硝基芳香化合物廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

　　[摘要] 硝基芳香族化合物是一類(lèi)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)化學(xué)品，具有生物毒性強(qiáng)、成份復(fù)雜、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，直接進(jìn)入環(huán)境將會(huì)對(duì)動(dòng)植物及生態(tài)環(huán)境造成極大危害。從物理法(吸附法、萃取法、膜分離法)、化學(xué)法(電解法、芬頓法、臭氧氧化法、光催化法、膜催化法、濕法氧化法)、生物法(厭氧生物處理、好氧生物處理)、組合工藝 個(gè)方面，系統(tǒng)闡述了目前的硝基芳香化合物廢水處理技術(shù)中各個(gè)方法研究進(jìn)展;結(jié)合最新研究報(bào)道以及相關(guān)實(shí)例，解析現(xiàn)有硝基芳香化合物廢水處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì);最后，根據(jù)硝基芳香化合物廢水特性以及處理現(xiàn)狀對(duì)未來(lái)研究方向進(jìn)行展望，以期為硝基芳香化合物廢水低成本、高效率、綜合處理的新型處理技術(shù)開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)和參考。

　　[關(guān)鍵詞] 硝基芳香化合物;廢水處理技術(shù);組合工藝

　　硝基芳香化合物(NACs)是苯環(huán)分子上一個(gè)或多個(gè)氫原子被硝基(—NO )取代后生成的易溶于有機(jī)溶劑的黃色或白色的固體，被廣泛應(yīng)用于炸藥、染料、煙花爆竹、玻璃和皮革工業(yè)〔 〕。常見(jiàn)的硝基芳香化合物包括硝基苯(nitrobenzene)、氯硝基苯(Chloronitrobenzene)、二硝基甲苯(Dinitrotoluene)、三硝基甲苯(Trinitrotoluene)、鄰硝基苯酚( nitrophenol)、間硝基苯酚( nitrophenol)、對(duì)硝基苯酚( nitrophenol)、三硝基苯酚(Trinitrophenol)、二 硝 基 苯 酚 ( 2,4 dinitrophenol ) 等 物 質(zhì) 。 分 別 輸 入 nitrobenzene waste water 、Chloronitrobenzene waste water、Dinitrotoluene waste water、Trinitrotoluene waste water、nitrophenol waste water、 nitrophenol waste water、 nitrophenol waste water、Trinitrophenolwaste water、2,4 dinitrophenol waste water 在Web of Science檢索網(wǎng)站上檢索 980—2022年的相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，這些物質(zhì)中關(guān)于對(duì)硝基苯酚和硝基苯廢水的研究最多(圖 )。硝基芳香化合物常具有很強(qiáng)的毒性和致畸性，是在環(huán)境中被優(yōu)先控制的污染物〔 〕。

　　在農(nóng)業(yè)上，硝基芳香化合物廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)合成有機(jī)磷農(nóng)藥;在制藥業(yè)上，硝基芳香化合物主要應(yīng)用于生產(chǎn)止痛藥和解熱藥;在工業(yè)上，硝基芳香化合物常應(yīng)用于合成炸藥、染料或者皮革的防腐劑〔 〕。硝基芳香化合物可在大氣中與其他物質(zhì)形成氣溶膠影響生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)被植物吸收后，會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模的森林退化〔 〕。硝基芳香化合物可透過(guò)皮膚、胃腸道，快速被人體吸收，影響細(xì)胞線粒體磷酸化的解偶聯(lián)反應(yīng)，引起氧化代謝反應(yīng)加快，加劇細(xì)胞內(nèi)ATP的消耗，引起嘔吐、吞咽困難，頭痛、暈厥、肝臟損傷等癥狀〔 〕。

　　因此加大對(duì)硝基芳香化合物廢水處理的研究，對(duì)于保護(hù)自然環(huán)境、動(dòng)植物和人類(lèi)健康具有重要意義。硝基芳香化合物廢水因?yàn)辂}份高、色度高、毒性高、成份復(fù)雜，常規(guī)的廢水處理方法對(duì)其效果甚微，存在著處理效率低、操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。目前，針對(duì)硝基芳香化合物廢水的研究，集中于一種或者幾種硝基芳香化合物廢水處理。而且關(guān)于硝基芳香化合物廢水處理的綜述多局限于某一種處理方法，缺乏全面展示。表 總結(jié)了硝基芳香化合物廢水處理技術(shù)的主要類(lèi)別及特點(diǎn)。

　　物理法處理硝基芳香化合物廢水物理法在處理過(guò)程中不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)，可以迅速去除不溶物，具有處理速度快、適應(yīng)性廣的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的物理法(如過(guò)濾法、吸附法、萃取法、膜處理法)處理硝基芳香化合物廢水，難以實(shí)現(xiàn)硝基芳香族化合物的徹底降解。但物理法運(yùn)行條件寬泛，廢水處理量大、不改變污染物學(xué)的特性，可以被用于廢水的預(yù)處理方法或者含特定有機(jī)物廢水的資源回收利用。

　　吸附法吸附法是利用多孔材料對(duì)水體污染物進(jìn)行吸附處理廢水的一種常用方法。使用吸附法對(duì)廢水中的硝基芳香化合物一般采用活性炭、爐渣和一些相對(duì)廉價(jià)易回收的改性材料對(duì)廢水中的硝基芳香化合物進(jìn)行吸附。傳統(tǒng)的多孔碳材料由于具有高化學(xué)穩(wěn)定性、易制備、易改性、可多次重復(fù)利用、成本低的特點(diǎn)，而被廣泛用于硝基芳香化合物污染物的吸附。P. N.PAULETTO 等〔18〕將生物炭用于吸附水中的初始質(zhì)量濃度為 100 g/L 的鄰硝基苯酚，研究結(jié)果表明生物炭的最大吸附容量為 761 mg/g。生物炭雖具有優(yōu)秀的吸附能力但由于其較小的顆粒尺寸，常導(dǎo)致回收困難，致使運(yùn)營(yíng)成本較高，磁性生物炭可減少這類(lèi)問(wèn)題，提高回收效率。

　　D. N. BOMBUWALA 等〔 〕制備的磁性生物炭和非磁性生物炭用于吸附初始質(zhì)量濃度為 50 mg/L 的硝基苯用于比較生物炭賦予磁性后對(duì)其吸附能力的影響，結(jié)果表明磁性生物炭和非磁性生物炭的最大吸附容量分別為 178 mg/g 和 193 mg/g。同時(shí)，磁性生物炭也被用于三硝基甲苯廢水的處理研究，并呈現(xiàn)出不錯(cuò)的吸附效果〔 〕。

　　吸附法對(duì)廢水中的硝基芳香化合物有很強(qiáng)的吸附能力，但在制作碳材料吸附劑時(shí)，應(yīng)該考慮材料特性，以及在不同熱解溫度和時(shí)間下制備的碳材料的吸附特性〔 〕。在熱解過(guò)程中加入 ZnCl 、FeCl 、KOH、ZnO 等改性多孔碳材料吸附劑，可以大大增加孔隙結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)對(duì)硝基芳香化合物的吸附能力〔22 24〕。

　　吸附法因易操作、成本低等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于去除廢水中的硝基芳香化合物，開(kāi)發(fā)低成本吸附磁性材料、納米材料增強(qiáng)型吸附劑是未來(lái)研究吸附法處理廢水的突破口。萃取法萃取法根據(jù)溶質(zhì)在兩相中的分配定律，使萃取劑與廢水充分接觸，廢水中的硝基芳香化合物與萃取劑進(jìn)行結(jié)合，從而達(dá)到硝基芳香化合物相轉(zhuǎn)移的目的。分散液 液微萃取(DLLME)是一種通過(guò)在廢水中加入水溶性分散劑和不溶性萃取劑，形成臨時(shí)乳液，或在外在物理作用的作用下，使萃取劑在待提取液中分散的液相微萃取(LPME)方法。

　　K.FIKAROVÁ 等〔25〕將正辛醇作為萃取劑，并通過(guò)在外加旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，在磁性攪拌棒的作用下使萃取劑分散在酸性環(huán)境中，對(duì)初始濃度分別為 0.14、0.26、0.02 mol/L 的鄰硝基苯酚、間硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚進(jìn)行萃取，回收率分別達(dá)到 94%、82%、92%。但在分散液液微萃取中需要使萃取劑充分分散，使得提取容器的大小會(huì)受到限制。為了解決這個(gè)問(wèn)題，M. SHAHRIARI 等〔26〕采用雙水相體系(ATPS)在磷酸氫二鉀(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 30%)和分子質(zhì)量 000 的聚乙二醇(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 40%)組合條件下，測(cè)得對(duì)硝基苯酚的提取率為 96.85%。萃取法操作過(guò)程簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、可有效處理高濃度硝基芳香化合物廢水。

　　未來(lái)應(yīng)加大高效、低毒、回收成本低的新型萃取劑的開(kāi)發(fā)力度，進(jìn)一步推動(dòng)萃取法在硝基芳香化合物廢水處理中的應(yīng)用。膜分離法膜分離法是利用分離膜將不同粒徑大小的分子進(jìn)行選擇性分離的一種方法。在分離過(guò)程中采用反滲透(RO)、超濾(UF)、納濾(NF)等分離膜，用于廢水凈化，同時(shí)回收一些可重新利用的物質(zhì)。納濾膜與反滲透、超濾膜分離工藝相比，提供了比反滲透膜更高的過(guò)濾效率，并且在相同的跨膜壓力下有著比超濾膜更好的溶質(zhì)截留率。A. A. YAHYA 等〔27〕使用基于聚亞苯基砜樹(shù)脂(PPSU)和聚醚砜(PES)的混合納濾膜，在料濃度為 105ol/L、pH 為14、進(jìn)料壓力為 300 kPa、PES 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 9%時(shí)，對(duì)硝基苯酚截留率達(dá)到 99%。PPSU 膜和PES 膜都屬于聚合物基膜，這種膜能夠達(dá)到過(guò)濾效果，但在使用過(guò)程中常會(huì)因表面出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，影響過(guò)濾速率〔28〕。

　　金屬有機(jī)骨架(MOFs)由金屬離子和有機(jī)連接體構(gòu)成，具有超高內(nèi)表面和多孔結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)的特性，可有效避免結(jié)垢現(xiàn)象〔29〕。UiO 66 作為一種由 MOFs材料制作的納濾膜，因?yàn)槠浠瘜W(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，被認(rèn)為是理想的液體分離膜材料〔30〕。eichao WU 等〔31〕制備了鋯基改性的 UIO 66 納濾膜，并將其用于去除水中對(duì)硝基苯酚。在當(dāng)進(jìn)料質(zhì)量濃度為 0 mg/L，壓力為 00 kPa 時(shí)，膜截留率高達(dá) 95%以上。膜分離法已被證明是一種有效分離硝基芳香化合物的處理方法，在后續(xù)的工作中應(yīng)注重開(kāi)發(fā)能夠提高過(guò)濾效果的低成本、易降解的新型膜材料，減少膜處理法帶來(lái)的膜污染問(wèn)題。

　　化學(xué)法處理硝基芳香化合物廢水化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)迅速、有效地去除廢水中的污染物質(zhì)，從而快速處理硝基芳香化合物廢水，被廣泛應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域。電解法、芬頓法、臭氧氧化法、光催化法、膜催化法、濕法氧化法等在處理硝基芳香化合物廢水時(shí)，常利用氧化劑或者催化產(chǎn)生的活性自由基來(lái)降解廢水中硝基芳香化合物。在化學(xué)法處理硝基芳香化合物廢水中，提升催化劑性能、降低廢水處理成本，耦合其他方法降解硝基芳香化合物是未來(lái)廢水處理研究的重點(diǎn)。

　　電解法電解法作為一種通過(guò)電解水產(chǎn)生羥基自由基(·OH)氧化電子轉(zhuǎn)移，將硝基芳香化合物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒、易降解物質(zhì)的方法。因?yàn)殡娊夥ㄔ谔幚韽U水過(guò)程中受電極材料的影響，所以大量專(zhuān)家學(xué)者對(duì)包括硼摻雜金剛石、石墨、Pt、SnO 、Au、PbO 等不同基礎(chǔ)電極材料處理硝基芳香化合物廢水進(jìn)行了廣泛的研究〔32 37〕。

　　P. MURUGAESAN 等〔38〕采用 IrO PbO /Ti 的陽(yáng)極，以 200 mg/LPNP，5 g/LNaCl 為電解液，在 pH 為 、電流密度為 5 mA/cm 的條件下對(duì)對(duì)硝基苯酚進(jìn)行電解氧化降解，在 0 min 內(nèi)去除 98%的 COD，10 內(nèi)除去了 87%的對(duì)硝基苯酚。 iang LIU 等〔39〕研究了鋅 鐵改性生物炭對(duì)作為電極，使用電解法去除 100 mg/L的硝基苯廢液，研究結(jié)果表明在電壓為 的條件下，硝基苯的去除率達(dá)到 95%以上。電解法是降解硝基芳香化合物廢水的有效處理方法，具有處理效率高、環(huán)境兼容性好、易自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。但電解法在處理硝基芳香化合物廢水時(shí)耗能巨大，企業(yè)更傾向于其他的廢水處理方法。開(kāi)發(fā)合適的電極材料降低能耗、優(yōu)化水解參數(shù)、引入輔助工藝、提高污染物降解效率是電解法處理硝基芳香化合物廢水的主要研究方向。

　　芬頓法芬頓法(Fenton)是在 和 Fe2+構(gòu)成的水溶液中通過(guò)與污染物發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，達(dá)到降解廢水中有機(jī)廢物的目的〔40〕。目前，F(xiàn)enton 法被廣泛應(yīng)用于酚類(lèi)、染料，多氯聯(lián)苯、殺蟲(chóng)劑等難降解有機(jī)物的分解。傳統(tǒng)的芬頓法處理硝基芳香化合物廢水時(shí)，pH 適應(yīng)范圍比較窄，僅適用于較酸性的環(huán)境中，同時(shí)高濃度的 Fe2+會(huì)導(dǎo)致在工藝結(jié)束時(shí)產(chǎn)生過(guò)多的污泥。所以原位生產(chǎn) 的芬頓法受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。電芬頓法作為一種新型、高效、環(huán)境友好、能夠原位產(chǎn)生 的水處理電化學(xué)氧化技術(shù)，被廣泛研究并應(yīng)用于廢水中難降解有機(jī)物的去除〔41〕。

　　hongmin TANG 等〔42〕利用 FeO 作為電芬頓的催化劑降解對(duì)硝基苯酚，結(jié)果表明在 120 min 內(nèi)可完全降解初始質(zhì)量濃度為 0 mg/L 的對(duì)硝基苯酚廢水。電芬頓法在處理高濃度有機(jī)廢水過(guò)程中需要長(zhǎng)時(shí)間的通電，研發(fā)人員一直在積極地尋找一種新的低能耗廢水處理方法以替代現(xiàn)有的高消耗廢水處理方法〔43〕。

　　電芬頓技術(shù)的出現(xiàn)為芬頓技術(shù)與生物燃料電池相耦合構(gòu)建芬頓法提供了契機(jī)。因此加強(qiáng)新型催化劑的開(kāi)發(fā)、強(qiáng)化催化反應(yīng)體系的構(gòu)建、減低污泥產(chǎn)量，同時(shí)加強(qiáng)與其他工藝相耦合是未來(lái)芬頓法的研究趨勢(shì)。光催化法光催化法作為一種綠色環(huán)保的廢水處理方法，受到研究人員的廣泛關(guān)注。光催化法是在光和催化劑的作用下，使其分子吸收電磁輻射后受到激發(fā)，從而與有機(jī)化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)降解污染物〔13〕。目前關(guān)于光催化法降解廢水的研究主要是通過(guò)ZnO、Ag 、CoO、SnO 、TiO 等光驅(qū)動(dòng)催化劑降解硝基芳香化合物廢水〔50 53〕。 uo WEI等〔54〕發(fā)現(xiàn)了一種在自然光照下將難降解硝基苯降解的新方法，該方法是通過(guò) 羥基香豆素促進(jìn)硝基苯在太陽(yáng)光照下光還原降解硝基芳香化合物。

　　但 羥基香豆素作為光催化劑降解硝基芳香化合物廢水的技術(shù)還不成熟。TiO 作為一種無(wú)毒、pH耐受范圍廣、高化學(xué)穩(wěn)定性的半導(dǎo)體材料，被用作光驅(qū)動(dòng)催化劑得到了廢水處理領(lǐng)域廣泛關(guān)注。然而，TiO 光催化活性只能在紫外光(UV)照射下產(chǎn)生，這大大限制該方法的進(jìn)一步推廣應(yīng)用〔55〕。 ingwen UANG等〔56〕在可見(jiàn)光照射下采用MoSe 微球分別處理質(zhì)量濃度為 0 mg/L的硝基苯、對(duì)硝基苯酚和 ， 二硝基苯酚的廢水，分別在3.5 、1.5 和2.5 后完全降解。光催化法具有能耗低、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和的優(yōu)點(diǎn)，但易受到廢水中濁度和吸光物質(zhì)的影響，常作為廢水處理中的后處理步驟。目前，針對(duì)光催化法的研究主要集中于開(kāi)發(fā)出高效率光驅(qū)動(dòng)催化劑。開(kāi)發(fā)新型高效低成本光催化劑和光催化水處理反應(yīng)器，推進(jìn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用是未來(lái)光催化法研究重要發(fā)展方向之一。

　　膜催化法是一種通過(guò)對(duì)硝基芳香化合物具有催化活性的物質(zhì)錨定在膜表面或者膜孔中，使反應(yīng)產(chǎn)物可選擇性地穿過(guò)膜而離開(kāi)反應(yīng)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)某一反應(yīng)物在反應(yīng)器中的區(qū)域濃度增大，增強(qiáng)催化劑催化性能的廢水處理方法。同時(shí)，將催化劑錨定在膜上可以延長(zhǎng)催化劑的最佳催化時(shí)間，提高催化劑每次使用的時(shí)限。

　　e LIU 等〔57〕將銀納米粒子固定在 PVA co PE納米纖維膜(NFM)支架和聚多巴胺(PDA)組成的膜系統(tǒng)處理對(duì)硝基苯酚廢水，這種膜系統(tǒng)顯示出高效的廢水凈化性能。 iaojue BAI 等〔58〕研發(fā)了一種由 Cu/Cu 和尼龍膜組成的復(fù)合膜處理對(duì)硝基苯酚模擬廢水，該膜在 內(nèi)可連續(xù)將 95%以上的對(duì)硝基苯酚轉(zhuǎn)化為對(duì)氨基苯酚。因此，在不影響膜過(guò)濾效率前提下，將催化劑結(jié)合到膜上，連續(xù)催化還原硝基芳香化合物是提高去除硝基芳香化合物的有效途徑。雖然膜催化技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，但高成本、膜污染問(wèn)題，是膜催化法大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用亟待解決的問(wèn)題。綜上，開(kāi)發(fā)低成本、易降解、可選擇性快速透過(guò)反應(yīng)產(chǎn)物的新型膜材料是未來(lái)膜催化法降解硝基芳香化合廢水的研究方向。

　　生物法處理硝基芳香化合物廢水生物處理是利用微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)代謝作用，在厭氧或者好氧狀態(tài)下去除各類(lèi)有機(jī)污染物的一種方法，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理系統(tǒng)當(dāng)中。目前，已從節(jié)細(xì)菌屬、無(wú)色桿菌屬、伯克霍爾德菌屬、假單胞菌屬、梭菌屬中分離出大量具有降解硝基芳香化合物能力的菌株〔71〕。利用微生物處理硝基芳香化合物廢水，不僅可以降解污染物，還可以大大降低企業(yè)處理廢水成本。然而，微生物在處理含有硝基芳香化合物的工業(yè)廢水，常因?yàn)橥獠凯h(huán)境和廢水成份的不確定性無(wú)法保持與實(shí)驗(yàn)室條件下相同的微生物的活性及數(shù)量，降解效果受影響。因此，針對(duì)硝基芳香族化合物廢水的處理，除了需要重視降解硝基芳香化合物的微生物資源的開(kāi)發(fā)和馴化外，處理工藝的選擇也同樣重要。

　　厭氧生物處理厭氧生物處理是利用厭氧性微生物的代謝特性，在無(wú)分子氧的條件下，將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化成甲烷和CO 等物質(zhì)，以達(dá)到降解廢水的目的。由于其具有污泥產(chǎn)量小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛關(guān)注。厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。上流式厭氧污泥床(UASB)作為厭氧活性污泥法的一種工藝，被廣泛應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域。UASB是將廢水從反應(yīng)器底部進(jìn)入，利用兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌，降解有機(jī)污染物，同時(shí)釋放能量，經(jīng)三相分離器，產(chǎn)生的氣體從上部進(jìn)入集氣系統(tǒng)，污泥靠重力返回反應(yīng)區(qū)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)低、負(fù)荷率高等優(yōu)點(diǎn)。C. I. OLIVARES等〔14〕研究了利用UASB生物反應(yīng)器降解廢水中的 甲基 硝基苯胺(MNA)，研究表明，當(dāng)進(jìn)水MNA濃度為300 mol/L時(shí)，72 h內(nèi)MNA全部被還原為 甲基對(duì)苯二胺(MPD)。

　　ingang HUANG等〔72〕使用厭氧污泥在厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)中降解硝基苯，發(fā)現(xiàn)其可降解的硝基苯最大質(zhì)量濃度為 0 mg/L。ua QIAO等〔73〕研究了使用Na 還原初始質(zhì)量濃度為 0 mg/L的三硝基甲苯廢水，發(fā)現(xiàn)超過(guò)92%的三硝基甲苯在 內(nèi)消失。厭氧生物膜法是一種將膜分離技術(shù)與厭氧生物處理單元相結(jié)合的一種新型水處理技術(shù)。 aolian CHEN等〔 74 〕 采用厭氧半固定床生物膜反應(yīng)器(An SFB BR)處理含有對(duì)硝基苯酚的模擬廢水，研究表明當(dāng)進(jìn)水對(duì)硝基苯酚初始質(zhì)量濃度為540 mg/L時(shí)，降解率為97%。

　　厭氧生物膜法提高了厭氧生物處理硝基芳香化合物廢水的上限，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。常見(jiàn)的厭氧反應(yīng)器存在易跑泥、顆粒污泥形成時(shí)間長(zhǎng)和啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。在厭氧反應(yīng)器中投加一些載體，將微生物固定在載體上，形成厭氧生物膜，不僅大大提高了反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度和微生物種類(lèi)的多樣性，還減少了產(chǎn)甲烷菌和其他厭氧菌的流失，有效提升了反應(yīng)器的抗沖擊能力和發(fā)酵效率〔75〕。厭氧生物處理與好氧生物處理相比具有應(yīng)用范圍廣、營(yíng)養(yǎng)需求低、耐毒性強(qiáng)、能耗低、負(fù)荷高等優(yōu)點(diǎn)，但厭氧生物處理啟動(dòng)和處理時(shí)間較長(zhǎng)，出水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，一般后續(xù)需要進(jìn)行好氧處理。

　　綜上所述，硝基芳香化合物廢水作為一類(lèi)生物毒性強(qiáng)、成分復(fù)雜、處理難度大、處理成本特別高的廢水，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)其展開(kāi)了廣泛研究，取得了豐碩的科研成果。在追求硝基芳香化合物快速去除的基礎(chǔ)上，應(yīng)圍繞高效、低耗、穩(wěn)定處理硝基芳香化合物廢水，結(jié)合上述先進(jìn)廢水處理技術(shù)，利用每個(gè)單獨(dú)工藝的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出一套操作簡(jiǎn)單、處理效率高、二次污染小、低成本的廢水組合工藝，對(duì)于硝基芳香化合物廢水的處理具有重要意義。盡管多種方法都對(duì)硝基芳香化合物廢水顯示出良好降解性能，但此領(lǐng)域仍然面臨著很多問(wèn)題，今后應(yīng)注重以下幾個(gè)方面的研究工作：

　　( 1)加強(qiáng)對(duì)硝基芳香化合物廢水系統(tǒng)化工藝研究。針對(duì)硝基芳香化合物廢水的處理要注重處理單元的優(yōu)化和處理，推動(dòng)廢水處理技術(shù)的多元化發(fā)展。由于硝基芳香化合物廢水的處理較為困難，一般需要耦合多種廢水處理技術(shù)。其中光催化、MFC 技術(shù)與其他處理技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)在處理硝基芳香化合物廢水的同時(shí)回收能量，促進(jìn)廢水處理技術(shù)朝向多元化、系統(tǒng)化和綠色化方向的發(fā)展。

　　( 2)加強(qiáng)硝基芳香化合物降解機(jī)理研究。組合工藝法降解硝基芳香化合物的機(jī)制尚未得到徹底研究。解析廢水處理系統(tǒng)各個(gè)處理單元的降解機(jī)制，可為硝基芳香化合物廢水處理工藝設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

　　(3 )注重廢水處理相關(guān)材料的應(yīng)用研究。大量催化劑、吸附劑、濾膜等被應(yīng)用在硝基芳香化合物廢水分處理中，但高效的廢水處理材料的合成過(guò)程往往非常復(fù)雜，不利于大規(guī)模生產(chǎn)和工業(yè)應(yīng)用。開(kāi)發(fā)應(yīng)用低成本廢水處理材料對(duì)提高硝基芳香化合物廢水的處理效率，優(yōu)化設(shè)備降解效率，降低企業(yè)廢水處理成本有著重要意義。

　　( 4)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H工業(yè)廢水處理研究。在工業(yè)廢水中，各種有機(jī)污染物在廢水共存，給硝基芳香化合物廢水處理帶來(lái)多種不確定因素。因此，需要設(shè)計(jì)合理的試驗(yàn)處理實(shí)際工業(yè)廢水，以推進(jìn)廢水處理工藝的進(jìn)一步優(yōu)化和應(yīng)用。

　　( 5)關(guān)注硝基芳香化合物廢水的脫氮技術(shù)。硝基芳香化合物的生產(chǎn)與應(yīng)用過(guò)程中常會(huì)產(chǎn)生高濃度氮素污染，然而針對(duì)含有硝基芳香化合物廢水的脫氮處理的研究還相對(duì)較少。

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　　作者：霍榮帆，張瀚文，劉 壘，何文文，陳正軍(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730070)

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