鐵炭曝氣微電解對(duì)炸藥廢水的試驗(yàn)研究
炸藥工業(yè)排出的生產(chǎn)廢水中含有第恩梯(DNT)、黑索金(RDX)等種劇毒物質(zhì)，污染物量雖不多，但若不對(duì)其處理可造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。國(guó)家對(duì)炸藥廢水排放標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定:TNT工業(yè)污染物一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)水體稀釋倍數(shù)>10，總硝基化合物(以2，4-DNT和2-TNT計(jì))容許排放濃度為5.0mg/L；當(dāng)稀釋倍數(shù)<10，容許排放濃度為0.5mg/L；黑索金濃度<1.5mg/L。炸藥廢水成分復(fù)雜，含有大量有毒物質(zhì)，屬于高濃度難生化有機(jī)廢水。目前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有一套較成熟的工藝對(duì)此進(jìn)行處理。因此，開(kāi)發(fā)研制有效的處理工藝成為當(dāng)務(wù)之急。
試驗(yàn)采用鐵炭曝氣微電解工藝處理炸藥廢水，通過(guò)曝氣、鐵炭原電池的氧化作用及Fe/C原電池產(chǎn)生的Fe2+作用產(chǎn)生較高濃度的強(qiáng)氧化劑·OH自由基，以達(dá)到對(duì)炸藥廢水中有機(jī)污染物的去除，并提高污水的可生化性；用此工藝對(duì)炸藥廢水進(jìn)行預(yù)處理取得良好效果。
1試驗(yàn)裝置與分析
1.1試驗(yàn)原理
鐵炭曝氣微電解是利用金屬腐蝕原理，在酸性介質(zhì)里Fe/C形成原電池，利用微電流的氧化還原作用對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解處理。其基本電極反應(yīng)式為:
陽(yáng)極:
Fe-2e→Fe2+
E1=-0.440+0.03logαFe2+
陰極(酸性條件):
2H++2e→H2
E2=-0.059pH-0.03logPH2
式中:E1、E2為電極電位(V)，αFe2+為在Fe2+水中的活度，PH2為H2在水中的分壓。
ΔE=E2-E1=0.44-0.03log(αFe2+×PH2)-0.059pH
采用鐵炭曝氣微電解工藝，反應(yīng)過(guò)程中生成的具有高度氧化還原的物質(zhì)可降解廢水中的有機(jī)污染物；氧氣的進(jìn)入可以補(bǔ)充反應(yīng)體系的氧化劑，增加電子受體，抑制氫電子的減少；另外，增加曝氣使得在反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)三相流作用，可以加快鐵炭微電解反應(yīng)，提高試驗(yàn)的處理效率。在進(jìn)水同時(shí)加入的物質(zhì)A可與Fe2+反應(yīng)生成強(qiáng)氧化物質(zhì)·OH，·OH直接降解去除廢水中的有機(jī)污染物，從而達(dá)到對(duì)炸藥廢水中的有機(jī)污染物的去除；同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的鐵系化合物為良好的絮凝劑，可對(duì)廢水中的懸浮物以及部分溶解性有機(jī)物通過(guò)絮凝沉淀而與水分離。多種效應(yīng)綜合的結(jié)果使廢水中的有機(jī)物得到部分去除，使污水可生化性B/C值得到提高。
1.2試驗(yàn)用水及分析方法
試驗(yàn)是對(duì)西北某軍工廠炸藥廢水處理的研究。該軍工廠主要生產(chǎn)RDX(1，3，5-三硝基-1，3，5-三氮雜環(huán)乙烷，又稱環(huán)三亞甲基三硝胺，黑索金炸藥。根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，生產(chǎn)RDX的過(guò)程中產(chǎn)生的廢水可分為R酸水和R堿水，試驗(yàn)是對(duì)R酸水和R堿水的研究其水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。
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1.3試驗(yàn)方法和裝置
試驗(yàn)裝置如圖1。在"80mm×1000mm有機(jī)玻璃柱中按1∶1的比例(體積比)填入廢鐵屑和吸附飽和的活性炭。填料有效高度是700mm。炸藥廢水用計(jì)量泵2從調(diào)節(jié)水箱1中將廢水打入鐵炭曝氣微電解反應(yīng)器中，氣水比為2∶1。試驗(yàn)裝置示意圖如下：
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