組合工藝處理TNT生產(chǎn)廢水研究

顏培龍

（南京誠志清潔能源有限公司，江蘇南京 210044）

組合工藝處理TNT生產(chǎn)廢水研究

顏培龍

（南京誠志清潔能源有限公司，江蘇南京 210044）

介紹了一種TNT生產(chǎn)產(chǎn)生廢水綜合處理工藝，包括酸性廢水和堿性廢水混合、固液分離、CO2加壓鐵碳微電解、厭氧、好氧和生物濾塔處理等工序，處理后的廢水可連續(xù)達(dá)標(biāo)排放，具有二次污染小、運(yùn)行穩(wěn)定的特點。

TNT生產(chǎn)廢水；硝基苯；鐵碳微電解；生物濾塔

Abstract：This paper introduces a TNT production wastewater treatment process，including acid waste water and alkaline wastewater mixing，solid-liquid separation，CO2pressurized iron carbon micro-electrolysis，anaerobic，aerobic and biological filter treatment process，treatment After the wastewater can be discharged continuously，with secondary pollution，stable operation characteristics.

Key words：TNT production wastewater；nitrobenzene；iron carbon microelectrolysis；biological filter tower TNT是一種炸藥，是軍民兩用產(chǎn)品。其產(chǎn)生的有機(jī)廢水中污染物COD濃度高，成分復(fù)雜。該廢水若不處理直接排入環(huán)境將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。TNT生產(chǎn)產(chǎn)生兩種廢水，一種是酸性廢水，另一種是堿性廢水。目前酸性廢水的處理方法主要是生物處理，由于廢水中含有硝基苯類化合物，對微生物的毒性很大，影響生物處理效果，廢水難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

目前堿性廢水的處理方法主要是焚燒法，由于廢水中含有大量硝基苯類化合物，焚燒時產(chǎn)生大量NOx，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。

因此開發(fā)一種二次污染小、能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的TNT生產(chǎn)廢水的處理方法具有較大實用價值[1]。

1 工藝流程及反應(yīng)機(jī)理

1.1 工藝流程介紹

圖1 廢水處理工藝流程圖

（1）TNT生產(chǎn)產(chǎn)生的酸性廢水和堿性廢水混合，混合后的廢水進(jìn)入沉淀池，沉淀池兼有調(diào)節(jié)功能。沉淀時間為1～3h。不定期從沉淀池中抽出污泥進(jìn)行過濾。濾餅作危險固體廢棄物處置。濾液返回沉淀池。

（2）沉淀池的上清廢水送入耐壓鐵碳微電解（又稱內(nèi)電解）塔，并通入工業(yè)CO2進(jìn)行微電解處理。鐵碳微電解塔中鐵∶碳的比例為（8∶1）～（1∶4）。廢水在鐵碳微電解塔中的停留時間2.0～4.0h，反應(yīng)溫度為25～60℃，CO2的壓力為0.3～1.0MPa。微電解處理后的廢水用石灰乳或其他堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)其pH值到6.8～8.5，然后進(jìn)入沉淀池沉淀1～3h，不定期從沉淀池中抽出污泥進(jìn)行過濾，濾餅作危險固體廢棄物處置，濾液返回沉淀池。

（3）沉淀池的上清液送厭氧反應(yīng)器。廢水在厭氧反應(yīng)器停留24～120h。厭氧溫度為25～55℃。厭氧后的廢水進(jìn)入生物好氧池常溫處理，好氧處理時間為6～16h。好氧處理后的廢水進(jìn)入沉淀池，不定期從沉淀池中抽出污泥進(jìn)行過濾，濾餅作危險固體廢棄物處置，濾液返回好氧池。

（4）沉淀池的上清廢水送多層生物濾塔處理。生物濾塔的填料為活性炭或多孔陶粒，每層厚度為1.0～2.0m，總厚度為2～6m。生物濾塔的優(yōu)勢菌種為光合細(xì)菌中的紅假單胞菌（Rhodopseudomonas）。生物濾塔的水力負(fù)荷為30～90m3/（m2·d）。生物濾塔的出水達(dá)標(biāo)排放或回用。

1.2 反應(yīng)機(jī)理

TNT生產(chǎn)產(chǎn)生的酸性廢水和堿性廢水混合后，廢水會發(fā)生酸析反應(yīng)。為了避免酸析反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀物和廢水中本身含有的固態(tài)物質(zhì)對鐵碳微電解產(chǎn)生不利影響，因此對其進(jìn)行固液分離。廢水進(jìn)入微電解塔后，廢水中的大分子有機(jī)物，特別是硝基苯類物質(zhì)通過微電解產(chǎn)生的強(qiáng)還原自由基的作用而破壞，大大降低廢水對微生物的毒性，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件。通入壓力CO2的目的是維持鐵碳微電解還原合適的pH值（2.0～5.0）。還原后的廢水用石灰乳或其他堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)其pH值，以滿足后續(xù)厭氧和好氧過程的要求。經(jīng)前述處理的廢水在厭氧過程中，通過微生物的作用，大分子有機(jī)物進(jìn)一步變成小分子有機(jī)物，為后續(xù)生物氧化創(chuàng)造更有利條件。通過生物氧化處理，剩余的大多數(shù)有機(jī)物被去除，同時去除氮等污染物。廢水最后進(jìn)入活性炭或多孔陶粒生物濾塔，在微生物，特別是紅假單胞菌的作用下，進(jìn)一步去除有機(jī)物和氮等污染物，保證處理后的廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

2 應(yīng)用介紹

1）中試研究：每天處理0.2m3TNT混合生產(chǎn)廢水（水質(zhì)指標(biāo)：CODCr7 250mg/L、硝基苯類物質(zhì)935mg/L、pH值為6.2），經(jīng)固液分離、經(jīng)鐵碳微電解（3h、25℃、CO2壓力0.3MPa、鐵∶碳的比例為8∶1）、厭氧（pH值為8.5、96h、25～35℃）、好氧（12h）和生物濾塔[多孔陶粒填料層總厚度4m、水力負(fù)荷90m3/（m2.d）]處理后出水的CODCr為46mg/L、硝基苯類0.75mg/L、BOD56.8mg/L、pH值為7.1、色度8。

2）生產(chǎn)應(yīng)用實例研究：每天處理25m3混合生產(chǎn)廢水（水質(zhì)指標(biāo)：CODCr6 800mg/L、硝基苯類物質(zhì)725mg/L、pH值為6.4），經(jīng)鐵碳微電解（1h、40℃、CO2壓力0.6MPa、鐵∶碳的比例為1∶4）、厭氧（pH值為7.0、24h、35～55℃）、好氧（6h）和生物濾塔[活性碳填料層總厚度2m、水力負(fù)荷40m3/（m2.d）]處理后出水的CODCr為96mg/L、硝基苯類1.8mg/L、BOD514mg/L、pH值為7.1、色度26。

3 小結(jié)

1）采用鐵碳微電解破壞硝基苯類物質(zhì)，大大降低了廢水對微生物的毒性，并提高了廢水的可生化性能。

2）針對目前廣泛使用的破壞硝基苯類物質(zhì)的方法（鐵碳微電解、金屬粉還原、Fenton法等），采用CO2代替目前廣泛使用的硫酸作酸化劑，不引入SO42-，大大削弱了產(chǎn)生H2S的物質(zhì)基礎(chǔ)（TNT生產(chǎn)廢水含S），從而大大減輕了H2S的污染，同時也減輕了SO42-對厭氧和好氧過程中微生物的抑制作用，大幅提高了生物處理的效率，保證處理后的廢水能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

3）TNT生產(chǎn)廠都建有鍋爐，燃料燃燒產(chǎn)生的CO2廢氣可充分利用，不僅可降低處理成本，而且可以減少碳排放，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

[1] 付丹，張以河.TNT廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].能源環(huán)境保護(hù)，2014，（2）：5-7.

Study on TNT Production Wastewater by Combined Process

Yan Pei-long

X783.2

B

1003–6490（2017）09–0212–01

2017–06–16

顏培龍（1988—），男，山東曲阜人，助理工程師，主要從事工業(yè)水處理方面的工作。