CN101074121A - 一种处理炸药废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理炸药废水的方法。包括如下步骤：1)将膨润土投加到KCl溶液中，搅拌，合成膨润土吸附剂；2)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，吸附去除废水中硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；3)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；4)回收的膨润土经多次循环使用后，活化，再用于废水处理。本发明的净化方法所采用天然矿物，原料易得，我国膨润土资源十分丰富，总储量大于70亿吨。该方法工艺简单、技术要求低、固－液分离迅速，处理效果好、运行成本低；且经简单处理，处理废水后的膨润土能够重复利用，效果不降。

Description

一种处理炸药废水的方法
技术领域
本发明涉及水处理技术与应用，尤其涉及一种处理炸药废水的方法。
背景技术
火炸药工业具有能量密度高、瞬间功率大等特点，在军事、工农业的建设和生产上有着广泛的用途。火炸药工业是重要污染源之一，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。炸药废水中含有的梯恩梯(TNT)、黑索今(RDX)及奥克托今(HMX)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。例如，TNT红水是在TNT生产和精制过程中产生的一种毒性废水，每生产1吨炸药产品约产生80-90公斤污水，其色度和COD值都相当高；成分极其复杂，已知具主要成分是二硝基甲苯磺酸盐(dinitrotoluene-sulfonate)，治理红水污染是生产TNT的军工厂主要亟待解决的环境问题。
硝基化合物一般认为难以生物降解甚至不可生物降解，因此，物化法对此类废水的处理效果显得很重要。目前，混凝沉淀、活性炭吸附、化学氧化、萃取、蒸发、焚烧等方法的研究已达到相当水平。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和焚烧法处理炸药废水。这些处理方法都存在不足之处：工艺流程复杂、处理费用高、易造成二次污染等。
吸附法是目前去除炸药废水中TNT等硝基化合物较为有效的方法，活性炭是应用最广的吸附剂。研究结果已证明，粒状活性炭(GAC)处理受TNT、DNT污染的饮用水是可行的。用活性炭吸附处理高浓度硝化甘油(＞1000mg/L)废水，出水浓度可低于1mg/L。对炸药废水中较高浓度TNT、RDX，活性炭也有较强的吸附能力，但吸附完成之后，活性炭的处理会存在许多问题。热分解被吸附TNT会有爆炸的危险，且饱和炭再生后疏松，易碎。
膨润土又叫膨土岩或斑脱岩，是以蒙脱石为主要成分的粘土岩-蒙脱石粘土岩，是应用最为广泛的非金属矿产之一。蒙脱石主要由含水的铝硅酸盐矿物组成，其单位晶胞由两层硅氧四面体夹一层铝氢氧四面体组成；蒙脱石八面体中的Al3+和(或)四面体中的Si4+往往部分(或全部)被其它阳离子置换，具有高的阳离子容量。根据交换性钠和钙离子含量，膨润土分为钠基膨润土和钙基膨润土等。我国膨润土资源十分丰富，居世界首位，总蕴藏量为77.4亿吨，探明储量17.2亿吨，具有较高利用价值的钠基膨润土达5.86亿吨，其中工业储量2.05亿吨，在环境保护特别是废水的处理中具有广泛的应用前景。经检索，已有膨润土用于废水处理的相关专利，如有机膨润土合成-废水处理一体化方法(发明专利号：ZL03116257.6)、微波协同有机膨润土处理有机废水方法(发明专利号：ZL03116256.8)；已公开的专利有，一种印染/染料废水的处理方法(发明专利公开号：CN1843951)、一种电镀废水的处理方法(发明专利公开号：CN1865161)。但未见有关军工厂炸药废水的处理方法的专利报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理炸药废水的方法。
包括如下步骤：
1)将膨润土投加到KCl溶液中，搅拌0.5-2h，合成膨润土吸附剂；
2)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；
3)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；
4)回收的膨润土经多次循环使用后，于300-500℃温度下活化，再用于废水处理。
所述的膨润土为钙基和钠基膨润土原土。膨润土的阳离子交换容量为40-120cmol/Kg。膨润土的粒度为20-200目。膨润土与废水的质量体积比为1∶200-1∶10000。KCl溶液浓度为0.05-0.5mol/L。硝基化合物为2，4，6-三硝基甲苯(TNT)、1，3-二硝基苯或硝基苯、二硝基甲苯磺酸盐、1，3，5-三硝基苯酚。CaCl2溶液浓度为0.05-0.5mol/L。
本发明的净化方法所采用天然矿物，原料易得，我国膨润土资源十分丰富，居世界首位，总储量大于70亿吨。该方法工艺简单、技术要求低、固-液分离迅速，处理效果好，运行成本低；且经简单处理，处理废水后的膨润土能够重复利用，效果不降。
附图说明
附图是一种处理炸药废水的方法的工艺流程示意图。
具体实施方法
实施例1
1)将60目钙基膨润土投加到0.5mol/L的KCl溶液中，搅拌0.5h，合成膨润土吸附剂；
2)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，搅拌0.5h，吸附去除废水中硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用0.5mol/L的CaCl2溶液洗脱，回收硝基化合物和膨润土；
4)回收的膨润土经多次循环使用后，于300℃温度下活化，再用于废水处理。
实施例2
1)将80目钙基膨润土投加到0.05mol/L的KCl溶液中，搅拌1h，合成钙基膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到含有硝基化合物的炸药废水中，钙基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∶20000，搅拌1h，吸附去除废水中硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用0.05mol/L的CaCl2溶液洗脱，回收硝基化合物和钙基膨润土；
4)回收的钙基膨润土经多次循环使用后，于500℃温度下活化，再用于废水处理。
实施例3
1)将100目钙基膨润土投加到0.25mol/L的KCl溶液中，搅拌1.5h，合成钙基膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到含有硝基化合物的炸药废水中，钙基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∶2000，搅拌1.5h，吸附去除废水中硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用0.25mol/L的CaCl2溶液洗脱，回收硝基化合物和钙基膨润土；
4)回收的钙基膨润土经多次循环使用后，于380℃温度下活化，再用于废水处理。
实施例4
1)将50目钠基膨润土投加到0.25mol/L的KCl溶液中，搅拌2h，合成钠基膨润土吸附剂；
2)将钠基膨润土吸附剂投加到含有硝基化合物的炸药废水中，钠基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∶5000，搅拌2.0h，吸附去除废水中硝基化合物，经沉淀后，废水达标排放；
3)沉淀后的污泥经脱水，用0.25mol/L的CaCl2溶液洗脱，回收硝基化合物和钠基膨润土；
4)回收的钠基膨润土经多次循环使用后，于400℃温度下活化，再用于废水处理。
实施例5
1)将0.1kg 100目钙基膨润土投加到0.05mol/L的KCl溶液中，搅拌1h，合成钙基膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到1吨50mg/L含间二硝基苯的炸药废水中，搅拌1h，对废水中间二硝基苯的去除率达97％，经沉淀后，废水达标排放。
实施例6
1)将0.1kg 100目钙基膨润土投加到0.5mol/L的KCl溶液中，搅拌1h，合成钙基膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到1吨含100mg/L间二硝基苯的炸药废水中，搅拌1h，对废水中间二硝基苯的去除率达99％，经沉淀后，废水达标排放。
实施例7
1)将0.1kg 100目钙基膨润土投加到0.5mol/L的KCl溶液中，搅拌1h，合成钙基膨润土吸附剂；
2)将钙基膨润土吸附剂投加到1吨50mg/L含TNT的炸药废水中，搅拌1h，对废水中TNT的去除率达99％，经沉淀后，废水达标排放。

Claims (8)

1.一种处理炸药废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将膨润土投加到KCl溶液中，搅拌0.5-2h，合成膨润土吸附剂；
2)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；
3)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；
4)回收的膨润土经多次循环使用后，于300-500℃温度下活化，再用于废水处理。
2.根据权利要求1所述的一种处理炸药废水的方法，其特征在于所述的膨润土为钙基和钠基膨润土原土。
3.根据权利要求1所述的一种处理炸药废水的方法，其特征在于所述的膨润土的阳离子交换容量为40-120cmol/Kg。
4.根据权利要求1所述的一种处理炸药废水的方法，其特征在于所述的膨润土的粒度为20-200目。
5.根据权利要求1所述的一种处理炸药废水的方法，其特征在于所述的膨润土与废水的质量体积比为1∶200-1∶10000。
6.根据权利要求1所述的一种处理炸药废水的方法，其特征在于所述的KCl溶液浓度为0.05-0.5mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种处理炸药废水的方法，其特征在于所述的硝基化合物为2，4，6-三硝基甲苯(TNT)、1，3-二硝基苯或硝基苯、二硝基甲苯磺酸盐、1，3，5-三硝基苯酚。
8.根据权利要求1所述的一种炸药废水的处理方法，其特征在于所述的CaCl2溶液浓度为0.05-0.5mol/L。
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