CN1849154B - 化学试剂水解产物的处理 - Google Patents

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Abstract

一般地，本发明涉及化学武器的销毁。特别地，本发明涉及处理化学试剂水解产物的方法。在一实施方案中，本发明提供一种方法，其包括氧化化学试剂的水解产物从而制得水层和有机层，该水层含有有机磷浓缩物且该有机层含有有机硫浓缩物，以及将有机层与水层分离。

Description

化学试剂水解产物的处理
发明领域
一般地，本发明涉及销毁化学武器的方法。特别地，本发明涉及处理用于构建化学武器的化学试剂的水解产物的新方法。
发明背景
化学武器的销毁是国际社会极为关注的，已经促使了多个国际性条约的通过，例如：联合国化学武器大会条约，其取缔化学武器的发展、生产和贮存。更重要地，这些国际性条约要求签署国实行化学武器以及化学试剂储备的定期销毁。
通常地，化学试剂的销毁是通过焚化得以实现的。虽然焚化代表一种技术上可行的销毁化学试剂的方法，但是，对于许多邻近贮存地点的国家和地方政府以及团体而言，其是不可接受的。这些组织主要关心的事情包括已被认知的与来自焚化炉的空气散放物有关的健康危害。
考虑到该已被认知的由焚化引起的危害，已经发展了销毁用于化学武器的化学试剂的替换方法。一种有希望的替换方法通过水解化学试剂来销毁或中和化学试剂。然而，在水解化学试剂的过程中，存在几个重要问题。一个问题是得到的水解产物的腐蚀性、臭味和毒性。加之，水解产物含有化学试剂前体，其引起涉及规章的遵守的附加问题。化学武器条约规定为了实现化学试剂的彻底销毁，任何能够反应而重新形成该化学试剂的前体必须附加地被销毁。
考虑到这些问题，提供处理化学试剂水解产物的方法将是合乎需要的，其应减少水解产物的毒性且使得化学试剂前体不能进行反应来重新形成该已被水解的化学试剂。
发明概述
本发明提供处理化学试剂水解产物的方法。特别地，本发明成功地使化学试剂水解产物得以处理，其减少水解产物的毒性且使得作为组分的化学试剂前体不能进行反应来重新形成该已被水解的试剂。
在一实施方案中，本发明提供一种包括氧化化学试剂水解产物从而形成水层和有机层的方法；其中，该水层含有有机磷浓缩物且该有机层含有有机硫浓缩物；其中，将有机层与水层分离。
在另一实施方案中，本发明提供一种方法，包括氧化化学试剂水解产物从而形成水层和有机层，该水层含有有机磷浓缩物且该有机层含有有机硫浓缩物，以及氧化且从水层中沉淀有机磷浓缩物。
在另一实施方案中，本发明提供一种包括氧化化学试剂水解产物溶液的有机磷浓缩物以及从该水解产物溶液中沉淀该已被氧化的有机磷的方法。
本发明的特点和优点是本发明的方法可以被用来处理化学试剂水解产物，导致化学试剂前体的销毁，从而确保符合国际化学武器条约。
随着本发明上述的及其他的优点和特点将在下文中变得明显，可以通过参考以下的本发明的非限制性详细描述以及在附图中被示意的几个视图来更清楚地理解本发明的属性。
附图的简要说明
图1是用于实施本发明的一个实施方案的环境的示意图。
图2表示根据本发明的一个实施方案的方法的流程图。
发明详述
本发明提供处理化学试剂水解产物的方法。本发明的方法可以有利地被用于存在于水解产物中的化学试剂前体的销毁，使得该前体不能重新形成该化学试剂。含有VX、俄罗斯VX(RVX)、沙林(GB)、索曼(GD)以及塔崩(GA)的化学试剂的水解产物可以根据本发明的方法进行处理。
以下本发明的具体实施方案被用作参考。每个实施方案被提供来解释本发明，而不是对本发明的限制。实际上，对于本领域技术人员而言，在本发明中进行各种修改和变化而不背离本发明的范围或精神，将是显而易见的。例如，被图解或描述为一个实施方案的部分的特点可以被并入另一个实施方案从而得到进一步的实施方案。因此，其意图是本发明包括那些归入从属权利要求及其等价物的范围之内的修改和变化。
对于本说明书的目的，除非另有指示，在说明书中使用的表示组分的量、反应条件等等的所有数字被理解为在一切情况下都通过术语“约”来进行修饰。因此，除非相反地指示，在下面的说明书中列出的数值参数是那些能够变化的近似值，其依赖于所需要的通过本发明得到的特性。至少，其目的不是限制等价于所述权利要求的范围的原则的应用，每个数值参数将至少根据被报告的有效数字的数目以及通过使用常规的修整方法而进行理解。
尽管阐明本发明宽范围的所述数值范围和参数都是近似值，在具体实施例中提出的数值仍被尽可能准确地报告。然而，任何数值固有地含有由在其各自的试验测定中发现的标准偏差必然引起的一定误差。而且，在此公开的所有范围被理解为包括任何以及所有包含其中的子范围，以及在端点之间的每个数字。例如，“1至10”的所述范围应该被认为包括任何以及所有在最小值1和最大值10之间(以及包括端点在内)的子范围；即是，所有开始于最小值1或更大(如：1至6.1)以及结束于最大值10或更小(如：5.5至10)的子范围，以及所有开始且结束于端点内的范围，如：2至9、3至8、3.2至9.3、4至7，以及最后，对于每个数字1、2、3、4、5、6、7、8、9和10，被包含在所述范围内。此外，任何被认为是“在此被合并”的引述被理解为其以整体被合并。
被进一步注意的是，如本说明书中使用的那样，除非特别明确地被限于一个对象，单数形式“一”以及“这”、“该”包括复数对象。
在一个实施方案中，处理化学试剂水解产物的本发明的方法包括氧化该水解产物从而形成水层和有机层，该水层含有有机磷浓缩物且该有机层含有有机硫浓缩物，以及将有机层与水层分离。
在此，参见附图，在所有的几个图中，相同的数字均指示相同的部件。图1是实施本发明的实施方案的一种环境的示意图。在图1中所描述的环境包括含有第一处理罐101、第二处理罐102、混合罐103、预生物反应器平衡罐104、有机物质供给罐112和生物反应器110的装置100。图1的装置100可以进一步含有管道系统105、106、107、108、109、111和113。
另外，图2是描述根据本发明的一个实施方案的方法的流程图。在图2中所示的方法描述关于VX神经试剂水解产物的处理。此外，在图2中所示的方法进一步描述关于图1的装置100的环境。然而，目前描述的方法不局限于VX神经试剂水解产物，也不局限于图1的装置100的环境。其他化学试剂，例如：俄罗斯VX(RVX)，可以按照目前描述的方法被降解。
VX神经试剂水解产物和第一氧化剂可以被放置于在第一处理罐(101)中201。例如，VX神经试剂水解产物可以通过管道系统(105)流入第一处理罐(101)。适于在本方法中用作第一氧化剂的氧化剂可以包括过氧化氢(H2O2)、氧、臭氧、空气、次氯酸盐、过硫酸盐、高锰酸盐或它们的任何组合。第一氧化剂氧化水解产物的化学组分从而生成水层和有机层，该水层含有有机磷浓缩物且该有机层含有有机硫浓缩物202。在目前的实施方案中，存在于VX水解产物中的水溶性硫醇胺(thiolamine)(例如：2-(二异丙氨基)乙硫醇)被氧化为不溶于水的二硫化物。该氧化剂可按化学式计算的量被加入从而将基本上所有的硫醇胺浓缩物氧化为二硫化物浓缩物。在那些其中被加入的氧化剂由于与水解产物发生副反应而分解的实施方案中，加入氧化剂的量可以超出按化学式计算的量。而且，加入的氧化剂的按化学式计算的量可以依赖于所选择的氧化剂的特性而变化，但是，氧化剂对硫醇胺的摩尔比一般地将在约0.5对1至约5对1的范围变化。水溶性硫醇胺氧化为不溶于水的二硫化物的过程生成含有二硫化物的有机层。而且，在先含有VX水解产物水溶性硫醇胺以及其他有机磷化合物的水层，现在含有各种膦酸，例如：甲基膦酸(MPA)和乙基甲基膦酸(EMPA)。向化学试剂水解产物中引入第一氧化剂立即引发氧化反应。在本发明的一些实施方案中，通过第一氧化剂氧化化学试剂水解产物的过程可被允许持续至多一个(1)小时。
在含有有机磷浓缩物的水层以及含有有机硫浓缩物的有机层制得之后，可通过将该有机层移至第二处理罐(102)而将该有机层与水层分离203。可通过连接第一处理罐(101)与第二处理罐(102)的管道系统(106)将该有机层移至第二处理罐(102)。所述水层则留在第一处理罐(101)中。
在将有机层与水层分离之后，有机磷浓缩物可以被从水层中除去。从水层中去除有机磷浓缩物包括氧化该有机磷浓缩物，从水层中沉淀含有无机和有机磷化合物的已被氧化的有机磷浓缩物，以及从水层分离该已被沉淀的磷浓缩物。如上所述，该水层的磷浓缩物含有甲基膦酸(MPA)和/或乙基甲基膦酸(EMPA)。这些化学物质的氧化可导致它们的不可逆分解，因为碳-磷键在氧化过程中被进攻从而从磷原子上除去甲基。这些VX化学试剂前体的不可逆分解可阻止它们与硫醇胺的重新组合而重新构成化学试剂，从而确保在化学上符合国际化学战争条约。
所述水层的有机磷浓缩物的氧化过程包括向第一处理罐(101)中加入金属催化剂、第二氧化剂和pH调节性化学物质204。适于用作第二氧化剂的氧化剂包括过氧化物(例如：过氧化氢)、氧、臭氧、空气、次氯酸盐或它们的任何组合。第二氧化剂可按化学式计算的量被加入从而将水层中基本上所有的MPA和EMPA氧化。第二氧化剂对MPA和EMPA的摩尔比可以是约5对1至约40对1。
在MPA和EMPA的氧化过程中适用的金属催化剂可包括铁、镁或它们的组合。例如，含有二价(Fe+2)和三价铁(Fe+3)的铁催化剂可从本领域技术人员所熟知的商业性组织获得，例如：Beckart Environmental，Inc.of Kenosha，Wisconsin.被加入水层的金属催化剂的按化学式计算的量可足以使得金属催化剂对MPA和EMPA的摩尔比在约0.5对1至约3对1的范围变化。
pH调节性化学物质可按足以调节所述水层的pH到约4.5至约6.0的范围内的量被加入水层中。适于加入水层的pH调节性化学物质可以包括氢氧化钠、碱液和/或氢氧化钾。
第二氧化剂、金属催化剂和pH调节性物质被与水层混合，例如：通过搅拌，并且，得到的溶液可被允许放置一段时间，在此期间，发生氧化。在一些实施方案中，依赖于化学试剂水解产物的浓度，用于氧化水层的时间可以在约15分钟至约10小时的范围变化。在所述氧化过程中，水层中的EMPA可以被氧化为MPA而水层中的MPA可以被氧化为正磷(PO4 3-)。MPA和正磷容易作为铁-磷聚合物而从含水混合物中沉淀。因而，当水层中存在铁时，在通过第二氧化剂氧化水层的过程中制得的MPA和正磷作为铁-磷聚合物而沉淀205。在本发明的实施方案中，额外的三价铁可在氧化之后被加入所述水溶液中从而使额外量的MPA和正磷作为铁-磷聚合物而沉淀。
得到的铁-磷聚合物沉淀可以在第一处理罐中通过过滤206或任何本领域普通技术人员所熟知的其他方式而从水溶液中分离。一旦被分离，所述铁-磷聚合物沉淀可与其它固体废物(例如：植物(plant)材料)相结合，并且，在合适的场所(例如：填埋场)被安全地处理掉。铁-磷聚合物的去除生成耗尽含磷化合物的水层。
同样地，有机硫浓缩物可被从有机层除去。从有机层去除有机硫浓缩物包括，例如，氧化有机层的有机硫浓缩物从而形成单一的水层，将该单一的水层与耗尽磷的水层及生物材料合并从而制得混合物，以及生物降解该混合物。
如上所述，通过VX水解产物的氧化制得的有机硫层含有二硫化物。在第二处理罐(102)中氧化所述二硫化物包括在第二处理罐(102)中向所述有机层中加入第三氧化剂、水和pH调节性化学物质208。适于用作第三氧化剂的氧化剂包括金属催化剂(例如：铁)与氧、臭氧、空气、次氯酸盐、过氧化物(例如：过氧化氢)或它们的任何组合相结合。第三氧化剂可按化学式计算的量被加入来氧化有机层中基本上所有的二硫化物浓缩物。第三氧化剂对二硫化物浓缩物的摩尔比可在约3对1至约30对1的范围变化。
pH调节性化学物质可按足以调节所述有机层的pH到约4.5至约6.0的范围内的量被加入有机层中。适于加入有机层的pH调节性化学物质可以包括氢氧化钠、碱液和/或氢氧化钾。水可按有机层体积的2.5倍体积被加入到有机层中。
通过搅拌将第三氧化剂、pH调节性物质和水混合，并且，得到的溶液可被允许放置任意一段时间，在此期间，发生氧化。在第二处理罐(102)中，有机层中的二硫化物的氧化将该有机层转化成单一的水层209。有机层中的二硫化物可被氧化为各种水溶性硫酸盐从而将有机层转化成单一的水层。
通过在第二处理罐(102)中氧化有机层形成的单一水层可与第一处理罐(101)的耗尽磷的水层相结合210。所述单一水层与耗尽磷的水层的结合可包括在混合罐(103)中混合两种水层。在其他实施方案中，通过在第二处理罐(102)中氧化有机层形成的单一水层可被返回至第一处理罐(101)用于与耗尽磷的水层结合。
从第二处理罐(102)中的单一水层与第一处理罐(101)的磷耗尽层的结合得到的水溶液可被转入预生物反应器平衡罐(104)211，在此处，所述水溶液可被与有机材料(例如：植物流)相混合。所述植物流可从通过管道系统(113)与预生物反应器相连的有机物质储罐(112)被引入预生物反应器(104)中。所述水溶液可以在平衡罐(104)下游的生物反应器(110)被生物降解212。当以批处理方式进行操作时，生物反应器可要求6-24小时的时间周期用于降解已被处理过的水解产物。生物反应器可以具有5-20天的水力停留时间和20-100天的固体停留时间。
在生物降解(212)之后，在生物反应器(110)中可将水溶液与固体物质分离213。水溶液与固体物质的分离可以通过过滤该溶液或通过任何本领域普通技术人员所熟知的其它分离技术得以实现。例如，沉降可以是另一种在生物反应器(110)中分离水溶液与固体物质的方法。在被排放之前，可测试被分离的水溶液的许可排出物限度以及程序2化合物。例如，被分离的水溶液可以作为无危害水被排放入地方公共拥有的处理工厂。
在生物反应器(110)中去除的固相可以与在第一处理罐(101)中从水层中除去有机磷浓缩物的过程中制得的磷沉淀相混合214。所述被混合的固相可被置于合适的填埋场207。
在一些实施方案中，耗尽磷的水层可直接进行生物降解步骤(212)，而不与由有机硫浓缩物氧化制得的单一水层相混合。耗尽磷的水层的pH可被调节至约6至8的范围内，以及，在排放之前，进一步被生物处理。例如，被生物处理的耗尽磷的水层可被排放入公共拥有的处理工厂或者可以通过任何本领域普通技术人员所熟知的方式被排放或被处理掉。在其他实施方案中，在进行生物处理之前，可将耗尽磷的水层与另外的含有生物可降解化合物的废液相结合。
同样地，在一些实施方案中，由氧化含有有机硫浓缩物的有机层制得的单一水相可直接进行生物降解步骤(212)，而不与耗尽磷的水层相混合。而且，在进行生物处理之前，所述单一水层可被与其他含有生物可降解化合物的废液混合。所述被生物处理过的单一水层可被排放入水域(例如：公共拥有的处理工厂)或者以任何本领域普通技术人员所熟知的方式被处理掉。
在其他实施方案中，在氧化含有有机硫浓缩物的有机层的过程中制得的有机硫化合物的氧化产物可被含铁的金属盐沉淀。例如，氯化铁和/或硫酸亚铁可被用来沉淀在氧化含有有机硫浓缩物的有机层的过程中制得的有机硫化合物。
在进一步的实施方案中，化学试剂水解产物可被用如上所述的第一氧化剂处理从而形成水层和有机层，该水层含有有机磷浓缩物且该有机层含有有机硫浓缩物。该有机层可被与水层分离。如上所述，在与水层分离之后，该有机层可被用氧化剂、pH调节性物质和水处理。而且，可在不存在第二氧化剂的情况下，通过加入金属盐将所述有机磷浓缩物从水层中除去。所述盐的金属离子可以从水层中将含磷化合物(例如：MPA和正磷)作为金属-磷聚合物沉淀。根据本实施方案，适于沉淀水相中的含磷化合物的金属盐可以包括铁盐。例如，硫酸亚铁和氯化铁可以从水层沉淀含磷化合物。水层可被过滤除去含磷沉淀从而形成耗尽磷的水层。所述耗尽磷的水层以及被氧化过的有机层可以被重新组合，并且，如上所述，在生物反应器中被生物降解。
在另一个实施方案中，本发明的方法包括氧化化学试剂水解产物从而形成水层和有机层，该水层含有有机磷浓缩物且该有机层含有有机硫浓缩物，以及氧化并从水层中沉淀有机磷浓缩物。本方法类似于根据图1和2描述的上述方法。然而，在本方法中，在最初的氧化之后，不将有机层与水层分离。
根据本方法，化学试剂水解产物和第一氧化剂可被放置于处理罐或容器中。在本方法中，适于用作第一氧化剂的氧化剂可以包括过氧化氢、氧、臭氧、空气、次氯酸盐、过硫酸盐、高锰酸盐或者它们的任何组合。第一氧化剂氧化水解产物的化学组分从而生成水层和有机层，该水层含有有机磷浓缩物且该有机层含有有机硫浓缩物。存在于化学试剂水解产物中的水溶性硫醇胺(例如：2-(二异丙氨基)乙硫醇)被氧化为不溶于水的二硫化物。氧化剂可按化学式计算的量被加入从而将基本上所有的硫醇胺浓缩物氧化为二硫化物浓缩物。在那些其中氧化剂由于在水解产物中发生副反应而分解的实施方案中，加入氧化剂的量可以超出按化学式计算的量。而且，氧化剂的按化学式计算的量可以依赖于所选择的氧化剂的特性而变化，但是，氧化剂对硫醇胺的摩尔比一般地将在约0.5对1至约5对1的范围变化。水溶性硫醇胺氧化为不溶于水的二硫化物的过程生成含有二硫化物的有机层。而且，在先含有水解产物水溶性硫醇胺以及其他有机磷化合物的水层含有各种膦酸，例如：甲基膦酸(MPA)和乙基甲基膦酸(EMPA)。向化学试剂水解产物中引入第一氧化剂立即引发氧化反应。在本发明的一些实施方案中，通过第一氧化剂氧化化学试剂水解产物的过程可被允许持续至多一个(1)小时。
在水层和有机层制得之后，水解产物的有机磷浓缩物可以被氧化以及从水层中沉淀。有机磷浓缩物的氧化和沉淀包括向水解产物溶液中加入第二氧化剂、金属催化剂和pH调节性物质。由于在本方法中已经省去将有机层与水层分离的步骤，在此时的水解产物溶液含有水层和有机层。在本方法中适于用作第二氧化剂的氧化剂与上述方法中用作第二氧化剂的那些氧化剂相似。对于本方法，合适的第二氧化剂包括氧、空气、次氯酸盐和过氧化物(例如：过氧化氢)和/或臭氧。第二氧化剂可与金属催化剂(例如：铁)结合使用。
氧化剂可按化学式计算的量被加入从而将水解产物溶液中的基本上所有的有机磷浓缩物氧化。氧化剂对有机磷浓缩物的摩尔比可以在约1对1至约40对1的范围变化。而且，被加入水解产物溶液中的金属催化剂的按化学式计算的量可足以使得金属催化剂对有机磷浓缩物的摩尔比在约0.5对1至约3对1的范围变化。
pH调节性化学物质可按足以调节所述溶液的pH到约4.5至约6.0的范围内的量被加入水解产物溶液中。
在第一处理罐中，通过搅拌，将氧化剂、金属催化剂和pH调节性物质与水解产物溶液混合，并且，得到的溶液可被允许放置任意一段时间，在此期间，发生氧化。在一些实施方案中，依赖于化学试剂水解产物的浓度，用于氧化水解产物溶液的时间可以在约15分钟至约10小时的范围变化。在所述氧化反应中，有机磷浓缩物被氧化为甲基磷酸(MPA)和正磷(PO4 3-)。如上所述，MPA和正磷容易作为铁-磷聚合物而从含水混合物中沉淀。因而，当水解产物溶液中存在铁时，在水解产物溶液的氧化过程中制得的MPA和正磷可作为铁-磷聚合物而沉淀。在其他实施方案中，额外的三价铁可在氧化之后被引入第一处理罐中从而使额外量的MPA和正磷作为铁-磷聚合物而沉淀。
得到的铁-磷聚合物沉淀可以在第一处理罐中通过过滤或任何本领域普通技术人员所熟知的其他方式而与水解产物溶液分离。一旦被分离，所述铁-磷聚合物沉淀可与其它固体废物(例如：植物材料)相结合，并且，在填埋场被安全地处理掉。铁-磷聚合物的去除生成耗尽有机磷水层，并且，使得化学试剂水解产物的有机磷前体不能重新形成该化学试剂。
耗尽有机磷的水解产物溶液可以接着送入预生物反应器平衡罐和生物反应器(110)用于生物降解。在一些实施方案中，通过第二氧化剂氧化水解产物溶液的过程可以消耗该含有有机硫浓缩物的有机层。在这样的实施方案中，所述有机层被转化为含有无机和有机硫酸盐的实质水层。该新形成的含有硫酸盐的水层可以是与耗尽磷的水层可混的，并且，接着将其与耗尽磷的水层进行生物降解步骤。
在生物降解所述耗尽有机磷的水解产物溶液的过程中，水解产物溶液的pH被调节至约6至8的范围内。该有机磷水解产物溶液可以与植物和/或其他有机材料相结合，并且，接着被生物降解。被生物降解了的耗尽有机磷的水解产物溶液可被排放入水域(例如：公共拥有的处理工厂)或可通过任何本领域普通技术人员所熟知的其它方式被处理掉。
在一些实施方案中，在生物降解之前，所述耗尽有机磷的水解产物溶液可与其他含有生物可降解化合物的废液相结合。
在本发明的另一实施方案中，一种方法包括氧化化学试剂水解产物溶液的有机磷浓缩物以及从该水解产物溶液中沉淀被氧化了的有机磷浓缩物。本方法适用的水解产物包括含有水溶性有机磷浓缩物的水解产物。例如，除被氧化了的VX水解产物的含水组分之外，沙林(GB)、索曼(GD)和塔崩(GA)的水解产物都适于通过本方法来处理。
水解产物溶液的有机磷浓缩物的氧化和沉淀可按照与前法所述的水层中有机磷浓缩物的去除基本上类似的方式发生。重要的是，在本方法中水解产物溶液的氧化过程没有制得有机层从而不需要包括第一氧化剂的初始氧化步骤。
因此，水解产物溶液、氧化剂、金属催化剂和pH调节性物质可被置于第一处理罐中。适于本方法的氧化过程的氧化剂、金属催化剂和pH调节性化学物质与上述方法中氧化含水有机磷浓缩物的那些相似。例如，适于本方法的氧化剂与可在上述方法中用作第二氧化剂的那些相似，以及，包括过氧化物(例如：过氧化氢和臭氧)、氧、空气和次氯酸盐。该氧化剂与金属催化剂(例如：铁)结合使用。
该氧化剂可按化学式计算的量被加入从而氧化水解产物溶液中基本上所有的有机磷浓缩物。该氧化剂对有机磷浓缩物的摩尔比可在约1对1至约40对1的范围变化。而且，被加入水解产物溶液的金属催化剂的按化学式计算的量可足以使得金属催化剂对有机磷浓缩物的摩尔比在约0.5对1至约3对1的范围变化。
pH调节性化学物质可按足以调节所述溶液的pH到约4.5至约6.0的范围内的量被加入水解产物溶液中。
在第一处理罐中，通过搅拌，将氧化剂、金属催化剂和pH调节性物质与水解产物溶液混合，并且，得到的溶液可被允许放置一段时间，在此期间，发生氧化。在一些实施方案中，依赖于化学试剂水解产物的浓度，用于氧化水解产物溶液的时间可以在约15分钟至约10小时的范围变化。在所述氧化反应中，有机磷浓缩物被氧化为甲基膦酸(MPA)和正磷(PO4 3-)。如上所述，MPA和正磷容易作为铁-磷聚合物而从含水混合物中沉淀。因而，当水解产物溶液中存在铁时，在水解产物溶液的氧化过程中制得的MPA和正磷可作为铁-磷聚合物而沉淀。在其他实施方案中，额外的三价铁可在氧化之后被引入第一处理罐中从而使额外量的MPA和正磷作为铁-磷聚合物而沉淀。
得到的铁-磷聚合物沉淀可以在第一处理罐中通过过滤或任何本领域普通技术人员所熟知的其他方式而与水解产物溶液分离。一旦被分离，所述铁-磷聚合物沉淀可与其它固体废物(例如：植物材料)相结合，并且，在填埋场被安全地处理掉。铁-磷聚合物的去除生成耗尽有机磷水层，并且，使得化学试剂水解产物的有机磷前体不能重新形成该化学试剂。
耗尽有机磷的水解产物溶液可以接着送入预生物反应器平衡罐用于生物降解。在生物降解耗尽有机磷的水解产物溶液的过程中，水解产物溶液的pH被调节至约6至8的范围内。该有机磷水解产物溶液可以与植物和/或其他有机材料相结合，并且，接着被生物降解。被生物降解了的耗尽有机磷的水解产物溶液可被排放入水域(例如：公共拥有的处理工厂)或可通过任何本领域普通技术人员所熟知的其它方式被处理掉。
在一些实施方案中，在生物降解之前，所述耗尽有机磷的水解产物溶液可与其他含有生物可降解化合物的废液相结合。
实施例1
将约3.8升(一加仑)含有10％VX量[1M硫醇胺、1M膦酸盐(EMPA和MPA)]且pH为14的VX水解产物置于第一处理罐或反应容器中。在第一处理罐中，搅拌VX水解产物，并加入约230mL 50％过氧化氢(H2O2)来氧化VX水解产物。VX水解产物的氧化制得含有有机磷浓缩物的水层和含有有机硫浓缩物的有机层。在本实施例中，不将有机层与水层分离。
加入约270mL浓硫酸将被氧化了的水解产物溶液的pH调节至约8的值。然后，将该水解产物溶液进行第二氧化过程。在该氧化过程中，约4升5-7％作为FeSO4＊7H2O的含水铁被加入该溶液中。使用浓硫酸将水解产物溶液的pH进一步调节至约6。该溶液被加热至50℃且约8升50％过氧化氢(H2O2)在4小时中被加入水解产物溶液中。使用50％氢氧化钠(NaOH)将该溶液的pH维持在5，并且，在氧化过程中将该水解产物溶液的温度维持在60℃至90℃之间。该水解产物溶液被允许冷却1小时。
通过压滤机将得到的含磷沉淀从溶液中过滤。于是，含磷沉淀被处理掉。耗尽磷的水解产物溶液的氨浓缩物被从溶液中汽提。使用50％氢氧化钠(NaOH)将耗尽磷的水解产物溶液的pH调节至12。一般地，需要加入约500mL NaOH来调节该溶液的pH至12。接着，将水解产物溶液用空气喷射搅动直到氨参数得以满足(约2h至50mg/L)。
将耗尽磷的溶液与植物流混合从而使得总溶解固体(TDS)水平小于3％。该混合溶液被加入至一经驯化的、充气的序批式反应器(SBR)。在该SBR中的微生物比率(TOC∶MLSS)约等于0.2，其中，TOC＝总有机碳以及MLSS＝混合液悬浮固体颗粒。该混合的耗尽磷的溶液被生物降解，并且，得到的流出物被从生物处理系统中排放。该流出物在约10天的水力停留时间(HRT)被排放。如有必要，该流出物可以被精制至满足准许的必要条件。沉下的固体可在约50天的固体停留时间(SRT)被排放。
表1：在水解产物处理过程中，程序2化合物和CBOD5的浓度(以百分比)
  工艺流   MPA   EMPA   硫醇胺   CBOD<sub>5</sub>
  起始   1   8   10   0.8
  温和氧化后   1   8   ＜0.01   0.8
  工艺流   MPA   EMPA   硫醇胺   CBOD<sub>5</sub>
  pH调节后   1   8   ＜0.01   0.8
  强氧化后   0.4   0.2   ＜0.01   0.7
  除去氨后   0.4   0.2   ＜0.01   0.7
  与植物流混合后   0.08   0.03   ＜0.01   0.07
  碳精制后   0.08   0.03   ＜0.01   0.01
  在排放点   0.08   0.03   ＜0.01   0.01
表1显示根据本发明的方法处理VX水解产物的结果。如表1所示，水解产物的有机磷浓缩物被显著地减少从而使得所述有机磷前体不能与该水解产物中的其他化学物质再结合从而重新形成该化学试剂。
本发明实施方案的上述描述仅是以示意和说明的目的而被提供，并且，其意图不是穷举的或限制本发明于恰好是已公开的形式。其许多修改和改进对本领域技术人员而言是显而易见的，并不背离本发明的精神和范围。

Claims (25)

1.一种处理用于构建化学武器的化学试剂的水解产物的方法，包括：
氧化用于构建化学武器的化学试剂的水解产物从而形成水层和有机层，该水层含有含有甲基膦酸和/或乙基甲基膦酸的有机磷浓缩物，且该有机层含有二硫化物；以及
将有机层与水层分离。
2.权利要求1的方法，其中有机磷浓缩物含有甲基膦酸。
3.权利要求2的方法，其中有机磷浓缩物进一步含有乙基甲基膦酸。
4.权利要求1的方法，其中所述化学试剂包含VX和RVX神经试剂的至少一种。
5.权利要求1的方法，进一步包括从所述水层中除去有机磷浓缩物从而制得耗尽有机磷水层。
6.权利要求5的方法，其中从所述水层中除去有机磷浓缩物包括：
氧化该有机磷浓缩物；
从水层中沉淀被氧化过的有机磷浓缩物；以及
将该被沉淀的有机磷浓缩物与水层分离。
7.权利要求6的方法，其中所述水层含有从4.5至6.0的pH。
8.权利要求6的方法，其中沉淀包括向所述水层中加入沉淀试剂。
9.权利要求8的方法，其中所述沉淀试剂含有铁源。
10.权利要求6的方法，其中将被沉淀的被氧化过的有机磷浓缩物与水层分离包括过滤所述水层。
11.权利要求6的方法，进一步包括处理掉被除去的磷浓缩物。
12.权利要求11的方法，其中处理包括将被除去的有机磷浓缩物放置于填埋场。
13.权利要求1的方法，进一步包括从所述有机层中除去二硫化物。
14.权利要求13的方法，其中从有机层中除去二硫化物包括：
氧化有机层的二硫化物从而形成单一水层；
将该单一水层与耗尽有机磷水层及生物材料相结合从而制得混合物；以及
生物降解该混合物。
15.权利要求14的方法，其中所述有机层含有从3至5的pH。
16.权利要求14的方法，进一步包括处理掉所述被生物降解的混合物。
17.权利要求16的方法，其中处理掉所述被生物降解的混合物包括：
过滤该混合物从而制得流出物和回相；
将该流出物排放入水源；以及
将该固相放置于填埋场。
18.一种处理用于构建化学武器的化学试剂的水解产物的方法，包括：
氧化用于构建化学武器的化学试剂的水解产物从而形成水层和有机层，该水层含有含有甲基膦酸和/或乙基甲基膦酸的有机磷浓缩物，且该有机层含有二硫化物；
将有机层与水层分离；
从水层中除去有机磷浓缩物；以及
从有机层中除去二硫化物。
19.一种处理用于构建化学武器的化学试剂的水解产物的方法，包括：
氧化用于构建化学武器的化学试剂的水解产物从而形成水层和有机层，该水层含有含有甲基膦酸和/或乙基甲基膦酸的有机磷浓缩物，且该有机层含有二硫化物，以及氧化且从水层中沉淀有机磷浓缩物。
20.一种处理用于构建化学武器的化学试剂的水解产物的方法，包括：
氧化用于构建化学武器的化学试剂水解产物溶液的含有甲基膦酸和/或乙基甲基膦酸的有机磷浓缩物；以及
从该水解产物溶液中沉淀该被氧化过的有机磷浓缩物。
21.权利要求20的方法，其中被氧化过的有机磷浓缩物是作为铁-磷聚合物被沉淀。
22.权利要求20的方法，其中所述化学试剂包含VX、RVX、沙林(GB)、索曼(GD)和塔崩(GA)的至少一种。
23.一种销毁用作化学武器的化学试剂的方法，包括：
氧化用于构建化学武器的化学试剂的水解产物从而形成水层和有机层，该水层含有含有甲基膦酸和/或乙基甲基膦酸的有机磷浓缩物，且该有机层含有二硫化物；和
将有机层与水层分离。
24.权利要求23的方法，其中所述化学试剂是神经试剂。
25.权利要求24的方法，其中所述化学试剂选自VX、RVX、沙林、索曼或塔崩的水解产物。
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