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活性炭在处理铵梯炸药废水中的应用

发布时间:2020-06-24 浏览

一、引言

迄今为止,铵梯炸药废水处理,国内尚无一种比较完善的处理方法,许多工厂过去采用活化无烟煤燃烧后的煤渣、活性炭进行吸附处理。其中,粒状活性炭处理效果比较好,但采用粒状活性炭吸附装置按常用的“吸附柱”,其装置需要动力、专用机械设备、专人管理和控制,整个设施投资大,维修复杂,不利于工厂降低成本。80年代初有工厂采用“重力自流式活性炭吸附”处理废水,与其它方法比较,有良好的技术经济效果。通过几年的工作运行,其处理效果达到了预期日的。

二、铵梯炸药废水所含物质

目前,我国的工业铵梯炸药的成分是由硝酸铵、梯恩梯、木粉经物理混合制成产品。生产过程为物理操作,无工艺用水,仅有冲洗设备、工房所产生含炸药成分废水。铵梯炸药废水中的硝酸铵含量在0.6%左右,pH值为6~7。废水中pH值与硝酸铵浓度成反比,因硝酸铵溶液略呈酸性,硝酸铵浓度增加,pH值下降。

三、铵梯炸药废水的处理过程

1、废水的集中

废水中的炸药来自炸药球磨、炸药混合、装药、包装四道工序,如何把四道工序中的废水收集在一起,进行集中处理是首先要注意到的问题,在设计过程中应作重点考虑。

下面,以某炸药厂生产线为例来说明炸药废水如何来集中。

有炸药厂将铵梯炸药生产线设置在一个山坡地带,生产线按工序先后顺序,由高到低布局,废水处理设在生产线最低位置,利用地形高差,使废水靠重力作用由高向低流动,用管道接至含炸药废水的四个工房废水出口,通过管道联接使各个工房废水流入废水沉淀池。为了防止硝酸铵对管道的腐蚀,采用耐酸陶瓷管道作为废水管道。为防止废水中不可溶解的杂物堵塞管道,在铺设废水流通管道时,每隔35m设置一个检查井,检查井底部低于管底0.5m,其作用是截留废水中所携帶的杂物,检查并定期清除截留的杂物。

2、废水的处理(沉淀处理)

废水进入活性炭吸附处理前,废水中的悬浮物浓度不宜太高,否则不仅增加活性炭吸附阻力,而且会影响吸附效果。有关资料介绍和试验结果表明,进入活性炭吸附水中的悬浮物浓度在70mg·L-1以下为宜,而我们的废水中悬浮物浓度在1000mg·L-1以上。这些悬浮物主要是炸药中的木粉和未溶解的TNT以及泥沙等杂物。因此,要保证吸附效果,首先要对废水中的悬浮物进行预处理,控制悬浮物浓度在70mg·L-1以下。

对悬浮物的预处理采用沉淀方法把悬浮物沉淀下来,沉淀分为自然沉淀和投加药剂混凝沉淀。后者要增设投加药剂装置,要人员控制与管理,而且药剂投入量不宜控制,增加工作复杂性。自然沉淀就可以避免上述问题。自然沉淀需要时间,沉淀时间是一个重要参数,为摸索自然沉淀时间对废水中三种不同浓度的悬浮物进行自然沉淀,每隔一定时间测定其浓度并记录。由记录数据可发现,自然沉淀在1h以前,废水中悬浮物沉淀下降急剧,1h后比较缓慢,2h后开始处于平衡状态,3h后其浓度变化很小。自然沉淀2h后,废水中悬浮物浓度可降至60mg·L-1以下。因此,采用2.5h~3h沉淀时间,浓度可降至40mg·L-1以下,对活性炭吸附是有利的。沉淀池一般设置为40m3,为了不影响自然沉淀效果,采用两个沉淀池交替使用。废水在沉淀过程中,一些油质物漂浮在水面,应及时清除,沉淀池底部的沉淀物在一定时间内应定期清除,以保证废水的沉淀效果。

3、活性炭吸附处理

通过预处理沉淀后的废水流入重力自流式活性炭吸附池,重力自流式吸附池主要作用是,靠废水由高到低重力流动,通过活性炭层把废水中的TNT吸附到活性炭表面,达到除去废水中TNT的目的。通常,吸附池共分为5格,每格底部依次有一定的位差,造成水流产生重力流动。

第一格放入炉渣,主要起过滤作用,其它四格放入粒状活性炭。水流过程是:废水由沉淀池流经调节阀(起调节水量作用)进入第一格进水槽,经进水孔流入池底部,然后向上水孔楹和炉渣层浸透流动,通过炉渣过滤,使废水中的悬浮物浓度更进一步降低,确保活性炭对悬浮物沉淀要求。废水通过第一格过滤后,进入第二格进水槽,按第一格的流动方式流动。整个5格水流为上下翻腾式流动,通过活性炭吸附后,废水中TNT含量小于0.50mg·L-1,达到或低于国家排放标准,废水由出水孔向外排放。

活性炭吸附废水中的TNT,其吸附效果是评价整个处理工程的技术先进或落后的标志,影响活性炭吸附效果除与废水中悬浮物浓度有关外,还与活性炭的吸附容量、吸附池的工作带以及废水中硝酸铵浓度有关。

(1)吸附容量:吸附容量取决于活性炭比表面积的大小,比表面积大则吸附容量大。

(2)工作带:工作带是指吸附池在运行时其饱和点。工作带是吸附池中起吸附作用的主要区域,其目的是根据工作带的距离来决定吸附池在一定时间内需要的距离(即吸附池的格数),以便活性炭发挥较大的吸附效果。根据有关资料介绍和测试结果认为,流量增加,则活性炭的工作带加长。

废水中的TNT由于日光的照射产生光介产物使废水变粉红褐色,会影响活性炭吸附效果。因此,在未处理以前的废水应防止光照射。处理后的废水中TNT浓度小于0.5mg·L-1,日光照射废水不会产生变色,可以排出厂外。

四、总结

活性炭处理铵梯炸药废水是通过,重力自流式活性炭吸附法来进行处理,能够适用工厂的废水处理工程,处理后的废水TNT含量低于0.5mg·L-1,符合国家地面排放标准,整个工程结构简单,可以获得良好的社会效益和经济效益,并且活性炭吸附TNT饱和后可再生利用。

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