專利名稱：二硝基重氮酚生產(chǎn)過(guò)程中的還原母液處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種起爆藥二硝基重氮酚生產(chǎn)過(guò)程中還原母液的處理方法。
背景技術(shù)：
二硝基重氮酚作為一種起爆藥，因其良好的爆炸性能、安全的生產(chǎn)過(guò)程，以及原料來(lái)源廣、購(gòu)置成本低等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)各種民用火工品中得到較廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)普遍采用的二硝基重氮酚生產(chǎn)方法為鈉鹽法，該方法每生產(chǎn)Ikg 二硝基重氮酚大約產(chǎn)生200kg-300kg的母液，母液產(chǎn)生量很高。二硝基重氮酚生產(chǎn)母液成分復(fù)雜，來(lái)源于第一級(jí)生產(chǎn)過(guò)程中硫化鈉還原苦味酸流程的還原母液，包含大量的硝基、亞硝基等有毒有害污染物，COD值達(dá)5. OX 104-6. OX 104mg/L，可生化性差，加之母液本身呈強(qiáng)堿性，色度可達(dá)
6.0 X 104-7. 0 X 104，若不有效處理，其對(duì)環(huán)境的危害較大。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)還原母液大多采用稀釋法進(jìn)行預(yù)處理，即向還原母液中加入大量工業(yè)用水，將其稀釋10-50倍，使還原母液的COD稀釋至500-1000mg/L左右、色度稀釋至3000-5000倍左右，稱之為還原廢水。然后對(duì)這些還原廢水主要采取包括物理化學(xué)法、生物法、高級(jí)氧化法等技術(shù)進(jìn)行處理。這些處理方法均多存在工藝較為復(fù)雜，處理效果不佳，難以達(dá)標(biāo)排放，且投資成本較高、處理費(fèi)用較大等不足，使生產(chǎn)企業(yè)難以承受。同時(shí)因在處理過(guò)程中，母液中的二硝基重氮酚常常因沉積、結(jié)晶而具備爆炸特性(二硝基重氮酚即使在水中也極易發(fā)生爆炸)，致使不少企業(yè)在處理此類母液的過(guò)程中發(fā)生過(guò)意外爆炸事故，造成一定的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此尋求高效、經(jīng)濟(jì)、合理的還原母液處理技術(shù)意義重大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有還原母液處理技術(shù)的不足而提出的一種以鐵炭微電解法作為前期處理、結(jié)合Fenton氧化法作為后續(xù)深度處理的新型組合還原母液處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)還原母液的安全、高效、低耗處理。本發(fā)明所用工藝流程圖如圖I所示，具體技術(shù)方案如下一種二硝基重氮酚生產(chǎn)過(guò)程中還原母液的處理方法，是將還原母液經(jīng)管道收集至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池進(jìn)行混合、均質(zhì)，調(diào)節(jié)PH為2-4，后經(jīng)水泵提升至鐵炭床，鐵炭床中Fe/C質(zhì)量比為1:1，停留時(shí)間l_2h，出水自流入二級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH為3-4，然后進(jìn)入類Fenton反應(yīng)池，按5mL/L_10mL/L的比例向反應(yīng)池中加入質(zhì)量濃度為30%的H2O2,反應(yīng)時(shí)間為2-4h，反應(yīng)處理后母液自流入中和池，投加電石渣調(diào)節(jié)pH至7-8，同時(shí)利用池底設(shè)置的充氧機(jī)對(duì)母液進(jìn)行充氧，后流入絮凝沉淀池，沉淀上清液進(jìn)入活性炭吸附塔，沉淀污泥提升至污泥濃縮池濃縮，濃縮后的上清液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池，濃縮污泥進(jìn)入臥螺式離心機(jī)進(jìn)行脫水，脫水后的污泥摻入動(dòng)力煤中燃燒利用，離心后的分離液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池。本發(fā)明在考慮到還原母液中電解質(zhì)含量高，導(dǎo)電性能良好地基礎(chǔ)上，以機(jī)械加工產(chǎn)生的廢鐵屑為電解原料，利用鐵炭微電解法作為前期處理，破壞發(fā)色基團(tuán)，將硝基類化合物還原成苯胺類化合物，同時(shí)依靠鐵炭床內(nèi)活性炭所具備的吸附功能對(duì)微電解處理效果進(jìn)行強(qiáng)化；經(jīng)由微電解產(chǎn)生的Fe2+，可直接與后續(xù)加入的H2O2反應(yīng)形成具有強(qiáng)氧化性的類Fenton試劑，達(dá)到對(duì)廢液進(jìn)一步的深度處理。本發(fā)明具有一次性投資小、運(yùn)行費(fèi)用較低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
圖I是本發(fā)明工藝流程中1. 一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池；2.鐵炭床；3. 二級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池；4.類Fenton反應(yīng)池；5.中和池；6.絮凝沉淀池；7.污泥濃縮池；8.臥螺離心機(jī)；9.活性炭吸附塔。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以鐵炭微電解/H2O2法處理還原母液，利用電極反應(yīng)產(chǎn)生的活性很高新生態(tài)的[H]，使廢液中環(huán)狀有機(jī)物的結(jié)構(gòu)斷裂，將部分大分子有機(jī)物降解為小分子態(tài)，協(xié)同鐵炭床內(nèi)安置的活性炭所具備的吸附功能，降低母液的COD值；經(jīng)不斷的電化學(xué)腐蝕所產(chǎn)生的Fe2+，于后續(xù)加入的H2O2可結(jié)合形成具強(qiáng)氧化性的Fenton試劑，進(jìn)一步去除有機(jī)污染物；在中和池內(nèi)加入電石渣，調(diào)節(jié)PH至7-8，同時(shí)附以曝氣，使Fe2+和Fe3+水解成具備很強(qiáng)絮凝功能的絡(luò)合物，在吸附母液中的膠體、懸浮物和難溶有機(jī)物的同時(shí)產(chǎn)生沉淀，使水質(zhì)得到凈化；沉淀上清液進(jìn)入活性炭吸附塔，經(jīng)吸附處理后達(dá)標(biāo)外排或回用。沉淀污泥提升至污泥濃縮池濃縮，濃縮后的上清液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池，濃縮污泥進(jìn)入臥螺式離心機(jī)進(jìn)行離心脫水，脫水后的污泥摻入動(dòng)力煤中燃燒利用，離心分離液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池。其具體處理方法如下如圖I所示，還原母液經(jīng)管道收集至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池I進(jìn)行混合、均質(zhì)，調(diào)節(jié)pH為2-4，后經(jīng)水泵提升至鐵炭床2，于鐵炭床2內(nèi)發(fā)生微電解反應(yīng)，同時(shí)在活性炭吸附作用的協(xié)同下，完成預(yù)處理，鐵炭床2中Fe/C質(zhì)量比為1:1，停留時(shí)間l_2h;出水自流入二級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池3，調(diào)節(jié)pH為3-4，然后進(jìn)入類Fenton反應(yīng)池4，按5mL/L_10mL/L的比例向反應(yīng)池4中加入質(zhì)量濃度為30%的H2O2，此時(shí)廢液中經(jīng)電化學(xué)腐蝕所產(chǎn)生Fe2+與H2O2結(jié)合形成Fenton試劑，使母液中多數(shù)有機(jī)污染物得到降解，反應(yīng)時(shí)間為2-4h ;反應(yīng)處理后母液自流入中和池5，投加電石渣調(diào)節(jié)pH至7-8，同時(shí)利用池底設(shè)置的充氧機(jī)對(duì)母液進(jìn)行充氧，F(xiàn)e2+和Fe3+可在有氧和堿性的條件下形成鐵的絡(luò)合物，吸附母液中難溶的有機(jī)物；出水流入絮凝沉淀池6，沉淀上清液進(jìn)入活性炭吸附塔9，經(jīng)吸附后出水水質(zhì)可達(dá)到《兵器工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)彈藥裝藥》(GB14470. 3-2002)排放要求；沉淀污泥提升至污泥濃縮池7濃縮后回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，濃縮污泥進(jìn)入臥螺離心機(jī)8離心脫水，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為1500-1800r/min，離心脫水8min，脫水后的污泥含水率小于20%,摻入動(dòng)力煤中燃燒利用，離心分離液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池I。本發(fā)明中還原母液在一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)pH至3，使得鐵炭床2內(nèi)的廢鐵屑和活性炭在酸性的條件下形成無(wú)數(shù)微電池，經(jīng)電解反應(yīng)產(chǎn)生新生態(tài)的[H]活性很強(qiáng)，可與母液中多數(shù)有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時(shí)由電化學(xué)腐蝕所形成的Fe2+可與后續(xù)加入的H2O2形成Fenton試劑,相關(guān)反應(yīng)方程式為零價(jià)鐵的還原Fe+大分子有機(jī)物(有色)一Fe2++小分子有機(jī)物(無(wú)色)
新生態(tài)[H]的還原[H]+大分子有機(jī)物(有色)一小分子有機(jī)物(無(wú)色)微電解電極反應(yīng)式為陽(yáng)極Fe_2e— Fe2+ Fe2++20H — Fe(OH)2陰極大分子有機(jī)物(有色)+ne_ —小分子有機(jī)物(無(wú)色)2H20+2e_ — H2+20H_Fe2+與H2O2結(jié)合所形成的Fenton試劑,在經(jīng)由二級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池調(diào)至pH成酸性的條件下，F(xiàn)e2+成為催化劑使H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基( 0H)，反應(yīng)方程式為Fe2++H202 — Fe3++0H> OH
Fe3++H202 — Fe2++ HO2+H+ 0H+H202 — H2O+ HO2 HO2 — 02>H+ 02 +H2O2 — O2+ 0H+0H在中和池5內(nèi)投加電石渣，同時(shí)于池底附以曝氣，在充氧和堿性的條件下，使母液中的Fe2+和Fe3+在絮凝沉淀池6內(nèi)水解成具有很強(qiáng)吸附絮凝作用的絡(luò)合物，以去除廢液中的膠體、懸浮物，以及難溶的有機(jī)污染物，沉淀出水進(jìn)入活性炭吸附塔9完成最終處理。還原母液經(jīng)上述工藝處理后，即可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放或回用。以下提供本發(fā)明的3個(gè)實(shí)施例實(shí)施例I本實(shí)施例處理還原母液的產(chǎn)生量為0. 8m3/d。還原母液原pH=12-13. 5，進(jìn)水色度為6250倍，COD濃度為1367. 52mgL。具體實(shí)施步驟如下還原母液經(jīng)管道收集至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，調(diào)節(jié)pH為4，后經(jīng)水泵提升至鐵炭床2，鐵炭床2中Fe/C質(zhì)量比為1:1，停留時(shí)間75min ;出水自流入二級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池3，調(diào)節(jié)pH為4，然后進(jìn)入類Fenton反應(yīng)池4，按5mL/L的比例向反應(yīng)池4中加入質(zhì)量濃度為30%的H2O2，反應(yīng)時(shí)間為195min ;反應(yīng)處理后母液自流入中和池5，投加電石渣調(diào)節(jié)pH至7，同時(shí)利用池底設(shè)置的充氧機(jī)對(duì)母液進(jìn)行充氧，出水流入絮凝沉淀池6，沉淀上清液進(jìn)入活性炭吸附塔9，吸附出水COD濃度降至7. 26mg/L,色度降至8，其COD值和色度均達(dá)到《兵器工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)彈藥裝藥》(GB14470. 3-2002)排放要求，脫色率和COD去除率分別為99. 87%和99. 47% ;沉淀污泥提升至污泥濃縮池7濃縮后回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，濃縮污泥進(jìn)入臥螺離心機(jī)8離心脫水，離心轉(zhuǎn)速1500-1800r/min，離心脫水8min，分離液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，脫水后的污泥含水率小于20%，摻入動(dòng)力煤燃燒利用。實(shí)施例2本實(shí)施例處理還原母液的產(chǎn)生量為I. 0m3/d。還原母液原pH=12-13. 5，進(jìn)水色度為6250倍，COD濃度為1367. 52mg/L。具體實(shí)施步驟如下還原母液經(jīng)管道收集至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，調(diào)節(jié)PH為2，后經(jīng)水泵提升至鐵炭床2，鐵炭床2中Fe/C質(zhì)量比為1:1，停留時(shí)間Ih ;出水自流入二級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池3，調(diào)節(jié)pH為3，然后進(jìn)入類Fenton反應(yīng)池4，按10mL/L的比例向反應(yīng)池4中加入質(zhì)量濃度為30%的H2O2,反應(yīng)時(shí)間為2h ;反應(yīng)處理后母液自流入中和池5，投加電石渣調(diào)節(jié)pH至8，同時(shí)利用池底設(shè)置的充氧機(jī)對(duì)母液進(jìn)行充氧，出水流入絮凝沉淀池6，沉淀上清液進(jìn)入活性炭吸附塔9，吸附出水COD濃度降至21. 73mg/L，色度降至15，其COD值和色度均達(dá)到《兵器工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)彈藥裝藥》(GB14470. 3-2002)排放要求，脫色率和COD去除率分別為99. 76%和98. 41% ;沉淀污泥提升至污泥濃縮池7濃縮后回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，濃縮污泥進(jìn)入臥螺離心機(jī)8離心脫水，離心轉(zhuǎn)速1500-1800r/min，離心脫水8min，分離液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，脫水后的污泥含水率小于20%，摻入動(dòng)力煤燃燒利用。實(shí)施例3本實(shí)施例處理還原母液的產(chǎn)生量為1.5m3/d。還原母液原pH=12-13. 5，進(jìn)水色度為6250倍，COD濃度為1367. 52mg/L。具體實(shí)施步驟如下還原母液經(jīng)管道收集至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，調(diào)節(jié)PH為2，后經(jīng)水泵提升至鐵炭床2，鐵炭床2中Fe/C質(zhì)量比為I: I，停留時(shí)間Ih ;出水自流入二級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池3，調(diào)節(jié)pH為3，然后進(jìn)入類Fenton反應(yīng)池4，按5mL/L的比例向反應(yīng)池4中加入質(zhì)量濃度為30%的H2O2,反應(yīng)時(shí)間為2h ;反應(yīng)處理后母液自流入中和池5，投加電石渣調(diào)節(jié)pH至7-8，同時(shí)利用池底設(shè)置的充氧機(jī)對(duì)母液進(jìn)行充氧，出水流入絮凝沉淀池6，沉淀上清液進(jìn)入活性炭吸附塔9，吸附出水COD濃度降至46. 81mg/L，色度降至31，其COD值和色度均達(dá)到《兵器工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)彈藥裝藥》(GB14470. 3-2002)排放要求，脫色率和COD去除率分別為99. 50% 和96. 58% ;沉淀污泥提升至污泥濃縮池7濃縮后回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，濃縮污泥進(jìn)入臥螺離心機(jī)8離心脫水，離心轉(zhuǎn)速1500-1800r/min，離心脫水8min，分離液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池1，脫水后的污泥含水率小于20%，摻入動(dòng)力煤燃燒利用。
權(quán)利要求
1 一種二硝基重氮酚生產(chǎn)過(guò)程中還原母液的處理方法，其特征在于，是將還原母液經(jīng)管道收集至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池進(jìn)行混合、均質(zhì)，調(diào)節(jié)pH為2-4，后經(jīng)水泵提升至鐵炭床，鐵炭床中Fe/C質(zhì)量比為1:1，停留時(shí)間l_2h，出水自流入二級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH為3-4，然后進(jìn)入類Fenton反應(yīng)池，按5mL/L_10mL/L的比例向反應(yīng)池中加入質(zhì)量濃度為30%的H2O2,反應(yīng)時(shí)間為2-4h，反應(yīng)處理后母液自流入中和池，投加電石渣調(diào)節(jié)pH至7-8，同時(shí)利用池底設(shè)置的充氧機(jī)對(duì)母液進(jìn)行充氧，后流入絮凝沉淀池，沉淀上清液進(jìn)入活性炭吸附塔，沉淀污泥提升至污泥濃縮池濃縮，濃縮后的上清液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池，濃縮污泥進(jìn)入臥螺式離心機(jī)進(jìn)行離心脫水，脫水后的污泥摻入動(dòng)力煤中燃燒利用，離心分離液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二硝基重氮酚生產(chǎn)過(guò)程中還原母液的處理方法。該方法是將還原母液經(jīng)管道收集至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池進(jìn)行混合、均質(zhì)，調(diào)節(jié)pH為2-4，后提升至鐵炭床，出水自流入二級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH為3-4后進(jìn)入類Fenton反應(yīng)池，反應(yīng)處理后母液自流入中和池，投加電石渣調(diào)節(jié)pH至7-8，同時(shí)對(duì)母液進(jìn)行充氧，然后流入絮凝沉淀池沉淀，沉淀上清液進(jìn)入活性炭吸附塔，沉淀污泥提升至污泥濃縮池，濃縮后的上清液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池，濃縮污泥進(jìn)入臥螺式離心機(jī)進(jìn)行離心脫水，脫水后的污泥摻入動(dòng)力煤中燃燒利用，離心分離液回流至一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)池。本發(fā)明具有投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F103/36GK102976529SQ20121048567
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者張文藝, 鄭澤鑫, 戴如娟, 占明飛, 李仁霞 申請(qǐng)人:常州大學(xué)