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硝基苯类化合物是重要的化工原料之一,常用在染料、制药等行业。随着化工工业的发展,硝基苯不断进入人们的生活环境中。硝基苯具有高毒性、化学性质稳定、难生物降解、进入水体污染持续时间长等特点。因此研究建立硝基苯废水处理技术十分迫切和必要。本文旨在研究预处理法和生化法联合处理硝基苯废水的降解效果。通过开展一系列的试验研究,初步探明了适合硝基苯废水处理的工艺路径和适宜的工艺条件,为实际工程的设计与应用提供理论依据和实践指导。在微电解工艺还原硝基苯废水的研究中发现,Fe/C填料组合下微电解对硝基苯的处理效果要好于Fe/Cu组合。经过Fe/C微电解预处理后,92%以上的硝基苯被还原为苯胺,这样硝基苯废水的处理就转变成了苯胺废水的处理。通过单因子变量试验,发现微电解工艺的反应最佳条件为：Fe/C体积比为1.5：1；填料颗粒粒径为6mm；进水pH为3.0；进水流量为250mL·min-1；进水负荷设为300mg·L-1。制备了复合负载型催化剂MnO2-CuO-CeO2/沸石,在其作用下臭氧氧化降解苯胺废水的处理效果显著。苯胺的去除率高达90%以上,COD的去除率也有45%以上,这样苯胺废水就转化为含有大量有机酸的有机废水,可生化性得到了极大的提高。通过单因子变量试验,发现工艺最佳条件为：催化剂投加量为5g·L-1；催化剂颗粒粒径为3mm；臭氧流量为250mg·min-1;进水pH为7.0；进水负荷则为200mg·L-1。为进一步研究臭氧催化氧化降解苯胺的机理,本文对臭氧单独氧化和臭氧催化氧化下的苯胺降解效率进行了比较。试验结果表明,催化剂MnO2-CuO-CeO2/沸石的添加能有效地提高臭氧氧化苯胺的降解率,当苯胺初始浓度为200mg·L-1,反应20min后,苯胺的去除率由原来的75%提高到89%；当苯胺废水COD浓度为490.12mg·L-1时,臭氧单独氧化和臭氧催化氧化条件下COD最终分别稳定在261.87mg·L-1、230.63mg·L-1,而MnO2-CuO-CeO2/沸石催化剂的添加可以将臭氧单独氧化时间150min缩短至90min。两种氧化过程都出现了颜色由无色-棕色-褐色-棕色-黄色-无色的变化,pH从7.03降到最终2.00左右。通过LC-MS检测,研究了苯胺在臭氧氧化作用下的降解途径,总共检测到4个新的代谢产物。通过质谱图分析及代谢产物的累积转换关系,鉴定4个代谢产物分别为对亚胺醌、对苯醌、马来酸和草酸。初步确定降解途径,苯胺首先分解为对亚胺醌,随后对亚胺醌水解、氧化分解为对苯醌,对苯醌再进一步氧化分解,生成马来酸,马来酸降解产生草酸,最后部分有机物矿化为二氧化碳和水。经过Fe/C微电解和臭氧催化氧化预处理,硝基苯废水转变为含有大量有机酸的有机废水,各项指标都未达到《综合污水排放标准》。采用SBR系统对预处理的硝基苯废水做进一步的生物处理,达到了硝基苯废水的最终处理目标。试验发现,进水pH为7.0时SBR系统运行效果最好；工艺系统最佳水力停留时间为24h,其中进水0.5h,反应22h,沉淀1h,出水0.5h。同时,SBR生化系统所能承受的最大进水负荷为COD=850mg·L-1。