炸药废水处理的高级氧化技术
污水处理中的高级氧化技术及其应用
污水处理中的高级氧化技术及其应用污水处理一直以来都是环境保护的重要领域之一。
随着工业化的快速发展，环境污染问题日益凸显，传统的污水处理技术已经难以满足庞大的需求。
高级氧化技术作为一种新兴的污水处理技术，因其高效、低成本等优势，逐渐受到人们的重视和应用。
高级氧化技术是一种利用高能化学活性氧自由基来降解有机污染物的一种方法。
它通过氧化剂的投加和激发剂的加入来产生高能氧自由基，使得有机污染物发生脱除和降解的化学反应。
下面将从高级氧化技术的原理和应用领域两方面来探讨这一技术的发展。
一、高级氧化技术的原理高级氧化技术的核心原理就是利用高希尔茨活性氧自由基来对有机污染物进行氧化降解。
高希尔茨活性氧自由基具有较高的氧化能力，能够迅速、高效地将有机物分解成低分子化合物和水。
高级氧化技术主要包括光催化氧化、臭氧氧化和超声波氧化等多种形式。
1. 光催化氧化光催化氧化是指通过将光能转化为化学能来产生高能氧自由基的过程。
这种方法一般利用可见光或紫外光照射携带光催化剂的反应体系，使催化剂吸收光能，激发产生高希尔茨活性氧自由基，从而对有机污染物进行氧化降解。
2. 臭氧氧化臭氧氧化是指利用臭氧气体和有机污染物发生反应来实现氧化降解的过程。
臭氧具有强氧化性，能迅速分解有机物分子，将其转化为无害的物质。
臭氧氧化技术无需外加催化剂，具有操作简单、成本低廉等优点。
3. 超声波氧化超声波氧化是指利用高频超声波在水中产生空化现象，形成空化气泡，并且因空化气泡快速坍塌产生大量能量释放，从而引起水中的化学反应，降解有机污染物。
超声波氧化技术具有能量强、溶液混合效果好的特点，对水中的有机污染物具有有效去除作用。
二、高级氧化技术的应用领域高级氧化技术在污水处理领域具有广泛的应用前景。
以下将针对污水处理过程中的几个重要环节来探讨其应用。
1. 预处理阶段在污水处理过程中，往往存在大量的有机污染物，这些有机污染物会对后续的处理过程产生影响。
高级氧化技术可以应用于预处理阶段，通过对原始废水进行氧化降解，降低有机物浓度，提高后续处理过程的效果。
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。
废液处理中的高级氧化技术研究进展及应用实践
废液处理中的高级氧化技术研究进展及应用实践引言：废液处理是当前环境保护领域的重要课题之一，废液通常含有大量的有机物、重金属以及其他有害物质，对环境和人类健康造成严重威胁。
高级氧化技术被广泛应用于废液处理中，具有高效、可控、环境友好等优点。
本文将就废液处理中的高级氧化技术研究进展及应用实践进行探讨。
一、高级氧化技术简介高级氧化技术是一组基于氧化剂的化学过程，可通过产生强氧化性自由基对有机物进行氧化降解。
常用的高级氧化技术包括臭氧氧化、紫外光解技术、过氧化氢氧化、电化学氧化等。
这些技术能够有效降解有机污染物，并在环境中生成较为稳定的无毒产物。
二、高级氧化技术研究进展1. 臭氧氧化技术臭氧氧化技术是一种常见的高级氧化技术，通过臭氧的强氧化性实现对废液中有机物的降解。
近年来，前沿研究主要集中在提高臭氧生成效率、臭氧反应器的设计优化以及臭氧与其他氧化剂的协同作用等方面。
进一步研究发现，调节臭氧生成与反应器设计可以有效提高效率和经济性。
2. 紫外光解技术紫外光解技术是利用紫外光的辐射产生的自由基进行氧化降解。
研究表明，合理选择紫外辐射波长和光源功率可以显著提高反应速率。
此外，开展了对光催化和光光催化的深入研究，提高了紫外光解技术的效率和降解效果。
3. 过氧化氢氧化技术过氧化氢氧化技术是指通过过氧化氢进行氧化降解有机物。
近年来，研究人员主要关注的是寻找高效催化剂和反应条件的优化。
高效催化剂的应用可以加速过氧化氢的分解和生成氢氧自由基的速率，从而提高废液处理的效率。
4. 电化学氧化技术电化学氧化技术运用电流作为氧化剂直接氧化有机物。
研究证明，电极催化剂的开发以及运行参数的优化对电化学氧化技术的效果具有重要意义。
此外，采用电化学氧化与其他高级氧化技术相结合或与其他技术协同作用，能够进一步提高处理效率。
三、高级氧化技术的应用实践高级氧化技术在废液处理中的应用实践日益广泛。
以下是几个应用实践案例的介绍：1. 废水处理厂中的高级氧化技术废水处理厂面临着处理大量有机物和污染物的挑战。
炸药废水处理的高级氧化技术_吴耀国
第11卷 第3期2003年9月 含 能 材 料ENERGETIC MATERIALS Vol .11,No .3September ,2003文章编号:1006-9941(2003)03-0166-04炸药废水处理的高级氧化技术吴耀国,焦 剑,赵大为,范晓东(西北工业大学化学工程系,陕西西安,710072)摘要:综述了高级氧化技术方法在炸药废水处理方面的应用研究进展。
从废水处理的效果及经济性等方面,对有关研究方法进行了分析和对比。
结果表明高级氧化技术对炸药废水处理有一定的效果,其中H 2O 2+O 3法与Fento n 法更为有效,可在较短时间内将目标污染物氧化,但存在有副产物产生、效率不很高等问题。
关键词:环境化学;高级氧化技术;综述;炸药废水;TN T ;RDX ;HM X 中图分类号:X789 文献标识码:A收稿日期:2003-03-10;修回日期:2003-05-21基金项目:西北工业大学“英才计划”资助项目(2002)作者简介:吴耀国(1967-),男,博士(后)研究生,副教授,主要从事水环境科学与工程的教学与科研工作。
1 引 言炸药废水中含有的梯恩梯(TN T )、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[1]。
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。
因而,一般工程应用与研究中多采用活性炭吸附等物化技术[2～5],但存在工艺复杂、流程长、效率低、费用高等不足[2～5]。
目前,国内外在对有毒、难降解有机废水的处理中,越来越关注高级氧化技术(Advanced Ox i -dation Processes ,AOPs )的研究及应用[6～9]。
本文对高级氧化技术处理炸药废水的研究成果进行了综述,指出了应用中存在的问题,并结合废水水质特点及有关学科发展,提出了今后的研究方向。
2 高级氧化技术的概念及其特点1894年Fenton [10]发现Fe 2+和H 2O 2混合产生氢氧自由基(·OH )后,高级氧化技术开始引起人们的注意。
高级氧化技术处理TNT废水的研究进展
高级氧化技术处理TNT废水的研究进展【摘要】该研究旨在探讨高级氧化技术对处理TNT废水的研究进展。
文章首先介绍了TNT废水的特性，指出其对环境和人体健康的危害。
随后介绍了高级氧化技术的原理和处理TNT废水的方法，包括光催化、臭氧氧化等。
研究进展部分总结了目前各种高级氧化技术在TNT废水处理方面的应用情况。
实验结果部分展示了高级氧化技术在实际处理中的效果。
结论部分指出高级氧化技术对TNT废水的处理效果显著，同时提出了未来研究方向。
本研究有助于加深对高级氧化技术在处理TNT废水中的应用和优势的理解，为环境保护和废水治理提供了重要参考。
【关键词】高级氧化技术、TNT废水、研究背景、研究目的、研究意义、TNT废水特性、高级氧化技术原理、高级氧化技术处理方法、研究进展、实验结果、处理效果、未来研究方向、总结。
1. 引言1.1 研究背景TNT是一种具有强烈破坏性的炸药，其废水含有大量的有毒有害物质，对环境和人类健康造成极大危害。
随着工业化进程的加快，TNT废水的排放量不断增加，急需寻找高效的处理技术。
我国在高级氧化技术方面取得了显著进展，该技术通过氧化剂产生自由基，能有效降解TNT废水中的有机污染物。
对于利用高级氧化技术处理TNT废水的研究具有重要意义。
通过深入研究TNT废水的特性以及高级氧化技术的原理和方法，可以为解决TNT废水处理难题提供科学依据和技术支持。
本文旨在探讨高级氧化技术处理TNT废水的研究进展，为进一步推动该领域的研究和应用提供参考。
1.2 研究目的研究的目的是通过探索高级氧化技术处理TNT废水的方法，改善TNT废水处理效率，降低处理成本，减少对环境的污染。
具体来说，研究的目的包括：1. 研究高级氧化技术如何有效地降解TNT废水中的有毒有害物质，减少废水对水体和土壤的污染；2. 探讨高级氧化技术处理TNT废水的适用性和可行性，在实际应用中提供技术支持和指导；3. 通过实验验证，评估高级氧化技术在TNT废水处理中的效果和效率，为相关领域的研究和应用提供参考依据；4. 推动高级氧化技术在TNT 废水处理领域的发展和应用，促进环境保护和可持续发展。
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。
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。
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第11卷 第3期2003年9月 含 能 材 料ENERGET IC MAT ERIALSVol.11,No.3September,2003文章编号:1006 9941(2003)03 0166 04炸药废水处理的高级氧化技术吴耀国,焦 剑,赵大为,范晓东(西北工业大学化学工程系,陕西西安,710072)摘要:综述了高级氧化技术方法在炸药废水处理方面的应用研究进展。
从废水处理的效果及经济性等方面,对有关研究方法进行了分析和对比。
结果表明高级氧化技术对炸药废水处理有一定的效果,其中H 2O 2+O 3法与Fento n 法更为有效,可在较短时间内将目标污染物氧化,但存在有副产物产生、效率不很高等问题。
关键词:环境化学;高级氧化技术;综述;炸药废水;T N T ;R DX;HM X 中图分类号:X789文献标识码:A收稿日期:2003 03 10;修回日期:2003 05 21基金项目:西北工业大学 英才计划 资助项目(2002)作者简介:吴耀国(1967-),男,博士(后)研究生,副教授,主要从事水环境科学与工程的教学与科研工作。
1 引 言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[1]。
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。
因而,一般工程应用与研究中多采用活性炭吸附等物化技术[2~5],但存在工艺复杂、流程长、效率低、费用高等不足[2~5]。
目前,国内外在对有毒、难降解有机废水的处理中,越来越关注高级氧化技术(Advanced Ox i dation Processes,AOPs)的研究及应用[6~9]。
本文对高级氧化技术处理炸药废水的研究成果进行了综述,指出了应用中存在的问题,并结合废水水质特点及有关学科发展,提出了今后的研究方向。
2 高级氧化技术的概念及其特点1894年Fenton [10]发现Fe 2+和H 2O 2混合产生氢氧自由基(!OH )后,高级氧化技术开始引起人们的注意。
它是以!OH 的产生为标志,采用各种手段产生!OH ,并利用其较强氧化能力(氧化还原电位为2.80V),使污染物完全矿化或部分分解[11~13]。
与通常的氧化技术相比,AOPs 的特点在于[6~9,13~14]:(1)产生大量的!OH,并可诱发系列的链反应;(2)对任何废水处理都有一定的效果;(3)反应速度快,多数有机物的AOPs 氧化速率常数可达106~109mol !s -1,如对含C ∀H 或者C ∀C 键有机物质的反应速率常数一般都很大,甚至可以接近扩散速率控制的极限,表明此时氧化反应速度是由!OH 的产生速度来决定的,在短时间内便可以达到处理要求;(4)反应条件温和,AOPs 可在常温常压下进行,而且对环境的酸碱性也无特殊要求,反应容易控制;(5)既可以作为单独的处理单元,也可以作为预处理,与其他处理过程进行匹配。
根据所用的氧化剂与催化条件的不同,目前AOPs 主要分为三类:(1)Fenton 法及类Fenton 法;(2)臭氧法及组合臭氧法;(3)半导体光催化法。
3 高级氧化技术在炸药废水处理中的应用研究现状3.1 Fenton 法及类Fenton 法Fenton 法及类Fenton 法的实质是利用Fe 2+或紫外光(U V)、氧气等与H 2O 2之间发生链式反应,催化生成!OH,利用!OH 氧化分解水中的污染物。
Li 等[15]在利用Fenton 法处理TNT 污染土壤时发现,增加土壤含水量利于Fenton 法效率的提高,这就意味着Fenton 法对处理TNT 等炸药废水有效。
Bin 等[16]对几种AOPs (O 3,O 3+H 2O 2,O 3+UV,与Fenton 反应)进行比较研究发现,对于含有硝基苯、二硝基甲苯(DNT )与TNT 混合废水进行AOPs 处理,O 3与Fenton 法最为有效。
Bier 等[17]利用Fenton 法对RDX 废水进行了处理研究,并借助14C 同位素技术发现,当Fenton 反应进行12h,RDX 中有76%的碳被氧化,其中68%转变为CO 2,另一部分转化为甲酸、亚甲基二硝胺等;当反应进行24h,RDX完全降解。
Zoh等[18]对Fenton法处理炸药废水进行研究发现,在pH=3.0、温度为20~50 #的条件下,当H2O2、Fe2+与RDX(HMX)的摩尔比为5178 48 1时,利用Fenton法可使RDX(10mg!L-1)与HM X(4.5m g!L-1)迅速分解,反应在1~2h内可使污染物完全降解,使氮转化为硝酸根与氮气,37%碳转变为CO2。
提高反应体系温度利于RDX、HMX的去除:在25#时,反应70min,RDX可以降解90%,当温度升为50#,反应30m in就可以使RDX完全氧化。
同时发现,在研究的整个温度范围内,甲酸等中间产物很快消失,反应满足准一级动力学特征。
相反,反应速率对H2O2 Fe2+摩尔比变化并不像对温度变化那样敏感,但提高该比值也利于反应速率的提高。
大量研究资料表明[16~21],紫外辐射可以分解废水中RDX、TNT、硝胺类等,使80%~90%的氮成分转为化为NO-3∀N、NO-2∀N。
Andrews[22]于1980年报道了利用H2O2+UV可成功处理TNT废水。
Bose 等[20]在254nm波长光照射下,利用UV、H2O2+U V 技术对RDX废水进行处理研究的结果显示,UV、H2O2+U V均可氧化RDX,更加证实了U V对H2O2氧化能力具有促进作用。
含有TNT和其它硝基化合物的废水,常呈粉红色,为减少因色度吸收紫外光而导致的能量损失,对其进行稀释,可以提高系统的效率。
对稀释后T NT和其它硝基化合物混合废水,在375 nm波长光照射下,H2O2+UV技术只能部分氧化T NT;在254nm波长光照射下,H2O2+UV技术也只能部分氧化TNT,但废水的总有机碳含量(TOC)可降低90%。
当改变反应体系中H2O2浓度到0.5~1.5g! L-1,仍在254nm光照射下,T NT、RDX与H MX(不论是单一成分还是混合成分)都能被迅速完全破坏,有机中间产物也被破坏,最终产物是NO-3、NH3与CO2,出水pH=3,在!OH大量生成条件下RDX的氧化可以得到强化[2]。
综上,Fenton法及类Fenton法对炸药废水的处理是有效的,但该过程中可产生大量副产物[17~21],Zoh 等[18]在研究中发现,RDX和HMX中碳最多只有37%转化为CO2,仍有63%甚至更多的有机碳残留,溶液的化学好氧量(COD)可能还比较高,而且其中污染物种类及其毒性还难以估计。
因而,为使废水中TNT、RDX等与COD能同时降解到一个比较理想水平,需增加反应时间,但这会使该工艺处理效率与经济性受损。
另外,该类方法的处理效果与反应时间受废水水质的影响较大,因此在炸药废水处理的研究与应用中,必须针对具体的原水水质选择合适的技术及参数。
3.2 臭氧法及组合臭氧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TNT等炸药废水,反应速度快,可有效降解TNT[2~4,16,23,24]。
目前已有许多应用实例,如我国的某单位日排混合炸药废水180m3,废水中含有TNT、RDX、HMX、石油类和有机溶剂等,总硝基化合物最大在16~25mg!L-1左右。
采用 活性炭吸附-臭氧氧化组合工艺现已建立了废水处理站,设计处理量200m3/d,工程总投资107万元。
经过一段时间的试运行,废水经处理后,达到了国家有关排放标准,目前已通过相关环境监测中心等单位的共同验收。
但实践与研究发现,仅用臭氧法不容易满足废水排放的有关标准[2~4],而且臭氧气体有毒,利用率不高。
采用此法耗电量大、成本较高。
因此,寻找提高臭氧处理效率的途径,是研究的重点之一。
研究最多的是利用紫外光助臭氧氧化法。
Andrews[24]采用光氧化法处理TNT废水也取得了良好的效果,表明光氧化法对TNT 废水处理有效。
因此,美国某军队工程公司[22]十分重视UV+O3法处理RDX与HMX等炸药废水。
薛向东等[25]以纯品TNT配制饱和浓度的模拟废水,开展UV、O3以及UV+O3法处理TNT废水的实验研究,结果表明,选用的AOPs对废水中TNT的降解有一定的功效,但U V仅在反应初始1h内作用显著,使TNT、COD分别降解45%与10%,之后趋于稳定;O3的去除效果与反应时间有关,而且作用速度缓慢,反应12h后TNT、COD的去除率分别为50%、35%。
三者相比,UV+O3法效果最佳,反应12h后T NT、COD的去除率可分别至73%与70%,而且还避免了其它两种方法反应时副产物出现,因此考察TNT 废水治理效果时,不仅应考虑TNT浓度指标,更应考虑复杂中间产物的毒性和难降解性。
欧阳吉庭等[26]的研究也得到了相同的结论。
但为确保出水水质,废水中TNT与COD同时除去,势必需要UV+O3反应时间较长,因此,从经济角度考虑,UV+O3法并不适合于TNT废水的深度处理。
因而可见,寻找提高U V +O3氧化能力的措施,是该技术能否走向实际应用的关键。
众多的研究与实践证实,H2O2+O3法是臭氧法及组合臭氧法中难降解有机物处理中最有效的方法[6,27]。
Bose等[20,21]开展AOPs处理RDX废水研究中,选择利用UV、UV+H2O2、O3、O3+H2O2以及U V167第3期 吴耀国等:炸药废水处理的高级氧化技术+O3技术,结果表明,这些AOPs技术对RDX废水的处理都有一定的功效,并证实紫外光(UV)、H2O2的确能提高臭氧的氧化能力,而且紫外光的效果不及H2O2的效果好:UV+O3反应25m in使RDX全部降解,而O3+H2O2反应仅12m in即可实现。
但也同时发现, H2O2+O3法与其它AOPs技术一样,在处理RDX的过程中也产生1,3 二硝基 1,3,5 三氮环己 5烯和1 硝基 1,3,5 三氮环己 3,5 烯等副产物。
显然,关于炸药废水的处理,Bose等[20~21]研究认为H2O2+O3法有效,与Bin等[16]认为Fenton法最有效的结论是不同的,这说明废水污染组分的组成及其浓度等可能影响AOPs的处理功效。
因此,对H2O2+ O3法处理炸药废水的有效性,以及废水的物质组成等对其效率的影响有待深入研究。
3.3 半导体光催化法半导体光催化法基本原理是,T iO2、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。