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硝基苯和苯胺是潜在的致癌性有毒有机物质,属我国优先控制污染物。由于硝基苯和苯胺结构的稳定性,使常规的生物及化学处理方法都难以有效的将其降解,所以寻找新的有效的处理方法成为近年来环境工作者研究的热点课题。本实验将传统的铁炭内电解技术和新型微波技术相结合,提出了微波强化铁炭内电解组合工艺技术,对胶南市某化工厂含硝基苯和苯胺化工废水进行了处理。
实验结果表明:在Fe/C为3,pH为3,微波功率为600W,辐射时间为 4min和曝气量为2.5L/min的优化条件下,出水中CODcr为去除率达到94.7%,色度和浊度去除率也分别高达91.6%和90.3%。实验中通过对比微波,铁炭内电解和微波强化内电解三种工艺的处理效果,得出微波技术的引入强化了铁炭内电解的处理效果,实验结果表明微波和铁炭内电解在降解硝基苯和苯胺化工废水方面有明显的协同效应。本文还采用GC-MS分析方法测定了硝基苯和苯胺化工废水在微波辐射、单一铁炭内电解及微波强化铁炭内电解三种处理工艺下的降解中间产物,结果表明:在微波强化铁炭内电解工艺中含有邻硝基苯酚、4-硝基儿苯酚等硝基苯的氧化产物;亚硝基苯和氧化偶氮苯等硝基苯的还原产物,及苯胺的氧化产物偶氮苯和对氨基苯酚等,单一铁炭内电解工艺中只有亚硝基苯和氧化偶氮苯等硝基苯的还原产物。通过对中间产物的分析,推测出在微波强化铁炭内电解工艺中存在硝基苯的氧化反应、硝基苯的还原反应及苯胺的氧化反应,并初步阐述了硝基苯和苯胺在微波强化铁炭内电解工艺中的降解机理。
微波强化铁炭内电解工艺是一项全新的废水处理工艺,不仅具有传统的铁炭内电解工艺的还原能力,而且由于微波和铁炭作用产生羟基自由基(·OH),因此还具有较强的氧化能力,对于一些生化难降解污染物及传统铁炭内电解工艺不适合处理的污染物,如苯胺等还原性物质,具有很好的处理效果。因而拓宽了铁炭内电解的应用领域,具有广阔的应用前景。处理后的硝基苯和苯胺化工废水可生化性得到了大大的提高,很容易进一步生物法处理达到较高的排放标准。