一種彈藥裝藥廢水強化處理工藝模擬實驗

趙紹燕

摘要： 針對彈藥裝藥GB14470.3-2011新標準水質(zhì)的排放要求，設計了一種廢水強化處理工藝，并以某所炸藥廢水進行了模擬實驗，模擬出水水質(zhì)均達到新標準的排放要求。表明該強化工藝對目前彈藥裝藥廢水的提標改造在技術(shù)上完全可行。

關(guān)鍵詞 彈藥裝藥；模擬實驗；膜

Abstract：According to the new standard ammunition loading GB14470.3-2011 water discharge requirements， design a kind of wastewater enhanced processes， and with a certain explosive wastewater by simulation experiment， simulation effluent can meet the new discharge standard. Show that the strengthening process of the current ammunition loading wastewater upgrading and reconstruction in the technology is completely feasible.

Keywords Ammunition loading；Simulation experiment；Membrane

概述

環(huán)境保護部與國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布公告，自2012年1月1日起，用彈藥裝藥GB14470.3-2011新標準，代替彈藥裝藥GB14470.3-2002標準。相對于舊標準，新標準對水污染物種類的排放限定更加全面，控制項目由原來的9項增加到了14項；并對排放水質(zhì)提出了更高的要求。同時新標準中增加了對日排水量的限定，以此明確了對水污染物排放總量的控制要求。相對于企業(yè)實際排水量，完全符合標準要求是極為困難的！彈藥裝藥行業(yè)的水污染物實現(xiàn)達標排放成為各相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)高度關(guān)注和亟待解決的技術(shù)難題。

新標準的實施使現(xiàn)有相關(guān)企業(yè)均面臨著廢水處理設施的提標改造?；诖宋覀円阅乘ㄋ帍U水進行了模擬實驗，提出了一種炸藥廢水處理強化工藝水處理工藝—集成膜分離技術(shù)，輔以改型CEDI連續(xù)電除鹽工藝，可在接受水體水質(zhì)符合GB14470.3-2002原標準的前提條件下，將水中殘存的各類污染組分截留分離，并將其濃縮，再利用強化氧化工藝實現(xiàn)污染物減量；系統(tǒng)末梢出水可達到5兆歐水質(zhì)，完全可作為新生水重復利用，其水質(zhì)滿足各生產(chǎn)環(huán)節(jié)用水要求。

1、原水污染特性

某所為彈藥類科研、生產(chǎn)單位，科研、生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水污染物種類繁雜、水量較大，原水中的TNT/DNT/RDX/HMX均屬于高能爆炸物，由于為混合廢水，較之單一污染廢水更難處理。各類炸藥混合污染廢水的生物毒性更強，難以像單一污染廢水采用生化法處理，又因其成分復雜，而不能像單質(zhì)炸藥成分污染采用傳統(tǒng)物化法處理。受其危險程度影響，更不可以處理成為固體廢物處置。

2、 模擬實驗

2.1模擬進水水質(zhì)水量

實驗裝備接受水體為某所前級處理出水，水質(zhì)符合舊標準GB14470.3-2002表1中對新改擴項目給定的各項限值。處理量1噸每小時。

2.2實驗簡述

為驗證膜分離工藝用于炸藥廢水處理的可行性，我們模擬工程條件進行了前期試驗。第一階段為試驗階段，主要目的是針對不同的膜過程方式和運行工況進行測試，最終確定最優(yōu)化的工藝參數(shù)。第二階段為實驗階段，調(diào)整最佳工況后讓系統(tǒng)長時間運行，觀察系統(tǒng)性能是否有衰減和自愈式提升現(xiàn)象。

第一階段的試驗過程中，通過對系統(tǒng)壓力、流量、回收率的逐步提升，以及運行方式的階段性調(diào)整，最終確定了一級反滲透凈化、二級反滲透純化、后置CEDI保安的定型工藝。

第二階段的實驗過程中未發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)性能衰減，相反出現(xiàn)了自愈式脫除率升高現(xiàn)象，原因有兩方面，一是因為膜表面輕微附著的污染影響了離子物透過，二是適宜的系統(tǒng)壓力、膜表面流速和溶劑滲透流率的協(xié)調(diào)促進了膜表面道南電勢的形成，迫使離子物離開膜表面。此外，受水中膠體物影響，密封件表面形成的水膜改善了膜兩側(cè)的密封隔離，逐漸消除了離子物的逃逸現(xiàn)象。

實驗最終的結(jié)果表明，采用膜分離對炸藥廢水進行分離處理完全可行，末梢出水電阻值已達到兆歐級，完全可作為新生水重復利用。

2.3實驗存在的問題

首先，實驗設備的膜分離單元均為極間兩段式設計，系統(tǒng)回收率受到限制，一級反滲透標準回收率為70%，二級反滲透更因單芯容器并聯(lián)，縮短了流程，回收率僅能做到50%；另外，受處理規(guī)模限制，實驗設備選用的是小型商用型4040膜元件，流道僅為28mil，流態(tài)遠不及34mil的工業(yè)型膜元件；受膜面積與密封長度比例影響，4040型膜系統(tǒng)的凈化脫除率較之8040或8060型膜系統(tǒng)要低得多；

其次，實驗用EDI與生產(chǎn)型設備同樣存在差異，實驗選用的是板式結(jié)構(gòu)EDI模塊，膜面積少，占地面積大，模塊內(nèi)流態(tài)不穩(wěn)定，并有0.5～1%的極水要求安全（散氣）排放；

最后膜濃縮單元最終排出的10%高濃度水實驗中僅收集無有效處理設施。

2.4工程應用具體問題的解決

1）為了達到高的回收率及膜系統(tǒng)的脫出率，工程應用中必須做好膜的選型及反滲透級數(shù)及段數(shù)的確定。多級反滲透生產(chǎn)型膜分離系統(tǒng)可為極間三段多芯串接設計，回收率均可達到80%以上。

2）EDI選擇改型螺旋卷式結(jié)構(gòu)的CEDI模塊，內(nèi)部填充特殊合成樹脂，不會發(fā)生除無機鹽以外的富集污染，模塊為高回收率設計，極水與濃水一同回流，提高了單元的回收率，解決了極水處置問題。

3）對于膜濃縮單元最終排出的高濃度水可直接進入強化氧化單元。強化氧化單元能實現(xiàn)對濃水中TNT/DNT/RDX等有機物的去除，經(jīng)過氧化的濃水返回廢水處理前端。以滿足新標準中對排污總量控制的要求。

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對各工況處理效率預測見表2.1-表2.3。

3、結(jié)論

（1）超濾+多級反滲透+CEDI+高級氧化的工藝對于目前彈裝炸藥廢水提標改造技術(shù)是完全可行。

（2）該工藝在實際工程中的應用應做好設備的選型，特別是膜設備，應根據(jù)水質(zhì)情況做好膜清洗及膜級段數(shù)的設計，能最大程度的減少濃縮液同時不會顯著