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本研究论文阐述了硝基苯废水的性质及其危害,以及处理硝基苯废水的必要性和迫切性;总结了迄今为止国内外研究者在处理硝基苯废水领域取得的成果和各种技术处理硝基苯废水的特点;较全面的综述了Fenton氧化技术在处理难降解有机废水方面的研究现状及发展趋势。选择Fenton氧化技术进行硝基苯废水的化学降解研究。 通过文献检索和分析可以看出Fenton技术在处理难降解有机污染物时具有独特的优势,是一种很有应用前景的废水处理技术。因此,本文围绕“硝基苯废水的Fenton氧化技术研究”为核心,展开以下几方面的实验研究:(1)Fenton法处理硝基苯废水过程中pH、H2O2浓度、FeSO4的投加量及反应时间等因素对硝基苯废水降解过程的影响规律,确定最佳反应条件;(2)考察过渡金属离子如Ni2+和Mn2+等作为催化剂对Fenton反应的影响,探讨进一步提高有机物矿化度的途径和方法;(3)进行光助Fenton法处理硝基苯废水的研究,包括汞灯-Fenton和太阳光-Fenton体系的催化效果分析,考察Fe2+及H2O2等影响因子对光助Fenton反应体系的影响;(4)采用Fenton氧化技术和TiO2光催化技术联用,考察光催化剂纳米TiO2的引入在非均相Fenton体系的催化效果,并研究UV/Fcnton-TiO2复合体系对废水降解的协同作用;(5)羟基自由基的测定;(6)借助GC-MS和HPLC手段对Fenton氧化技术降解硝基苯及其中间产物进行定性分析,探讨硝基苯降解的反应机理。 研究表明,在[H2O2]=300mg/L,[Fe2+]=60mg/L,pH-5.7时,Fenton氧化技术对于废水中的硝基苯和COD都有较好的去除效果,反应时间60min,硝基苯去除率可达到95.85%,COD去除率也可达到36.97%。经核算,此方法所耗用的试剂费用大约为1.53元/m3废水,成本较低,适用于工业化规模处理含硝基苯废水。 在考察过渡金属离子对Fenton反应的影响中发现,在一定浓度下,几种离子如Cu2+、Fe3+、Mn2+等都对Fenton反应具有一定的促进作用,特别是当用Fe3+和Mn2+作催化剂时,反应60min,硝基苯去除率保持在98%,COD去除率分别达到77%和63%。但用Fe3+作催化剂时,起始反应速率慢,反应过程中色度较大。Mn2+的作用较佳,Mn2+与Fe2+混合体系可使COD的去除率提高到60%以上,并减小了反应溶液的色度。 研究紫外线辐照强化Fenton反应对硝基苯的降解性能和矿化作用的实验中证实一定程度的紫外光或者自然光照可增加体系中羟自由基的生成量,从而提高Fenton试剂的氧化能力,促进水样中的硝基苯的分解和COD降解。反应时间60min时,400W中压汞灯产生的紫外光照射下硝基苯的去除率为96.67%,COD去除率为57.38%;在平均光强为8500Lux左右的太阳光作用下,硝基苯的去除率达到