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    简述废水处理方法 DDNP废水处理方法的简述

    时间:2019-04-15 03:30:38 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      摘 要:本文简述了DDNP废水来源及水质,其以含盐高、色度重、毒性大、成分复杂为特点,已对区域水环境造成严重污染。DDNP废水处理始终是一个老大难题,文中论述了国内DDNP废水处理技术的现状,特别是一些新的方法,并在此基础上对其优缺点进行了讨论。
      关键词:DDNP废水 污染 废水处理 排放 达标
      一、前言
      DDNP是二硝基重氮酚的英文缩写,苯酚的硝基衍生物,是雷管工业中一种重要的起爆药,具有良好的起爆性能、原料丰富、成本低廉及生产操作相对较为安全等优点而被广泛采用,特别被大量应用于制造工业爆破雷管。但是,DDNP生产废水中含有二硝基重氮酚、硝基化合物、硫化物、酚类等多种有害物质, 色度高,化学需氧量大,且所含污染物的毒性大。而且每生产一千克的DDNP所产生的废水量就有150~250kg,如不加处理而到处排放,必然会污染环境,影响水体周围的生态环境及附近居民的身体健康。所以必须搞好对废水的处理工作,消除毒害,综合利用,变废为利,是值得重视的环境大问题。现就DDNP生产中产生废水的几种常用的处理方法及优缺点进行简要介绍。
      二、废水的来源及主要成分
      DDNP废水主要是还原废水、重氮废水、洗涤废水。每千克产品产生的废水量在150-250kg,成分比较复杂,而且不同工序废水呈现出的强酸性和强碱性不同,并含有大量的有毒有害污染物。其中还原废水中的主要成分是硫代硫酸钠、硝基化合物、氢氧化钠、硫化钠、碳酸钠;重氮废水的主要成分硝基化合物、盐酸、氯化钠、亚硝酸钠;洗涤废水的主要成分是溶解的硝基化合物。
      三、处理方法
      根据各生产企业的需要,通常可采用以下几种方法:
      1.化学处理法
      1.1电化学法
      微电池电解法是电化学方法应用于废水处理的方式之一。将铁屑和碳粒混合后投加入待处理的废水中。由于铁和碳具有不同的电极电位,浸入电解溶液就会形成原电池。铁屑为负极,碳粒为正极。
      电极反应生成的产物具有较高化学活性,新生态的H能与溶液中的许多组分发生氧化还原反应。酸性条件下,不断进行铁屑的电化学腐蚀使大量Fe2+进入溶液,不但有效地克服阳极的钝化,同时新生态的Fe2+也具有较高的活性。Fe2++参与氧化还原反应生成Fe3+,由于反应后期溶液pH值升高,Fe2+和Fe3+水解成铁的单核络合物,这些络合物能对废水中的胶体和悬浮物进行有效的吸附、凝聚及共沉淀作用,降低废水的COD和色度。另外,炭粒多孔并有很大的比表面积使用权其对有机物分子有吸附作用。若废水中有硫化氢时,电解反应过程中产生的Fe2+和Fe3+等离子还能与其作用而生成沉淀。
      用电化学法处理二硝基重氮酚废水的研究,试验表明:酸性废水和碱性废水按体积比1:1混合,调解废水pH值为3,在加入3g/l的FeCl3,废水流速为2L/min时,流过填充铁屑和焦炭的有机玻璃柱,出水在经絮凝过滤后,用5%的石灰水调解pH值为8~9,再加30%H2O2和FeSO4过滤,COD去除率在90%以上,处理后的废水pH值、悬浮固体、硫化物、硝基苯类、挥发酚达到国家规定的排放标准。
      采用微电池电解法处理DDNP废水,效果不错.只是该处理过程大阴极不断被腐蚀以提供电子使硝基化合物还原,故采用该方法耗电量较大,最终的处理成本能否令厂家接受,还待进一步研究论证。
      1.2Fenton试剂氧化法
      Fenton试剂是指过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系。在Fe2+催化作用下,H2O2能产生活泼的羟基自由基,从而引发自由基链反应,加快有机物和还原性物质的氧化。Fenton试剂参与反应的主要控制步骤是自由基,尤其是.OH的产生及其与有机物相互作用于的过程。有机物最终被氧化成CO2和H2O,Fe2+起催化作用,空气中的氧为有机物氧化提供了部分氧源。
      用Fenton试剂处理二硝基重氮酚工业废水,试验结果表明:调解废水的pH值为5,投加PAC3g/l预处理废水,取上清液再加催化剂FeSO40.5-0.8g/l,氧化剂30%、H2O25ml/l,调解废水的pH值为3.5,室温下反应24小时;最后加石灰为1g/l。调解废水的pH值为中性。在常温下可以使废水的CODcr去除90%以上,色度小于100。处理后的废水水质接近国标《污水综合排放标准》的二级标准。
      2.物化处理法
      吸附法处理废水是通过吸附剂和吸附质(溶质)间的物理吸附、化学吸附以及交换吸附的综合作用来达到除去污染物的目的。达到饱和的吸附剂可用适当溶剂进行再生,循环使用是吸附剂的一个重要特点。目前较为常用的固体吸附剂有粉煤灰、树脂、活性炭等。
      粉煤灰是具有一定活性的多孔性球状细小颗粒,对于水中杂质具有较好的吸附能,利用粉煤灰对工业废水进行处理可谓以废治废,其处理费用低效果好。粉煤灰吸附是多孔物质和静电共同作用所致。实验表明,粉煤灰吸附处理中低等浓度的对硝基苯酚废水,在稀溶液中进行吸附时,如果提高温度、减小粒径和PH值可增加粉煤灰对硝基苯酚的吸附量。用自制粉煤灰对DDNP废水进行预处理,结果表明:废水的PH值为9,粉煤灰的投加量为40g/L,温度为30℃,处理后的废水CODCr可降低54%以上,色度可降低90%以上。
      也有试验表明:用浓度为1%的CPB溶液在35℃下改性沸石12小时后,在35℃下吸附处理DDNP废水1小时,废水色度去除率超过90%,COD去除率达到59%。
      国内有的爆破器材生产厂家有用明矾絮凝剂预处理废水,再经三级串联活性炭吸附塔吸附处理DDNP废水,处理后总硝基化合物尝试降至2mg/L以下。并且建立的污水处理站一次性投资在12万元左右。经过污水处理站的运行效果看,用活性炭吸附处理DDNP效果好,处理后废水可达标排放,设施运行稳定,管理方便。但在活性炭的使用后期,活性炭吸附能力迅速下降,很快就达不到处理要求,每两个月便需更换一次。同时,活性炭价格昂贵,且更换饱和炭操作复杂,增加了工人的劳动强度,饱和炭再生和处理难度较大,容易造成二次污染。因此使得此种方法的推广应用受到了限制。   3.生化处理法
      生化法处理废水是利用微生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转换、稳定及使之无害化的处理方法。
      利用自行培养、驯化的白腐真菌进行试验,对经过微电解预处理的DDNP废水含CODcr467mg/L,经生化处理108小时后,出水中CODcr在131mg/L左右,达到国家二级排放标准;其中的苯胺类、硝基类的去除率达到99.9%以上,达到国家一级排放标准。
      微生物具有来源广、易培养、繁殖快、对环境适应性强、易变异等特性,在生产上能地采集菌种进行培养增殖,并在特定条件下进行驯化,使之适应有毒工业废水的水质条件,从而通过微生物的新陈代谢使有机物无机化,有毒物质无害化。加之微生物的生存条件温和,新陈代谢过程不需高温高压,它是不需投加催化剂的催化反应,用生化法促使污染物的转化过程与一般化学法相比优越得多,其处理废水的费用低廉,运行管理较方便,所以生化处理是废水处理系统中最重要的过程之一。目前,这种方法已广泛用做生活污水及工业有机废水的二级处理。但是,直到现在,仍未筛选到能够单独降解DDNP废水的菌种,并且未掌握培养适合处理此类废水的活性污泥的有效方法,又加上微生物对营养物质pH值温度和进水水质等重要条件有一定要求,因此微生物在DDNP废水中生存,系列的条件和活动规律也尚待进一步研究。
      4.蒸发浓缩焚烧法
      利用锅炉废烟气蒸发浓缩处理DDNP工艺废水,并将残渣与原煤混合烧,可实现水的零排放。这样即可很好的解决废水色度、硫化物等污染,又可除去锅炉烟气中有害气体,降低烟尘排放浓度。具体的步骤是:向DDNP废水池中加入适量无机盐混凝剂—聚合硫酸铁,与水中的杂质(主要是悬浮物)一起沉降下来,然后将澄清的废水经过滤后,通过水—水换热器,利用锅炉蒸汽回水池余热将废水加热至70℃左右,以利于蒸发。
      根据DDNP废水的混浊度及pH值,定期向沉淀池中加入聚合硫酸铁和生石灰.以利于吸收中和酸性烟气.在水浴除尘器内,当烟气与喷淋热废水对流接触时,烟气中SO2、CO2和气体被水滴吸收溶解,与废水中的氢氧化钠和氢氧化钙发生反应,生成盐和水。而烟气中微小粉尘被水滴吸附降落。同时,废水因吸收烟气中的热,温度升高,大量的水将逐渐被汽化蒸发,除尘器效率越高,废水蒸发量越大。由于废水中污染物多为硝基化合物和无机盐,不会随水分蒸发。故经废烟气蒸发处理后的水蒸气中不含任何污染物。
      将蒸发浓缩后剩余的废水、泥浆及残渣用污泥泵泵入煤场,与原煤混合后送入锅炉焚烧。因锅炉一般烧粉煤或粉末煤,为提高燃烧效率,减少烟气粉尘及烧结现象。烧炉时需加入一定量的水,原煤细粉越多,耗水量越大,故可用废水替代自来水。在炉膛内,废水、泥浆及残渣中的水逐渐被汽化蒸发成水蒸气,与碳发生“氧化—还原”反应,生成水煤气再次燃烧。而干燥的污泥在高温下氧化分解,析出可燃固体也逐步被点燃,并在900~1200℃下燃烧完全。废水中的无机盐匀被氧化成气体,而气体再被废水吸收。废水中硝基化合物将全部被分解燃烧,仅有无毒害的氮气放出。重复中和、蒸发、焚烧过程,锅炉烟气及废水吕的碳化物、硫化物不断生成无毒无污染的盐随炉渣排出。
      利用该工艺处理的DDNP废水,基本实现废水零排放。克服了传统DDNP废水处理方法中,工艺复杂、投资大、运行费用高,存在二次污染等问题。在解决废水色度、硝基化合物、硫化物等污染的同时,又去除锅炉烟气中大部分有害气体,降低烟尘排放浓度。对降低DDNP废水处理成本,提高经济效益及环保效益效果显著,是一种以废治废既经济又环保的新方法。
      四、结语
      从严格意义上讲,解决DDNP生产环境污染问题的根本出路在于开发和推广应用清洁的生产工艺,降低污染物的产生量和排放量。但是在相当长的时间内现有DDNP生产工艺仍将继续存在,这必将产生大量的DDNP生产废水。因此采取行之有效的废水处理技术显得尤为重要。然而,由以上研究看来,DDNP生产废水的现有处理方法各有利弊,各生产厂家可根据自身特点予以选择。
      参考文献
      [1]李萍,张燕,董亚荣 DDNP废水处理技术进展[J] 山西建筑.
      [2]马强 浅析DDNP废水处理几种方法[J] 科技信息.
      [3]欧阳顺利,白金保 DDNP废水处理新方法研究[J] 新疆环境护.
      [4]王海云,赵仁兴 DDNP废水处理方法研究综述[J] 爆破器材.
      [5]何水清 粉煤灰处理废水的机理及应用[J] 中国资源综合利用.
      作者简介:姓名:刘敏,出生年月:1980年10月 职称:助理工程师 毕业学校及专业:福州大学化学工程与工艺专业。

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