[发明专利]一种三相流化处理低浓度硝基苯废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理含低浓度硝基苯废水的方法，更具体地说是采用臭氧/有机溶剂/水三相流化处理低浓度硝基苯废水的方法。

背景技术

随着我国城市化和工业化进程的加速，地下水、地表水以及生活用水等水体的污染越来越严重，水体污染与防治已成为普遍关注的重要课题。人们一方面采用环境友好的和绿色的化学合成路线等方法从源头和根本上减少污染，另一方面，针对新形势下的水环境污染，如何建立高效、经济、清洁、彻底地去除水中污染物的新方法也正在成为国内外关注的热点。经过科学家们的共同努力与实践，目前针对水中的重金属、固体悬浮物(SS)、可生化降解有机污染物(BOD)、氮、磷等污染物的处理技术日趋完善。但对于污染水体中难于生物降解、易于生物富集和具有“三致”作用的低浓度有毒有机污染物，或一些新型有机污染物的处理，因其在水中含量低，难于富集和降解，直接制约处理水的回用，目前还缺乏十分有效的方法和技术，故研究和开发更有效的特殊污染物控制的新原理、新技术和新方法是迫在眉睫的问题。

针对低浓度难降解有毒有机污染物处理而言，高级氧化水处理技术(AOTs)以氧气或其它绿色高氧化性物质(如：分子氧、臭氧或双氧水等)为氧化剂，是一类非常理想的有毒有机污染物控制新方法，在控制和消除水体中难降解有毒有机物方面显示出十分诱人的应用前景，近年来日益受到人们的关注。

在高级氧化处理技术研究中，国内外研究多集中在以分子氧为基础的(光)化学氧化法、活化双氧水为基础的(光)化学氧化法、臭氧为氧化剂的(光)化学氧化法等。在以分子氧为基础的(光)化学氧化法水处理技术中，具有高效率的光催化剂及其固定技术成为制约该技术应用推广的关键。活化双氧水为基础的(光)化学氧化法主要针对高浓度、难降解、有毒有害的有机污染物处理方面有较大的优势，但基于Fenton反应只能在酸性介质中进行(pH＜3)，对于环境中广泛存在的合成有机燃料，则用该方法很难降解，需研究和开发能活化H₂O₂的催化剂。臭氧为氧化剂的(光)化学氧化法因其臭氧在水相中低的溶解度、不稳定性、有机物降解不彻底、耗能高等局限性，在水污染控制方面受到很大的限制，因此，针对臭氧法在水处理应用的局限性，打破常规水处理模式，研究和开发多相臭氧化反应体系已成为国内外关注的热点。

在实际水体中，存在许多OH抑制剂，如HCO₃^-、CO₃^2-、SO₃^2-等，这些物质通过抑制OH的形成来影响臭氧化反应活性，一个单相(水)反应体系中不得不使用过量的臭氧为了消除这些物质的影响。因此，如何提高臭氧在体系中的溶解度、稳定性、使用效率，减少副产物的产生，是制约臭氧在水污染控制领域大规模应用的关键瓶颈。

针对臭氧在水相(单相)中溶解度低、稳定性差、缺少选择性氧化、中间产物较多和臭氧利用率偏低等问题，研究和开发两相臭氧氧化系统可能是一种比较有效的水污染控制方法，其工作原理如图1所示，两相体系的反应过程主要由两部分组成：从液相中萃取有毒有机物；在有机相中进行臭氧化降解反应。从应用实际角度考虑，除水相外，非水相(有机相)必须满足以下要求：有机溶剂不溶于水、无毒、蒸汽压较低、密度高、易分离、可循环使用、对水相中有机污染物具有高的选择萃取性、有较高的臭氧溶解性和稳定性等。截至目前，在绝大多数报道中，均采用水/有机溶剂两相氧化反应体系，有机溶剂多使用直链全氟代烷烃作为有机相，而使用全氟代环烷烃或全氟混合溶剂作为有机相，并使用气/水/有机溶剂三相臭氧氧化体系对有毒难降解有机污染物进行快速氧化降解的研究还少见报道。