TNT炸药废水处理技术的研究现状

目前处理 *+* 废水最为有效的物理方法。 *+* 废 水 的 活 性 炭 吸 附 目 前 已 成 功 用 于 生 产 上 ， 如 美 国 依 华 阿 （ 陆军弹药厂就采用此法处理 *+* % :;, 混合废水 0 ( 1 。但此法存 789/ ） 在许多不足，如热分解被吸附 *+* 会有爆炸危险，饱和炭再生则疏松、 易碎 0 $ 1 。将活性炭与其他方法结合有许多成功范例， 如活性炭吸附 % 离 子交换法、 活性炭厌氧流化床 % 活性污泥法 0 & 1 。 我国的范广裕等进行了磺化煤
本刊 & ’ ()*+, -.-/ ()*+0 12*3450 367
综
述
的脉冲放电产生的高温等离子体及冲击波作用于有机物， 使有机物分解 为 89" : ;" 9 等小分子， 从而使废水无害化。许正等对此法处理含 $%$ 废 水进行了研究， 发现电极距离、 电容储能等因素对降解效率颇有影响。 在 单次放电储能为 "<= >，电极间距为 < ((，$%$ 初始浓度为 #? (@ A B 的 条件下， 降解率达 C< D 。 "0 "0 ? 超临界水氧化法 E < F
科技情报开发与经济 文章编号： !##$ % &#’’ （ "##$ ） #! % #!"" % #’
VE7 4 *XEI 7+F8:Y/*78+ ;XTX58ZYX+* [ XE8+8Y\
"##$ 年
第 !$ 卷
第!期
收稿日期： "##( % #) % ""
*+* 炸药废水处理技术的研究现状
苏俊霞， 刘玉存， 柴 涛
!
!6 !
物理方法
吸附法 利用活性炭、合成树脂等多孔性物质的吸附作用来去除 *+*，它是
利用臭氧的强氧化性处理 *+* 废水。 此法降解速度快， 去除率高， 但 耗电量大、 成本较高， 且 8’ 有毒， 水溶性差， 利用率不高。 另外有人研究了吸附氧化法即 /E % 8’ 组合法处理 *+* 废水， 发现 比一般的常规吸附法、 焚烧法及生化法为佳。 "6 "6 ’ FG><B> 法及类 FG><B> 法 此法的实质是利用 FG" H 或紫外光、氧气等与 I" 8" 之间发生链式反 应， 催化生成强氧化性基团・ 8I， 利用・ 8I 氧化分解水中的污染物 0 !( 1 ； 且 FG" H 还可在一定 JI 条件下形成 FG K 8I L ’ ， 产生一定絮凝作用 0 !# 1 。 此法 处理成本较高， 但 FG><B> 法预氧化 H 生物处理联用较经济。 处理 -# 23 4 5 5M 等 0 !$ 1 采用 FG><B> 试剂 （ I" 8" !# 3 4 5， FG" H .# 23 4 5） 的 *+* 废水， 黑暗处 "( N 内 !## = *+* 被破坏， 其中 (# = 矿化； 接下来 使之暴露于光中， 矿化率超过 )# = 。 />OPGQR 于 !).# 年报道了利用 I" 8" H ST 可成功处理 *+* 废水。 "6 "6 ( 半导体光催化氧化法 0 !( 1 *M8" D U>8D EOV 等半导体材料受到能量大于其禁带宽度的光照射 时， 会发生电子跃迁， 在半导体表面形成电子 % 空穴对。 此光生空穴具有 强的得电子能力，可将其表面吸附的 8I % 和 I" 8 分子氧化成强氧化性 的・ 8I 基， 此基团再将水中的有机物降解为 E8" D I" 8 等无害物 0 !& 1 。据 许多文献报道，此法是目前处理有机废水最为理想的方法。 VWN2GC CM>3 等人对悬浮式及固定膜式 *M8" 光催化降解 *+* 废水进行了研究，发现 仍有部分小分子中间产物 D 但在一定程度上提高了废水的可生化降解 性 D 因而可将其作为预处理法 D 与其他方法联合使用。 "6 "6 $ 液中放电法 0 !- 1 该技术是利用浸于水中的高电压 （ 、 大电流 （ 数十 @/ ） ’# @T ? $# @T ）
近些年来， 火炸药这一高能材料除了用于国防还越来越多地用于国 民经济建设。 造价低廉成为火炸药的主要组分。 但有 *+* 因其性能优越、 关测定表明， 致癌、 致突变物质 0 ! 1 。人类吸入 *+*， 轻者会引 *+* 为致毒、 起肝脏病 （ 中毒性肝炎 ） 、 再生障碍性贫血及白内障， 重者可导致死亡 0 " 1 ； 当水中 *+* 含量达 !23 4 5 时， 鱼类就会死亡 0 " 1 ； 会与土 *+* 浸入土壤， 壤中的几种主要化合物相互作用，使土壤中有机物的浓度增高，对环境 造成深远危害 0 ’ 1 。*+* 作为最为常用的一种单体炸药及弹药销毁废水中 含量最大的硝基化合物，对它的净化、无害化和废物利用越来越引起各 国科研人员的关注。我国规定 *+* 废水的一级排放标准不得超过 #6 $ 23 4 5。 但 *+* 这一硝基化合物化学性质稳定且具毒性及爆炸性，这在一 定程度上限制了某些物化及生化处理法的利用。尽管如此， 经各国科研 人员自 "# 世纪 -# 年代以来 ’# 多年的努力探索，一些行之有效的 *+* 废水处理技术还是得以开发。 下面就将国内外文献已报道的处理方法简 述如下。 此法主要用来去除土壤中的 *+*， 将含 *+* 的土样经粗磨和细磨后 用乳化的蔬菜脂浮选处理， 泡沫脱水后污物便随之去除。 另外， 其他物理方法还有蒸发法、 反渗透法、 膜分离法等。
0$ 1
。该法处理周期短、 耗费低， 但对高浓度硝基苯处理较难彻
甲苯为萃取剂、 聚偏 底， 需辅以其他工艺 0 !# 1 。郝艳霞等 0 !! 1 采用膜萃取法 （ 氟乙烯中空纤维为膜器 ） 处理 *+* 废水， 去除率达 )$ = 。 !6 ( 浮洗法
!""
苏俊霞， 刘玉存， 柴
涛
$%$ 炸药废水处理技术的研究现状
0- 1
、白球树脂
0. 1
处理 *+* 炸药的研
究， 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 *+* 0 ) 1 。某些脱水的植物体 （ 墨西 哥黑甜玉米、 柑橘等 ） 和天然黏土对 *+* 也有一定的吸附能力。 !6 " 焚烧法 它是将 *+* 红水与重油在焚烧炉中混合燃烧而去除 *+*，是处理 *+* 红水最简单的方法。此法简单易行，但存在安全、焚烧炉的使用寿 命、 尾气净化、 炉渣处理等问题。另外此法耗费较高， 据统计焚烧 *+* 红 水的费用约为 $# 元 4 < 0 ( 1 。 !6 ’ 萃取法 它是利用 *+* 在不同溶剂中的溶解性来去除，萃取剂常为苯、汽 油、 醋酸丁酯等。此法对浓度较高的 *+* 废水比较有效， 一般认为当原 水中硝基化合物浓度为 ! ### 23 4 5 时选择合适的萃取剂，污物去除率 可达 )# =
"
"6 !
化学方法
化学沉淀法 0 !" 1 它的机理是硝基化合物可与部分季铵盐形成难溶络合物， 去除此络
合物便可去除 *+*。 如 *+* 可与大分子阳离子表面活性剂 + % 牛脂基 % 沉淀干燥后燃烧时也不会发生爆炸。 !6 ’ % 二氨基丙烷形成沉淀， "6 " பைடு நூலகம்6 "6 ! 化学氧化法 紫外光照法 波长为 "$( >2 ? (## >2 的紫外光能量为 (-$ @A 4 2BC ? ’## @A 4 2BC， 而多数有机物结合能为 $## @A 4 2BC ? ’## @A 4 2BC， 两者能量相当。 因此， 紫外光照射能使有机物分子中的电子由基态跃迁至激发态， 发生光化学 反应， 导致有机物分解 0 ( 1 。但有研究表明， 单纯紫外光照射， *+* 仅发生 形式转化而未最终矿化， 中间会产生一系列副产物， 如间二硝基苯， !D ’D $ % 三硝基苯等 0 !’ 1 。 "6 "6 " 臭氧及组合臭氧法 0 !( 1
E "= F
温度高于 #GH I : 压力为 ""! J != K) 时处于气液状态的水是有机 组分的良性溶剂且与 9" 具有完全可混性 : 在此水中以空气 : 9" 或 ;" 9" 作氧化剂可对 $%$ 水解氧化 : 产物为 %" : 89" : ;" 9 。此法是一种快速、 高 效去除污水中有毒、有害有机物的方法，一些用其他方法不能有效去除 的污物用此法能够深度处理， 使之无毒、 无害化。但此法需要耐高压、 耐 腐蚀的反应器。 "0 "0 G 超声波空化氧化 E !? F 反应机理是利用声波辐射液体使液体形成高能空化气泡 : 该气泡可 将进入其内的水及有机污物热分解 : 而将其外表层的水形成超临界水 : 超声波便通过 ;" 9 分解形成的・ 9; 氧化、气泡内燃烧分解及超临界水 氧化 # 种途径进行废水处理。此法处理 $%$ 废水 : 反应终产物是短链有 高温高压 : 超声 机酸， 89" 和无机离子 : 反应条件是高浓度 9; ’ 加 ;" 9" ， 波频率为 "= L;M N <== L;M E < F 。 "0 "0 C 湿式空气氧化法 此法是在耐高温高压、 耐腐蚀的反应器中进行的， 以 9" 为氧化剂将 多用来去除高浓度、 有毒、 难生物降 有机污染物分解为 89" ， ;" 9 的方法， 解的有机物。$%$ 红水可在 #H= I ， !H0 C OK) 下进行湿式氧化: 可有 PP D 的 $98 或 89Q 去除率。 $%$ 废水用湿式氧化法进行处理 : 温度为 ""< I N #== I : 出水可供进一步常规生化处理 E !" F 。 "0 # 化学还原法 去除率为 PH D 以上 : 用金属偶， 如 8R ’ S3， 8R ’ T6 处理 $%$ 废水， 出水中 $%$ 含量可降至 =0 < (@ A B N !0 = (@ A B: U9Q A 89Q 从 =0 !G 增加
（ 华北工学院环境与安全工程系， 山西太原， #’##$! ） 摘 要： 分别从物理方法、 化学方法、 生化方法的角度， 对国内外文献已报道的用于 *+* 炸药废水处理的各种技术进行了总结和阐述，并对各种方法的特点及应用现状进行了 深入的分析， 指出多种方法的联合应用将是 *+* 废水治理技术的发展趋势。 炸药； 废水处理； 物理方法； 化学方法； 生化法 关键词： *+* 中图分类号： 文献标识码： ,-.) /
<
转化率在 生物研究所曾利用该法把 !== (@ A B N !<= (@ A B 的 $%$ 转化， 用其中 != 株菌混合接种于接触氧化池处理 $%$ 废水获得成 P= D 以上， 功 E# F 。 处理效 U6++ U0 ^ 等人应用半连续式活性污泥系统对 $%$ 进行处理， 果接近 !== D 。 >5361 W0 ; 等运用完全混合的活性污泥系统处理弹药厂 的生产废水， 也取得较好效果。 #0 H 厌氧生化法 E !" F 靳建永、薛玉春采用此法处理 $%$ 废水，在不加营氧条件下其 $%$ 去除率为 #P D N C? D ， 而在投加营氧以后， 其 $%$ 去除率可提高到 P? D 效果较好， 处理过程中新生 N PP D 。该过程在开流式厌氧装置中进行， 污泥也少。 #0 < 白腐真菌法 何德文等
!C F 表明生化可降性得到了提高 E !" ， 。 到 =0 < ，
利用此法处理浓度为 CC0 " (@ A B 的 $%$ 废水， G" Y 后
出水浓度为 " (@ A B。 其他生化法还有生物膜法、 生物两步法、 生物转盘法等。 另外有人将 物化法与生化法结合处理炸药废水， 也取得了良好效果。如郭新超 E ? F 采 用水解酸化预处理 _ 好氧膜生化法处理浓度为 ?= (@ A B N C< (@ A B 的 出水可达国家排放标准 ‘ a=0 < (@ A B b 。 $%$ 废水， c)Z)Y B 等人采用粒状活性炭 _ 厌氧流化床 _ 活性污泥法的组合工 结果为 $%$ 的降解产物在好氧段被显著氧化， 艺处理 $%$， $%$ ’ 8 去除 率达 G# D E ? F 。 生化法处理 $%$ 废水效果目前仍不理想， 但因 因 $%$ 的生物毒性， 该法经济、 实用、 无二次污染及生物的可驯性、 广适性， 国内外对该技术 的研究仍十分活跃。现已发现可降解 $%$ 的菌株有 U)X*+R1， 8*7Z5-)X76Z， &376Z5-)X76Z， ]+6-1*6++)， &1XY6Z*X*)， K16R[5(53)1， S55@+66)， ^XYZ5(5-)X76Z， 白根霉 KY)36Z5XY)676 XYZd151e5Z*R(， 霉菌 U)1*[f 8+517Z*[*R( -*46Z(637)31， *5(dX676 eY)36Z5XY)676 XYZd151e5Z*R( 等。