火炸药废水处理方法综述_钱江枰
火炸药工业废水处理技术研究进展
本文就近 年来火 炸 药废水 的处理 现状进
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
行综述 , 以便 读者 能够 寻找一种处 理效果好 、 运行成本 低 的
炸药废水 处理方法 。
1 火 炸 药工 业 废 水 处 理 技 术 1 1 生 物 处 理技 术 .
物理方法有吸附法 、 焚烧法 、 取法 、 萃 蒸发 法 、 反渗透法
和 膜 分 离法 等 。物 理 方 法 在 炸 药 废 水 处 理 应 用 中 得 到 了较
炸药污染物绝大部分都含有硝基 , 一般认 为难 以生物 降 解甚至不可生物降解 , 但是 目前有学者 在生化 降解方面进行
了一定的研究 , 他们认为污染物毒性的强弱 随废水 的浓度 、 酸
火 炸 药 工 业 废 水 处 理 技 术 研 究 进 展
刘渝 游青 王晓川
( 中国工程 物理 研究 院化工材料研究所 四川绵 阳 6 10 ) 290
摘
要
根据处理工艺原理 的不同 , 综述 了耳前主要的火炸药工业废水处理技术 , 并对各种方 法的特点和应 用状况进 火炸药 废水 RX D
为广泛的应用 , 如美 国依阿华 (O IWA) 陆军 弹药厂早 就采用 活性炭吸附法对 T T—R X混合 废水进 行处 理。我 国的范 N D 广裕等进行 了磺化煤 、 白球树脂 处理 T T炸药 的研究 , N 处理 后的废水可达 国家排 放标 准。用 交联的丙 烯酸及 苯 乙烯 聚 合物大孔吸附树 脂也 能从 生 产废 水 中去除 。焚烧法是 肿 将 炸药废水与重油在焚烧炉 中混合燃烧 而去除炸药污染物。 而萃取 法是利用 T T R X I X等炸 药分 子在不 同溶剂 中 N 、 D 、I - M 的溶解性来去除 , 萃取剂常 为苯 、 汽油 、 乙酸 乙酯等 , 此法对 于浓度较 高的 T T废水 比较有效 , N 一般认为当原水 中硝基化
火炸药废水处理方法综述_钱江枰
1火炸药废水特性火炸药是一种重要的含能材料,具有能量密度高、瞬间功率大等优点,能够形成一定的机械破坏效应和抛掷效应,广泛应用于国防军事和民用建设生产中。
目前世界上最主要的火炸药有TNT(2,4,6-三硝基甲苯)、RDX(1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷,又称黑索金)、HMX(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷,又称奥克托今),其中TNT应用最广、产量最高。
在合成、加工以及废弃弹药销毁过程中产生大量污染物,其中废水的排放量最大,约占各种污染物的75%以上[1]。
火炸药工业排放的废水主要包括TNT、RDX、HMX 部分生产原料,如NC(硝化纤维素)、NG(硝化甘油)、NGu(硝基胍)等[2]。
这些物质以及它们在环境迁移转化过程中的产物均有毒,属于“三致”污染物。
TNT可通过皮肤或呼吸作用被人和哺乳动物吸收,造成急性和慢性中毒,损害肝脏、肾、眼睛等器官,严重时危及生命;常温下,TNT在水中的溶解度为130mg/L,微量溶于水就会对水生动植物产生极大的危害。
RDX可对人体中枢神经系统造成危害。
因火炸药工业废水含有上述有毒物质,美国环保署1979年起就将其划分为第一类危害物质。
我国也针对该工业制订了严格的一级废水排放标准,分别为:SS70mg/L,COD Cr100mg/L,BOD5 30mg/L,TNT2.0mg/L,RDX1.0mg/L[3]。
2火炸药废水治理研究现状火炸药废水成分复杂、毒性强,排放量大,若不经处理直接排放,轻则污染土壤和水体,重则威胁动植物生存环境。
目前,对火炸药废水降解机理的探究已成为一项重要课题,探索成本低、处理效率高、二次污染小的火炸药废水处理工艺成为该领域的主要研究方向。
近年来,国内外火炸药废水处理方法可分为物理法、化学法、生物法及组合方法。
2.1物理法物理法因其具有回收率高、耗能低、净化效率高等优点被广泛运用于火炸药废水治理中。
2.1.1混凝沉淀法混凝沉淀法是将废水中的TNT、RDX等与大火炸药废水处理方法综述钱江枰1,杜静2(1.浙江省天正设计工程有限公司,浙江杭州310012;2.浙江省化工研究院有限公司,浙江杭州310023)摘要:火炸药废水因浓度高、毒性强、排放量大等特性成为目前亟待解决的环境问题之一。
浅谈火力发电厂工业废水集中处理技术
浅谈火力发电厂工业废水集中处理技术火力发电厂是我国主要的能源供应部门之一,但其产生的工业废水对环境造成了很大的污染。
火力发电厂工业废水的集中处理技术非常重要。
本文将从工业废水的组成、处理技术和效果等方面进行浅谈。
火力发电厂工业废水主要由燃煤、燃气和水之间的反应产生。
其主要污染物包括悬浮物、重金属、石油类物质、氰化物和硫化物等。
这些污染物对水环境具有很大的危害,会引起水质恶化、生物灭绝等问题。
针对火力发电厂工业废水的集中处理技术有很多,下面主要介绍几种常见的技术。
首先是物理处理技术,包括沉淀、过滤和吸附等。
沉淀是将悬浮物通过重力沉降来进行分离,过滤是通过滤料来分离悬浮物,吸附是利用吸附剂吸附污染物。
这些物理处理技术可以快速有效地去除大部分污染物。
其次是化学处理技术,包括氧化、还原和中和等。
氧化是通过加入氧化剂来氧化污染物,还原是通过添加还原剂来还原污染物,中和是通过添加酸碱来将污染物中和。
这些化学处理技术可以进一步去除难降解的污染物。
再次是生物处理技术,包括生物降解和生物吸附等。
生物降解是利用微生物对污染物进行降解,生物吸附是利用微生物对污染物进行吸附。
这些生物处理技术可以将有机污染物进一步转化为无机物,从而减少对水质的影响。
最后是膜处理技术,包括超滤、反渗透和蒸气压透析等。
超滤是通过压力将悬浮物和溶解性物质从水中分离,反渗透是通过半透膜将溶液中的溶质从溶剂中分离,蒸气压透析则是利用蒸气压差将溶质分离。
这些膜处理技术具有高效去除污染物的特点。
通过以上的几种处理技术的组合应用,火力发电厂工业废水的处理效果可以得到显著提升。
综合考虑工艺流程、运行成本和环保要求等因素,可以选择最适合的处理技术组合来进行火力发电厂工业废水的集中处理。
火力发电厂工业废水的集中处理技术在解决水污染问题上起到了重要的作用。
我们应加强对该领域的研究和开发,进一步提高工业废水处理效率,降低对环境的影响。
浅谈火力发电厂工业废水集中处理技术
浅谈火力发电厂工业废水集中处理技术火力发电厂的工业废水是一种高浓度、高温度、高含盐及污染物的废水,而集中处理技术则是分别针对这些特点进行综合处理的一种方法。
首先是高浓度处理。
火力发电厂的工业废水中含有大量硬度物质和重金属离子等有害物质,在集中处理时,可以通过预处理、生物处理和化学处理等方式来降低废水中这些物质的浓度。
其中,预处理方式包括调节废水PH值、沉淀和过滤等,生物处理则是通过利用微生物降解废水中有机物质的方式来降低其浓度,而化学处理则是通过添加化学药剂来进行循环处理,使有害物质被中和或沉淀。
其次是高温度处理。
由于火力发电过程中产生了大量高温度废水,因此在集中处理时需要选用耐高温材料生产的处理设备,并在处理过程中使用防热防烫技术来保护操作人员和设备的安全。
另外,还需要建造冷却塔等降温设施进行废水降温处理。
再次是高含盐性处理。
火力发电过程中使用的水往往含有较高的盐分,而其中的污染物质往往是与盐分相结合的。
在集中处理时,需要采用膜分离、盐分浓缩等方式来处理高含盐性废水,其中膜分离技术的高效、节省能源、无二次污染等特点,成为了目前处理高含盐性废水的最佳选择。
最后是污染物处理。
火力发电厂产生的工业废水含有大量的重金属、硫化氢等有害物质,这些物质对环境和人员的生命健康造成极大的风险。
因此,在集中处理时需要选择合适的化学药剂对其进行处理,同时也需要严格控制处理过程中的PH值和溶解氧等参数,提高废水的生物可降解性。
综上所述,火力发电厂工业废水集中处理技术是十分重要的,其应用不仅可以有效的处理工业废水,同时也为可持续发展提供了有力保障。
这些技术需要不断探索,不断创新,来适应火力发电行业日益严格的环保标准。
炸药废水处理技术综述
炸药废水处理技术综述炸药废水中主要含有TNT(2,4,6-三硝基甲苯)、RDX(1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷,又称环三亚甲基三硝胺,黑索今)、HMX(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷,又称环四亚甲基四硝胺,奥克托今)三种主要有毒有害物质及其生产过程产物。
主要来源于炸药及其制造所用原料及中间产物。
这些污染物多有急性毒性,化学性质稳定,很难为一般微生物所降解,另外还具有爆炸性能。
目前国内外处理炸药废水的方法主要有以下几类:一、物理法利用活性炭、合成树脂等多孔性物质的吸附作用来去除TNT,它是目前处理TNT废水最为有效的物理方法。
但是热分解被吸附TNT会有爆炸危险,饱和炭再生则疏松、易碎。
萃取法是利用物质在不同溶剂中的溶解度不同来处理污水的,但萃取法对高浓度硝基苯处理较难彻底。
另外,其他物理法还有蒸发法、反渗透法、膜分离法等。
二、化学法(1)Fenton法及类Fenton法Fenton法及类Fenton法的实质是利用Fe2+或紫外光、氧气等与H202之间发生链式反应,催化生成·OH,利用·OH氧化分解炸药废水中的污染物。
紫外辐射可以分解废水中RDX、TNT、硝胺类等。
但该过程中可产生大量副产物,溶液的化学好氧量(COD)还比较高,而且其中污染物种类及其毒性还难以估计,并且工艺处理效率低。
(2)臭氧法及组合处理方法臭氧的氧化能力在天然元素中仅次于氟,理论上讲,对TNT、RDX等具有一定的氧化能力。
实验结果证实臭氧氧化处理炸药废水,反应速度快,可有效降解TNT。
但是研究发现,此法耗电量大、成本较高并且仅用臭氧法不容易满足废水排放的有关标准,而且臭氧气体有毒,利用率不高。
利用紫外光助臭氧氧化法可以处理炸药废水,但紫外线(UV)仅在反应初期作用显著,此法COD降解率低,且TNT降解率低。
(3)半导体光催化法半导体光催化法基本原理是,Ti02、ZnO、CdS等半导体材料受到能量大于其禁带的光照射时,发生电子跃迁,在半导体材料的表面形成电子空穴对。
炸药废水处理工艺
几种炸药废水处理工艺炸药废水中含有的梯恩梯、黑索今等污染物,主要来源于炸药及其制造所用原料及中间产物。
这些污染物绝大部分含硝基,都有急性毒性;化学性质稳定,污染物量虽不多,但若不采取适当措施可造成严重的局部环境污染。
查阅既有文献,现归纳出以下几种炸药废水处理工艺:1、物理吸附法步骤如下:a、将膨润土投加到KCL溶液中,搅拌0.5-2h,合成膨润土吸附剂;b、将膨润土吸附剂投加到含有硝基化合物的炸药废水中,膨润土吸附剂与含有硝基化合物的炸药废水的质量体积比为1:100~1:20000,搅拌0.5-2h,吸附去除废水中硝基化合物,经沉淀后,废水达标排放;c、沉淀后的污泥经脱水,用CaCl2溶液洗脱,回收硝基化合物和膨润土;d、回收的膨润土经多次循环使用后,与300~500℃温度下活化,再用于废水处理。
2、物化综合法a、格栅,废水首先经过粗、细两道格栅,截留大块的颗粒杂质、悬浮物和漂浮物,减少后续处理的难度。
b、pH调节池,将原水的pH值用酸或碱调至4.5~5之间。
c、调节池,用硫酸将废水的pH值进一步调节至2.5~3.5,同时投加双氧水约3~3.5L/m3,以氧化废水中的硫化物,经砂滤罐去除,保证后续催化氧化的顺利进行。
d、石英砂过滤罐进一步去除废水中细小的悬浮物,以减轻后续催化氧化反应负荷。
e、微电解反应器反应器内填装铁刨花、活性炭,两者形成原电池,对废水中有机物进行电解反应,尤其是对COD Cr、色度进行高效降解。
f、混凝沉淀池用NaOH溶液将废水的pH调制8~9左右,使铁炭床出水中Fe2+、Fe3+沉淀出来,投加浓度为0.5‰~1‰阴离子PAM0.8~1L/m3进行混凝反应,将水中悬浮杂质通过混合沉淀除去,从而大大降低了水中的COD Cr以及色度。
g、生化反应系统生化反应系统由水解酸化池、接触氧化池、斜管沉淀池组成。
h、集水池、活性炭滤罐斜管沉淀池出水自流入集水井、经过提升泵提升加压进入活性炭过滤罐。
炸药制造过程高COD废水的处理
·264· 2015年7期自然科学节能环保炸药制造过程高COD废水的处理胡建建陈涛李普瑞张红武王彬常佩王晓川兰英熊存良西安近代化学研究所,陕西西安710065摘要:废水处理(wastewatertreatmentmethods)就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理,使废水净化,减少污染,以至达到废水回收、复用,充分利用水资源。
关键词:炸药;COD废水;废水处理中图分类号:X792文献标识码:A 文章编号:1671-5578(2015)07-0264-011 废水的种类几种典型的高浓度有机废水,如焦化废水、造纸废水、制药废水、纺织废水、印染废水、石油/化工废水、垃圾渗滤液等,而炸药制造过程中产生的废水就属于化工废水,其主要生产工段的出水cod浓度一般均在3000~5000mg/L以上,有的工段出水甚至超过10000mg/L,即使是各工段的混合水,一般也均在2000mg/L以上。
2 传统处理方法高浓度cod废水的传统处理方法主要有生化法、吸附法、氧化-吸附法、焚烧法等。
(1)其实关于cod的污水处理方法就那么几种,只是在处理的过程中个人对处理方法的理解不同、运用不同,所产生的结果就不一样。
污水处理当中用到的净水剂不同,效果更是千差万别。
(2)我们所采用的污水处理工艺是:在全部的经过预处理之后,我们采用高效复合净水剂和泥水分离一体机设备,对处理后cod仍未达标的废水进行应急处理,可有效去除污水中cod,降低污水色度。
3 使用高效复合净水剂处理高COD废水3.1 简介高效复合净水剂cod型是北京科益创新环境技术有限公司和北京大学环境工程研究所联合开发的专门针对高浓度cod污(废)水进行处理的新型净水药剂。
该净水剂中无机组分和有机组分以共价键结合,具有良好的稳定性,不仅能去除水中胶体颗粒物、磷、氟、砷等,还可以高效去除传统絮凝剂难以去除的分子量小于500的溶解性污染物。
该净水剂最佳投药范围较宽,除浊脱色效果良好,可广泛应用于给水净化、炸药制造废水处理中的除浊、脱色、固液分离等过程,尤其对高浓度cod污(废)水具有很强的净化作用。
最新-火炸药废水处理研究 精品
火炸药废水处理研究摘要火炸药废水中含有大量有毒有害物质,如果直接排放会造成严重的环境污染,因此,火炸药废水是国家重点整治的污染源。
介绍了几种主要的火炸药废水处理技术,讨论各种不同方法的优缺点和目前这类方法存在的问题和解决途径。
关键词火炸药,废水处理,光催化,环境保护火炸药作为一种重要的化学能源物质,因其具有能量密度高、瞬间功率大等特点,不仅广泛用于军事领域,而且在工农业的建设以及生产上也有着广泛的用途。
火炸药为有毒有害物质,不论是新型火炸药的合成与试制过程,还是定型火炸药的批量生产过程都会产生相应的火炸药废水污染物,其中含有大量的有毒有害物质,包括硝化甘油以及叠氮硝铵等污染物质,其含能高、爆炸性强、化学性质稳定,很难被一般微生物所降解,如果直接排入环境会严重的威胁生态平衡以及人类的健康和生存[1]。
在过去的火炸药生产及使用过程中,许多国际及地区遭受到火炸药工业废水污染造成巨大损失。
就在第一次世界大战期间,梯恩梯TNT生产以及装药过程中,中毒人数达2.4万人左右,死亡数百人。
所以对火炸药废水进行有效的处理是军民各界必须重点考虑的问题之一,也是火炸药生产与应用的必要前提之一[2]。
20世纪以来,世界上应用与研究最为广泛的火炸药物质主要有梯恩梯TNT、地恩梯DNT、黑索金RDX、奥克托今HMX和CL-20等。
现阶段,火炸药废水根据所用的火炸药原料的不同可以分为TNT生产废水、TNT包装装药废水、RDX废水、HMX废水、太安废水、DNT废水以及混和火炸药废水等,其主要成分如表1所示。
本研究就近些年国内外火炸药废水处理的现状进行综述,为今后火炸药废水的处理提供一定参考。
1火炸药废水处理方法1.1物理方法火炸药废水的物理处理方法主要有物理吸附法、焚烧法、萃取法、蒸发法膜分离法以及反渗透法。
1.1.1物理吸附法该方法原理是利用多孔性物质,例如活性炭、黄油煤、分子筛以及吸附树脂等吸附性材料将火炸药废水中的有毒物质吸附到材料表面,并将吸附材料与废水进行分离从而实现去除废水中的有毒物质[6-8]。
炸药废水处理工艺
几种炸药废水处理工艺炸药废水中含有的梯恩梯、黑索今等污染物,主要来源于炸药及其制造所用原料及中间产物。
这些污染物绝大部分含硝基,都有急性毒性;化学性质稳定,污染物量虽不多,但若不采取适当措施可造成严重的局部环境污染。
查阅既有文献,现归纳出以下几种炸药废水处理工艺:1、物理吸附法步骤如下:a、将膨润土投加到KCL溶液中,搅拌0.5-2h,合成膨润土吸附剂;b、将膨润土吸附剂投加到含有硝基化合物的炸药废水中,膨润土吸附剂与含有硝基化合物的炸药废水的质量体积比为1:100~1:20000,搅拌0.5-2h,吸附去除废水中硝基化合物,经沉淀后,废水达标排放;c、沉淀后的污泥经脱水,用CaCl2溶液洗脱,回收硝基化合物和膨润土;d、回收的膨润土经多次循环使用后,与300~500℃温度下活化,再用于废水处理。
2、物化综合法a、格栅,废水首先经过粗、细两道格栅,截留大块的颗粒杂质、悬浮物和漂浮物,减少后续处理的难度。
b、pH调节池,将原水的pH值用酸或碱调至4.5~5之间。
c、调节池,用硫酸将废水的pH值进一步调节至2.5~3.5,同时投加双氧水约3~3.5L/m3,以氧化废水中的硫化物,经砂滤罐去除,保证后续催化氧化的顺利进行。
d、石英砂过滤罐进一步去除废水中细小的悬浮物,以减轻后续催化氧化反应负荷。
e、微电解反应器反应器内填装铁刨花、活性炭,两者形成原电池,对废水中有机物进行电解反应,尤其是对COD Cr、色度进行高效降解。
f、混凝沉淀池用NaOH溶液将废水的pH调制8~9左右,使铁炭床出水中Fe2+、Fe3+沉淀出来,投加浓度为0.5‰~1‰阴离子PAM0.8~1L/m3进行混凝反应,将水中悬浮杂质通过混合沉淀除去,从而大大降低了水中的COD Cr以及色度。
g、生化反应系统生化反应系统由水解酸化池、接触氧化池、斜管沉淀池组成。
h、集水池、活性炭滤罐斜管沉淀池出水自流入集水井、经过提升泵提升加压进入活性炭过滤罐。
工业炸药废水处理技术 论文
河南工业职业技术学院毕业论文论文题目:梯恩梯生产过程中废水处理技术题目:梯恩梯生产过程中废水处理技术班级:化工0901班姓名:李慧英指导教师:杨轶日期: 2011年12月18日目录摘要 (1)引言 (2)1、TNT的生产工艺 (3)1.1硝化过程——粗制TNT (3)1.2精制过程 (4)2、硝化废水处理技术 (5)2.1硝化过程废水来源 (5)2.1.1硝化过程废水处理的必要性 (6)2.1.2处理硝化用水注意事项 (6)2.1.3小结 (7)3、精制废水处理技术 (7)3.1精制过程废水处理的必要性 (7)3.2物理处理技术 (9)3.2.1焚烧法 (9)3.2.2吸附法 (11)3.2.3膜萃取法 (13)3.2.4小结 (13)3.3化学处理技术 (14)3.3.1化学中和法 (14)3.3.2小结 (15)结论与展望 (16)参考文献 (17)附表 (18)致谢 (19)摘要本文首先阐述了梯恩梯的生产流程:硝化过程及精制过程,其两阶段产生的废水对生物和环境均有毒害作用,从而提出了梯恩梯生产过程中相对应废水的处理技术。
废水处理技术大体可分为生物净化法、物理处理技术、化学处理技术。
实际生活中常用废水处理方法是物理技术处理,如蒸发法、吸附法、焚烧法、萃取法、反渗透法和膜分离法等(重点:焚烧法、吸附法、萃取法),梯恩梯生产过程的硝化过程产生的黄水主要成分为废酸,常用循环处理法对其进行处理;精制过程中产生的废水俗称红水,主要成分为二硝基甲苯磺酸钠、硫酸钠、亚硝酸钠、亚硫酸钠,常用焚烧法处理;梯恩梯生产完毕后清洗设备的废水俗称粉红水,主要成分为梯恩梯废药,常用吸附法处理;另外还可用化学处理技术对废水进行处理,如化学中和法、化学沉淀法、化学还原法和化学氧化法,就化学处理技术,这里重点论述了化学中和法。
关键词:梯恩梯生产流程物理处理法化学中和法引言火炸药工业是工业生产中重要的污染源之一,长期以来如何处理兵工厂梯恩梯废水一直是人们所关注的问题,对火炸药组成的早期毒性测定表明,梯恩梯毒性一般是其他化合物的20~50倍,伴随着梯恩梯的生产装卸和难积大范围的水被污染,粉红色的沉积物通常含有高浓度的硝基化合物,毒性很大,易污染水源。
火炸药废水处理技术综述_田涛
*收稿日期:2007-03-21作者简介:田涛,硕士研究生,从事火炸药废水生物处理研究;辛宝平(通讯作者),副教授,从事环境微生物学研究。
基金项目:火炸药青年创新基金项目;辽宁庆阳特种化工有限公司合作基金项目文章编号:1009-6094(2007)05-0060-05火炸药废水处理技术综述*田 涛1,辛宝平1,李玉平1,牟敬海2,焦宏春2(1北京理工大学化工与环境学院,北京100081;2辽宁庆阳特种化工有限公司,辽宁辽阳111002)摘 要:火炸药废水问题已经成为世界性的环境污染问题。
火炸药废水的处理技术主要包括物理技术、化学技术、生物技术以及各类技术的综合应用。
根据国内外文献报道对各类技术进行了分类整理,分析了各类技术的优缺点及应用现状,推论出多种技术联合应用将是火炸药废水处理技术的发展趋势,并提出具体方案,为火炸药废水处理工艺的选择提供一定参考依据。
关键词:环境工程;火炸药;废水处理;TN T;RD X 中图分类号:X5文献标识码:A0 引 言火炸药是一类化学能源物质,主要用于军事目的。
20世纪以来,世界上应用最为广泛的火炸药物质主要有梯恩梯(TNT)、地恩梯(DNT)、黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)等。
火炸药生产过程中产生各种废水,含有大量有毒有害物质,如排入环境,将严重威胁人类的健康和生存[1]。
研究发现,TNT 能影响中枢神经系统和肝脏,长期在火炸药厂工作的人甚至会引起死亡;RDX 剧毒,具有致癌性[1]。
国内外火炸药废水处理技术主要有焚烧、堆肥、化学氧化、活性炭吸附及生物处理。
近年来,各国科学家也在积极探索火炸药废水处理新技术,如家禽粪便渗滤液生物处理DNT [2],假单胞菌生物降解TNT [3],镍类催化剂降解火炸药物质[4],零价铁还原预处理RDX [5],盐析效应促进溶剂萃取硝基化合物[6]。
1 物理处理技术111 吸附法吸附法是利用多孔性物质如活性炭、吸附树脂等吸附废水中的污染物的方法,目前应用最为广泛的吸附剂是活性炭。
炸药废水处理技术发展
炸药废水处理技术发展(文献综述)环境科学侯翔1014210220摘要:目前世界上最主要的三种炸药是TNT、RDX(黑索今)、HMX(奥克托今),其中以TNT产量最高。
炸药生产废水中的主要污染物是TNT, RDX, HMX, 以及制造TNT的中间产物,炸药废水极易污染水源,同时,炸药废水中含有的硝基化合物也极易在土壤中积存造成对土壤污染。
因此, 对炸药废水的处理研究有很大的重要性和必要性。
目前对炸药废水的处理方法包括化学处理方法、物理处理方法和生化处理方法。
其中Fenton试剂处理技术、超临界水氧化技术处理TNT/RDX混合炸药废水和物理吸附法是普遍的处理方法。
关键词:炸药废水处理技术,Fenton试剂,超临界水,炸药废水处理展望1.前言火炸药是一种重要的化学能源, 它具有能量密度高、瞬间功率大等特点, 因此不但在军事上, 而且在工农业的建设和生产上有着广泛的用途。
火炸药工业是工业生产中的重要污染源之一, 生产过程中产生各种污染物, 以气体、液体和固体等形态排入环境。
军事上主要使用的高能炸药有: 梯恩梯( TNT) 、黑索今( RDX) 、奥克托今(HMX), 其中以TNT最多。
火炸药废水由于其排放量大,成分复杂废水产生量大, 产污负荷高,且废水中污染物成分复杂,残碱量高。
主要污染物为有机物, 具有高色度、高COD 、高碱度及难生物降解性的特点,使废水非常难处理。
活性炭吸附法已成功用于TNT废水处理,还有采用紫外光辐射辅助催化剂氧化法处理火炸药废水,还有采用焚烧法处理。
这些处理方法都存在工艺流程复杂、处理费用高、易造成二次污染等问题,所以使它们的广泛应用受到限制。
由于国家的建设和发展需要,炸药的生产量和使用量逐年增长,炸药废水问题越来越被环境部门所重视,因此, 对炸药废水的处理研究有很大的重要性和必要性。
2.炸药废水简介炸药废水组成:目前世界上最主要的3种炸药是TNT(2,4,6—三硝基甲苯,梯恩梯) 、RDX(1,3,5—三硝基—1,3,5—三氮杂环己烷,黑索今) 、HMX(1,3,5,7—四硝基—1,3,5,7—四氮杂环辛烷,奥克托今) ,其中TNT和RDX的产量和用量都比较大。
炸药工业废水处理技术
山东旭东化工科技股份有限公司摘要介绍了炸药废水的常用处理方法,并对各种处理方法进行了技术分析,提出了活性炭与厌氧生化联合法、Fenton与活性炭吸附联合法、萃取与活性污泥联合法、厌氧与好氧联合法等几种组合处理方案,指出多种方法的组合将是今后炸药废水处理研究的主攻方向。
炸药工业所排放的废水中含有梯恩梯(TNT)、地恩梯(DNT)和黑索今(RDX)等多种毒性物质,若不采取适当措施处理,将造成环境污染。
炸药废水中的污染物大都化学性质稳定,难分解,这在一定度上限制了许多处理方法的使用。
目前采用的炸药废水的处理方法主要有物理法、化学法和生化法三种,本文试对这些方法进行叙述和分析。
萃取法向废水中加入适合萃取剂,利用污染物在水和萃取剂中的溶解度不同进行去除。
常州的萃取剂有苯、汽油、醋酸丁酯和乙腈等。
这一方法适用于处理含污染物浓度高的废水,污染物去除率通常可达90%,处理周期短、耗费低,且易于连续处理,但是处理较难彻底,难达到国家排放标准。
此外,采用这种方法,易在废水中带入另一种污染物--萃取剂。
混凝沉淀法向炸药废水中投入大分子的阳离子表面活性剂,与TNT、RDX等形成沉淀物去除。
N-牛脂基-1, 3-二氮丙烷是常用的混凝剂,产生的沉淀可以很快过滤,固体干燥后及燃烧时不易发生爆炸,所处理的污水可达到国家一级排放标准。
缺点是表面活性剂较贵,处理成本偏高。
吸附法吸附法是目前炸药废水处理中广泛使用的一种方法。
它利用具有高比表面积的多孔物质,如活性炭、分子筛、磺化煤、树脂等,对废水中TNT、DNT和RDX等的吸附作用,将TNT 等吸附到其表面,再将吸附剂与废水进行分离,达到去除水中有毒成份的目的。
用这种方法处理的废水可达到国家一级排放标准,但存在的问题是:吸附剂再生困难,再生后吸附剂疏松、易碎,难以同收;吸附的TNT热分解有爆炸危险;雉以进行连续化生产处理。
焚烧法将炸药废水与重油在焚烧炉中燃烧,可将炸药废水中的污染物转化成CO、CO2、NOx、N2等进行排放。
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1火炸药废水特性火炸药是一种重要的含能材料,具有能量密度高、瞬间功率大等优点,能够形成一定的机械破坏效应和抛掷效应,广泛应用于国防军事和民用建设生产中。
目前世界上最主要的火炸药有TNT(2,4,6-三硝基甲苯)、RDX(1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷,又称黑索金)、HMX(1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷,又称奥克托今),其中TNT应用最广、产量最高。
在合成、加工以及废弃弹药销毁过程中产生大量污染物,其中废水的排放量最大,约占各种污染物的75%以上[1]。
火炸药工业排放的废水主要包括TNT、RDX、HMX 部分生产原料,如NC(硝化纤维素)、NG(硝化甘油)、NGu(硝基胍)等[2]。
这些物质以及它们在环境迁移转化过程中的产物均有毒,属于“三致”污染物。
TNT可通过皮肤或呼吸作用被人和哺乳动物吸收,造成急性和慢性中毒,损害肝脏、肾、眼睛等器官,严重时危及生命;常温下,TNT在水中的溶解度为130mg/L,微量溶于水就会对水生动植物产生极大的危害。
RDX可对人体中枢神经系统造成危害。
因火炸药工业废水含有上述有毒物质,美国环保署1979年起就将其划分为第一类危害物质。
我国也针对该工业制订了严格的一级废水排放标准,分别为:SS70mg/L,COD Cr100mg/L,BOD5 30mg/L,TNT2.0mg/L,RDX1.0mg/L[3]。
2火炸药废水治理研究现状火炸药废水成分复杂、毒性强,排放量大,若不经处理直接排放,轻则污染土壤和水体,重则威胁动植物生存环境。
目前,对火炸药废水降解机理的探究已成为一项重要课题,探索成本低、处理效率高、二次污染小的火炸药废水处理工艺成为该领域的主要研究方向。
近年来,国内外火炸药废水处理方法可分为物理法、化学法、生物法及组合方法。
2.1物理法物理法因其具有回收率高、耗能低、净化效率高等优点被广泛运用于火炸药废水治理中。
2.1.1混凝沉淀法混凝沉淀法是将废水中的TNT、RDX等与大火炸药废水处理方法综述钱江枰1,杜静2(1.浙江省天正设计工程有限公司,浙江杭州310012;2.浙江省化工研究院有限公司,浙江杭州310023)摘要:火炸药废水因浓度高、毒性强、排放量大等特性成为目前亟待解决的环境问题之一。
介绍了火炸药废水的物理、化学和生物处理方法,并分析了这些方法的优缺点。
最后指出两种或者各种方法联合处理火炸药废水可以取得更好的效果。
关键词:火炸药废水;处理;TNT;去除率文章编号:1006-4184(2015)6-0047-04修回日期:2015-03-18作者简介:钱江枰(1989-),男,江苏泰州人,助理工程师,硕士研究生学历,从事化工工艺设计工作。
E-mail:qianjiangping@。
环境保护分子阳离子表面活性剂相互聚合,形成难溶物而去除的方法。
混凝剂按化学组成分为无机和有机两大类。
炸药废水中的硝基化合物易与有机混凝剂形成难溶配合物而被去除。
如TNT可与N-牛脂基-1,3-二氨基丙烷形成沉淀[4],周贵忠[5]采用新型有机混凝剂聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)并结合离子交换柱、活性炭净化池处理TNT废水,使COD Cr从101000mg/L降解到364mg/L左右,达到国家二级排放标准。
无机混凝剂包括铝盐类、铁盐类。
赵锡斌等[6]采用聚合硫酸铁与聚合氯化铝做絮凝剂,臭氧做氧化剂治理含萘以及2-萘酸等有机物的废水,使COD Cr 从3000mg/L降解到120mg/L左右,去除率为96%,取得良好效果。
但混凝法因工艺复杂、投料大等缺点不能广泛运用于工业生产中。
2.1.2萃取法萃取法是根据污染物在萃取剂和水中的溶解度不同而被去除的方法。
Williford[7]选用了合适的萃取剂萃取含硝基化合物的废水,去除率高达90%。
Martinez G[8]研究表明,超临界流体HMX的萃取结果与乙腈超声波萃取18h的效果相当。
萃取法周期短,费用低,但对高浓度含硝基废水去除率不高,需辅助其他工艺[9]。
2.1.3吸附法吸附法因净化效果好、运行简单稳定等优点,被公认为去除TNT最常用的方法。
吸附法包括活性炭吸附和树脂吸附。
Marinovic[10]研究了不同条件下颗粒活性炭吸附TNT废水的动力学参数并建立了模拟吸附曲线的动力学模型。
范广裕[11]等用白球树脂处理TNT炸药废水,最终可达国家排放标准。
吸附法最大的缺点是解吸危险大,常用于火炸药废水的预处理。
2.1.4膜分离法对于废水中的不溶性物质常采用膜分离法分离。
Locke[12]使用聚砜超滤膜处理火炸药废水,处理后废水达到排放标准。
郝艳霞等[13]采用聚偏氟乙烯中空纤维膜处理TNT废水,去除率达到95%。
2.2化学法相比物理方法,化学法处理火炸药废水效果更为彻底,目前被广泛研究使用,主要包括还原法和高级氧化法。
2.2.1还原法利用金属偶(如Cu-Zn,Cu-Fe等)处理TNT 废水,降解率可达94%。
其原理是利用活泼金属Zn或Fe通过腐蚀作用将电子转移给有机物,使有机物还原降解。
对于火炸药废水的沉积物可通过硫化物还原处理。
2.2.2高级氧化法高级氧化法是采用各种化学方法产生羟基自由基(·OH),再利用其强氧化能力,使污染物矿化分解。
1)湿式氧化湿式氧化是利用氧气分子在高温高压下氧化废水中有机物及部分还原性无机物的一种方法。
它具有无二次污染、处理效果彻底、占地小等优点。
鲁致远[14]采用间歇式氧化装置处理TNT红水,探索湿式氧化处理炸药废水的可行性,试验结果表明,操作温度控制在200℃,初始氧气分压为4MPa,停留时间为10min,进水pH为4的条件下,进水COD从56500mg/L降解到出水的1072.5mg/L,去除率高达98.1%。
Hao[15-16]等研究TNT红水降解表明,温度在200℃~320℃内变化,压强处于0.13~1.31MPa之间,反应时间控制在1h,降解效果受氧化剂影响不大,受温度影响较明显。
2)超临界水氧化超临界水氧化是基于湿式氧化发展起来的新型氧化技术,对处理高浓度、难降解有机废水具有一定优势。
超临界水是在温度超过374℃,压力为22MPa条件下的气液临界状态的水,它对氧气和废水中的有机组成都有良好的溶解性,从而实现空气、氧气、双氧水水解氧化废水中的硝化甘油、TNT、DNT和RDX等,最终得到无毒的无机小分子产物,如CO2、N2等。
Chang[17]等采用超临界水氧化法处理TNT废水,结果表明反应温度、操作压力、停留时间和氧气量等是影响降解效果的主要因素。
TNT的分解速率随着温度和停留时间的增加而明显加快,在温度、压强、停留时间和过氧量分别为50℃、24MPa、120s、300%时,TNT 的去除效果达到99%,几乎被完全降解;而在没有氧气的情况下,降解效果比较差。
3)Fenton氧化法国内外大量实验研究表明,Fenton氧化法是处理火炸药废水的有效方法之一。
其原理是利用二价亚铁离子与过氧化氢组成氧化体系,通过催化作用产生强氧化性基团—·OH ,·OH 会诱发一系列自由基链式反应,进攻复杂有机物,最终有机物被矿化为CO 2和H 2O 。
Li [18]等采用质量浓度为10mg/L 的H 2O 2与80mg/L 的Fe 2+组成Fenton 试剂,处理70mg/L 的TNT 废水,于黑暗处放置24h ,最终TNT 全部被破坏,其中40%被矿化,紧接着暴露于光照下,矿化率高达90%。
Fenton 法也存在一些缺点,即双氧水利用率低,污染物降解不彻底等,为了进一步提高降解效率,迅速发展了一些改进的Fenton 法,比如光电Fenton 法、UV-Fenton 法等。
4)臭氧及组合臭氧法臭氧因其能产生活性很强的羟基自由基,氧化能力强,不产生二次污染,被广泛运用于污水处理中。
利用臭氧降解火炸药废水中的TNT 、RDX 等,不仅效率高,而且降解效果好。
Ai [19]曾单独用O 3技术氧化RDX ,浓度为3.0mg/L 的O 3氧化10mg/L 的RDX ,2h 内RDX 的去除率为58.01%;调节pH 值为12,4h 内RDX 的去除率为83.15%,可以看出单独使用臭氧降解效率不高,不易达到排放标准。
因此一些组合的臭氧氧化法得到学者的青睐,比如UV-O 3法,H 2O 2-O 3法等。
Bose [20]等用UV -O 3法处理含RDX 废水,25min 时RDX 降解完全,改用H 2O 2-O 3法只需12min 即达到先前的效果,但产生了一些副产物。
吴耀国[21]等用H 2O 2-O 3法降解浓度为112.75mg/L 的TNT 废水,在pH=7.78,20℃室温下,单独使用双氧水或臭氧降解TNT 几乎没有效果,一旦H 2O 2-O 3联用,降解效率得到明显改善并且随时间的增加而提高,当时间从2h 提高至9h ,降解率从51.99%增大到93.13%,取得较好的效果。
2.2.3电化学法电化学法的优点是处理过程无需添加其它化学物质,二次污染少,仅需耗电就可以达到目的,目前电化学法成为研究降解火炸药废水的热点。
Bonin [22]等研究表明,RDX 在电解条件下,最终被还原成甲醛和次甲基硝胺,难降解的大分子有机物变成了易降解的小分子有机物。
2.3生物法上述混凝沉淀、萃取、还原法、高级氧化法等物理、化学手段处理火炸药废水存在处理费用高,工艺复杂,绝大部分只适用于实验室模拟且工业普及难度大等缺点,而生物处理技术发展成熟,运行费用低,已逐渐成为火炸药废水处理方法的发展趋势。
生物处理技术是利用微生物的复杂性、多样性和代谢作用,在有氧或无氧条件下,降解废水中的有机污染物,使之变成低浓度、无害化产物的一类方法。
国内外专家对于用生物法降解火炸药废水做了大量的研究。
Kyung [23]等用上流式厌氧填料床降解含RDX和HMX 的混合含能废水,先经过碱水解将RDX 和HMX 预处理为小分子易降解的甲酸盐、乙酸盐、甲醛和亚硝酸盐等。
厌氧反应器各物质进水浓度HCOO -为49.9mg/L ,CH 3COO -为6.5mg/L ,HCHO 为35.6mg/L ,TOC 为100.2mg/L ,NO 2-N为98.7mg/L ,HRT=3h ,出水指标分别为7.5mg/L ,0.0mg/L ,0.3mg/L ,12.3mg/L ,0.0mg/L ,大部分物质的去除率都达到了90%。
Thomas [24]发明了现场处理火炸药废水的生物降解装置,该装置包括生物储藏室和反应槽两个主体部分,进行生物降解时,微生物和废水分别从不同部位分流进入反应区,好氧条件下停留3d ,原水的TNT 由40.6mg/L 降解到5.32mg/L ,5周后变为0.62mg/L ;若相同进水在厌氧环境下运行3d 后TNT 变为0.31mg/L ,五周后TNT 全部消失,表明厌氧降解的效果优于好氧降解。