申请日2007.04.25
公开(公告)日2007.11.07
IPC分类号C02F1/58; C02F1/72
摘要
本发明涉及一种超(近)临界水中无氧化剂催化条件下含炸药成分废水的处理方法，属环境保护废水处理技术领域。本发明处理方法的特点是：将含有炸药主要化学成分TNT、RDX、HMX的模拟废水注入反应釜体中，在釜体中受到超(近)临界水的作用，发生反应，使炸药成分TNT、RDX、HMX降解，从而降低或去除该有毒物质。在试验中，采用超(近)临界水的处理温度范围为200～500℃，压力范围为3.5～50MPa。试验结果表明，本发明处理方法具有较好的降解效果，废水中的TNT、RDX、HMX的去除率可达90%以上。
権利要求書
1.一种超(近)临界水中无氧化剂催化条件下含炸药成分废水的处理方法，其 特征在于具有以下的处理过程和步骤：
a.配置含有炸药成分TNT、RDX、HMX的模拟废水：以炸药主要成分TNT、 RDX或HMX有机化合物为主要测试对象，用去离子水定容配制成不同浓度的溶液， 即模拟废水;
b.用空气对反应釜体及管线进行扫线、清空和检漏后，在反应釜体内注入一定 量的去离子水;
c.设定调节温度、压力控制系统，通电加热，使水加热到临界状态，即在超(近) 临界水反应釜体中处理炸药模拟废水要求的工艺参数范围;超(近)临界水处理的温 度范围为200～500℃，压力范围为3.5～50MPa;
d.将上述预先配制好的模拟废水，用高压计量泵注入反应釜体中，反应釜体中 的反应气氛为空气、氮气或二氧化碳;密闭容器，在超(近)临界水作用下，保持一 定的反应时间;反应时间为1～60分钟;
e.然后取出经处理的废水，用高效液相色谱对该处理液进行定性-定量分析，测 得炸药化学成分的去除率。
2.根据权利要求1所述的一种超(近)临界水中无氧化剂催化剂条件下含炸药 成分废水的处理方法，其特征在于所述的含有炸药化学成分，包括有：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)、HMX(1，3，5，7-四硝基-1，3，5，7- 四氮杂环辛烷)、SEX(或AcHMX，1-乙酰基-3，5，7-三硝基-1，3，5，7-四氮杂环辛烷)、 TAX(或AcRDX，1-2酰基-3，5-二硝基-1，3，5-三氮杂环己烷)、及部分原料NC(硝化 纤维素)、NG(硝化甘油)、NGu(硝基胍)等。
说明书
超(近)临界水中无氧化剂催化剂条件下含炸药成分废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种超(近)临界水中无氧化剂催化剂条件下含炸药成分废水的处理 方法，属环境保护废水处理技术领域。
背景技术
炸药工业是重污染源之一，生产过程中排放的废水中含有TNT(C7H3N3O6)、RDX (C3H6N6O6)、HMX(C4H8N8O8)等多种剧毒化学物质。
目前世界上最主要的三种炸药是：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)、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)，其中TNT产量最高，因此炸药生产废水中的主 要污染物是TNT、RDX、HMX，以及制造TNT的中间产物，如SEX(或AcHMX， 1-乙酰基-3，5，7-三硝基-1，3，5，7-四氮杂环辛烷)、TAX(或AcRDX，1-乙酰基-3，5-二硝 基-1，3，5-三氮杂环己烷)。另外可能含有部分原料，如NC(硝化纤维素)、NG(硝化 甘油)、NGu(硝基胍)。
TNT为世界上第一大类常规炸药，TNT毒性很大，有效突变毒性，其毒性为其 他几种化合物毒性的20～50倍。人体的吸入致死量为2g，中毒途径是通过呼吸道吸 入蒸气或粉尘，以及通过皮肤吸收。当水中TNT含量达到1mg/L时，鱼类就会死亡。 由于土壤对TNT有较强的吸附作用，TNT浸入土壤，会很快渗入地下，会与土壤中 的几种主要化合物相互作用，使土坑连有机物的浓度增高，污染土壤地下水、对环境 造成严重危害。
炸药废水含有大量有毒物质，成分复杂，排放量大，毒性很强，对人体液、肝脏、 中枢神经、眼球、皮肤都有明显的破坏作用。炸药废水化学性质稳定，很难为一般催 生物所降解，属于低浓度难降解有机废水，故若不经有效处理而将炸药废水直接排放 会对环境及地表水系造成严重污染。
目前，国内尚无一种比较完善的处理方法。传统的处理炸药废水的方法有中和法、 气浮分离法、生物化学法、活性碳吸附法和树脂吸附法、焚烧法以及紫外光降解和紫 外光氧化法、部分生物降解法、水解法和热分解法等;另外还有混凝沉淀、吸附、萃 取、膜分离等物理方法。它们的缺点是处理周期长、规模较大、资金投入较高。
化学氧化法是目前炸药废水处理中较重要的方法，其研究的深度和广度大大超过 其他方法。其主要包括：光催化氧化、异相光催化氧化、超声扳波空化氧化、湿压空 气氧化法、Fenton氧化、臭氧氧化等。这些处理方法都存在不足之处：工艺流程复杂、 流程长、效率低、处理费用高和易造成二次污染等;因此使它们的广泛应用受到限制。 炸药废水中TNT的化学性质较为稳定，使得废水处理难度较大。只有在相当苛刻的 条件下，化学氧化法如湿式空气氧化，高热分解等才有可能使废水中TNT浓度达到 一级排放标准(：0.50mg/L)。湿式空气氧化法的处理效率较低，而高温热分解法还 会有爆炸的危险。
这些年来，炸药这一高能物质除了用于国防外，还越来越多地用于国民经济建设; 随着我国民用炸药用量的逐步增长，各矿务局、化工厂民用炸药的产量也在增大，其 中TNT约占炸药总量的10～15%。因此，开创研究出一个较有效的、成本较低的炸 药废水处理方法，成为当务之急的研究课题。
超临界水是指温度大于374.3℃、压力大于22.1MPa的流体;近临界是指温度在 250～350℃，压力在5～10MPa间的压缩液态水。超(近)临界水对大多数有机化合 物具有较大溶解度，其性能相当于丙酮，能替代常用的有机溶剂，且与氧具有完全可 溶性。超(近)临界水的离子积比常态水的离子积大几千倍，具有酸性或碱性催化作 用。超(近)临界水具有极高能量，能提高反应转化率，加快反应速率。此外，水对 环境没有污染，是环境友好的技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种超(近)临界水中无氧化剂催化剂条件下含炸药成分废 水的处理方法。
本发明是一种超(近)临界水中无氧化剂催化条件下含炸药成分废水的处理方法， 其特征在于具有以下的处理过程和步骤：
a.配置含有炸药成分TNT、RDX、HMX的模拟废水：以炸药主要成分TNT、 RDX或HMX有机化合物为主要测试对象，用去离子水定容配制成不同浓度的溶液， 即模拟废水;
b.用空气对反应釜体及管线进行扫线、清空和检漏后，在反应釜体内注入一定 量的去离子水;
c.设定调节温度、压力控制系统，通电加热，使水加热到临界状态，即在超(近) 临界水反应釜体中处理炸药模拟废水要求的工艺参数范围;超(近)临界水的处理温 度范围为200～500℃，压力范围为3.5～50MPa;
d.将上述预先配制好的模拟废水，用高压计量泵注入反应釜体中，反应釜体中 的反应气氛为空气、氮气或二氧化碳;密闭容器，在超(近)临界水作用下，保持一 定的反应时间;反应时间为1～60分钟;
e.然后取出经处理的废水，用高效液相色谱对该处理液进行定性-定量分析，测 得炸药化学成分的去除率。
所述的含有炸药化学成分，包括有：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)、HMX(1，3，5，7-四硝基-1，3，5，7-四氮杂环辛烷)、SEX(或 AcHMX，1-乙酰基-3，5，7-三硝基-1，3，5，7-四氮杂环辛烷)、TAX(或AcRDX，1-2酰基 -3，5-二硝基-1，3，5-三氮杂环己烷)、及部分原料NC(硝化纤维素)、NG(硝化甘油)、 NGu(硝基胍)等。
本发明方法的特点是：无需添加氧化剂和催化剂，可以在空气、氮气或二氧化碳 气氛中直接进行，并在超临界水作用下，将炸药成分降解为短链小分子、二氧化碳和 水等。
