严重。本文为针对某特种化工企业废水处理系统的工程设计。本课题设计处理的废水进水水质COD:1000mg/L，BOD：300mg/L，进水pH为6～9，符合一般要求处理后的污水pH，虽然BOD/COD=0.3（gt;0.25，在0.3-0.45之间），理论上可以进行生化处理，但是污水中含有硝基苯、二硝基甲苯以及芳烃系列有机溶剂等物质，硝基苯类化合物大多数属于难生物降解的有机物，并对微生物的生长有一定的毒害与抑制作用，所以综合来说，废水的可生化性较差。
处理的废水中的主要污染物为硝基苯，硝基苯是一种剧毒化学品，是我国重点控制的58种有毒化学品之一。硝基苯的毒性主要体现在进入人体后，使人体内的血红蛋白失活变性。如果人在长期摄入小剂量硝基苯的条件下，会导致贫血、溶血，重度情况下可能还会导致中毒性肝炎等疾病。由于硝基苯不能在水中溶解，密度高于水，所以废水中的硝基苯会与水分离且沉到水底，并且能够在很长时间内保持自身的稳定，因此由于硝基苯而导致的水体污染会持续很长一段时间。也正是由于硝基苯的这种稳定性，导致目前对这类废水的处理方法无法达到十分有效，又因为这类废水的排放对排放水体下游的饮用水源产生了极大的威胁，所以对于硝基苯废水的处理已成为我国亟待解决的问题。
2.国内外同类研究概况
2.1物理处理方法
2.1.1吸附法
吸附法是投加吸附剂到废水中，利用吸附剂对硝基苯具有一定的吸附作用，然后将这些吸附剂分离从而达到将废水中的硝基苯去除的效果，对与吸附了硝基苯后的吸附剂我们还可以进行解析析回收，之后可再次投加使用。吸附剂的种类有很多，活性炭是其中一种较为高效的吸附剂。张小璇等人[1]便利用其来对含硝基苯废水进行吸附处理。当进水化学需氧量浓度为200～250毫克/升时，出水化学需氧量浓度可以小于50毫克/升。相较于普通的活性炭吸附剂，活性炭纤维的吸附效果更为高效，徐中其等人[2]在研究中使用其作为吸附剂来处理硝基苯废水，吸附效果达到达到214 毫克/克。综上所述，活性炭作为吸附剂处理效果十分高效，但是由于活性炭价格较高，所以一般使用起来成本较高，而且处理过程还会存在二次污染等问题。
上个世纪70年代以来，吸附剂的选择变得多种多样，例如大孔吸附树脂和改性膨润土就被广泛应用。首先是大孔树脂的吸附应用，在硝基芳烃废水处理过程中我们所应用的主要有cha-101树脂和nka-2树脂等。前者就被张全兴等人[3]采用，在吸附处理硝基苯胺废水的实验中，当进水化学需氧量浓度约为1000毫克/升时，处理后去除率可达90%以上。然后是改性膨润土的吸附应用，膨润土本身也是比较不错的吸附剂，它的主要组分为蒙脱石，比表面积大，而且具有较好的吸附膨胀性，因此，它便迅速成为了近些年来研究较为热门的一种吸附剂。通过以十八烷基二甲基苄基铵作为覆盖剂，金辉等人[4]成功研制了多种改性膨润土，在通过用这些改性膨润土吸附硝基苯的实验中，饱和吸附量达到226毫克/克，吸附效果明显。以上介绍的两种材料和活性炭在作为吸附剂使用时有一个共同的缺点，就是处理成本太高，因此如今对于吸附剂的研究热点开始转向使用高效廉价的材料。
粉煤灰也有作为吸附剂的潜力，因为其内部有很多小孔，比表面积较大，在本身多孔物质和静电的共同作用下能够提高其吸附作用。如果用粉煤灰为吸附剂来吸附废水中的污染物，可降低成本。夏畅斌等人[5]通过实验证明粉煤灰对水中杂质有较好的吸附性能，并且当酸化后的粉煤灰颗粒来处理废水会有更好的吸附效果。炉渣和粉煤灰一样，都为多孔结构，具有很强的吸附性能，而且炉渣的主要成分中的玻璃硅酸盐在遇到水后，会使炉渣表面的氧化物发生水合，之后这些水合氧化物也具有一定的吸附效果。郎咸明等人[6]利用炉渣这一特性吸附处理硝基苯废水，实验结果表明，去除率可以达到74.5%。废水在经过炉渣吸附处理后可生化性得到改善，这样处理后的废水可以继续进行生物法处理。
2.1.2萃取法
萃取法在对硝基苯废水处理上也有很明显的效果，萃取法主要利用其在水中和萃取剂中的不同分配比，使废水中的硝基苯分离，然后通过简单的物理处理方法将其去除的方法，，整个处理过程周期短，处理废水的水量大。林忠祥等人[7]采用这种方法来处理硝基苯废水，他们所使用的萃取剂是苯，在经过苯的三次萃取后，硝基苯达到国家一级排放标准(2.0毫克/升)，从实验结果上可以看出，苯作为萃取剂处理硝基苯废水效果明显。但是，由于苯在水中有一定的溶解度、沸点低、挥发性高等特性，所以苯作为萃取剂不太环保，且萃取过程容易造成二次污染。为此，有人提出了萃取-汽提法处理硝基苯废水，这样可以大大减少因为苯而导致的二次污染，这种方法主要是在萃取后进行汽提，利用汽提法降低萃取过程残留在水中的苯的浓度。四氯化碳也是一种理想的萃取剂，因为它在水中溶解度较低。沙耀武等人[8]在处理硝基苯废水时使用的萃取剂就是四氯化碳，经过四氯化碳三次萃取后，废水中硝基苯浓度从开始的2300毫克/升降至80毫克/升。随着技术进步，液膜法广泛应用于含氰、含苯酚和含硝基苯等废水的处理中,张耀煌等人[9]就采用这种方法处理硝基苯废水，实验中，硝基苯的去除率可达99%，并且该方法中使用后的液膜在经处理后还可重复使用，降低了成本。杨义燕等人[10]利用络合萃取法处理高浓度硝基苯废水，实验结果表明，络合萃取法也能有效处理硝基苯废水。
2.2化学处理法
由于硝基苯废水中硝基苯浓度较高，而且硝基苯属于难进行生物降解有机物，所以废水的可生化性较差，此时，利用化学处理来处理这类废水会更为有效，再与物理方法处理相比，化学方法能够将废水中的各类污染物完全氧化，且不会造成二次污染，是一种较为不错的选择。目前，对硝基苯废水的化学处理方法主要有芬顿(Fenton)试剂氧化法和臭氧氧化法。
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