DDNP废水处理技术进展

李萍 张燕 董亚荣

二硝基重氮酚(简称DDNP)是苯酚的硝基衍生物，因其具有机械感度低、火焰感度高、起爆性能优良、原料来源广和成本低等优点而作为工业雷管的起爆药得到了广泛的应用，现在民爆行业基本上仍采用DDNP作为雷管起爆药。目前，DDNP通行的生产方法为钠盐法，每制造1 kg DDNP大约会产生200 kg～300 kg废水，且废水色度高，COD浓度高，某些污染物(如硝基化合物)毒性大，如直接排入江河将严重污染环境，是多年来困扰火药工业及环保系统的老大难问题。

目前国内外DDNP生产废水的处理方法分为物化法和生化法。

1 物化法

物化法包括锅炉烟气余热处理法、混凝法、微电解法、Fenton试剂氧化法、光催化氧化法等。

1.1 锅炉烟气余热处理法

锅炉烟气余热处理法[1]是将 DDNP废水喷淋成雾状与带有余热的锅炉烟气对流接触，废水因吸收烟气中的热量温度上升，其中部分水被汽化蒸发，同时，在废水与烟气接触的过程中，烟气中的SO2，SO3，H2S等气体被水吸收后，与废水中的NaOH，Na2CO3等发生反应，生成盐和水。废水中的污染物和有毒物质不随水分汽化蒸发，浓缩残留在下落的废水中。蒸发浓缩后剩余的废水与残渣经过沉淀，废水循环使用，残渣与煤粉混合进入锅炉焚烧处理。

经过处理，最终实现了DDNP废水的零排放，同时又降低了锅炉烟气中大部分有害气体，降低了烟尘的排放浓度，是一种以废治废既经济又环保的方法。该方法的缺点是废水对设备有一定的腐蚀作用，且处理能力受锅炉烟气量制约。

1.2 混凝法[2]

混凝法是利用混凝剂在水中水解，其水解产物与废水中的悬浮状不溶物及部分溶质一起沉降下来，是废水由混浊变得澄清的过程。DDNP废水中的硝基化合物浓度较高，呈胶体状态存在。通过向废水中投加混凝剂，胶体凝聚成较大的颗粒沉淀，从而降低色度与有毒物浓度。混凝法虽具有一定的处理效果，但作为独立的处理过程，通常不会使该废水处理达标排放，因此该法通常要与其他废水处理方法配合使用。该法的优势在于工艺简单、操作容易、设备投资少、净水剂便宜、间歇或连续运行均可等特点在废水处理中获得广泛应用。

1.3 微电解法[3]

微电解法处理废水是利用电化学反应、氧化还原反应和电凝聚作用。废水中有机物的去除和脱色主要依靠新生态的[H]和新裸露的铁原子所具有的反应活性。另外，酸性条件下，不断进行铁屑的电化学腐蚀使大量Fe2+进入溶液，通过调节废水的pH值，产生大量Fe(OH)2絮凝体，这些絮凝体能对废水中的胶体和悬浮物进行有效的吸附、凝聚及共沉淀作用，降低废水的COD和色度。另外，碳粒多孔并有很大的比表面积，使其对有机物分子有吸附作用。若废水中有硫化氢时，电解反应过程中产生的Fe2+等离子还能与其作用而生成沉淀。微电解法处理废水具有原料易得，且工艺设备简单，操作管理方便，占地面积小，不易造成二次污染，有以废治废的优点，但该方法处理的废水还要进一步处理才能排放。

1.4 Fenton试剂氧化法

Fenton试剂是Fe2+和H2O2组成的氧化体系，Fenton试剂参与反应的主要控制步骤是自由基，尤其是◦OH的产生及其与有机物相互作用的过程[4]。有机物最终被氧化成 CO2和 H2O，Fe2+起催化作用，空气中的氧为有机物氧化提供了部分氧源。Fenton试剂氧化法处理废水，可使废水的色度、毒性大大降低。但该方法对设备要求较高，一次性投资太大，厂家难以接受，因而只处于实验室研究阶段，实际应用中没有得到推广。

1.5 光催化氧化法[5]

光催化氧化法是以光敏化半导体为催化剂，在光照条件下催化有机物氧化和降解的方法。目前，常用的光催化剂以纯TiO2或掺杂的TiO2居多。TiO2在紫外光的照射下，电子发生跃迁，从而形成光生电子和空穴，光生电子具有很强的还原性，光生空穴具有很强的氧化性，它们在半导体表面分别与不同的基团发生反应，产生氧化性极强的羟基自由基，能够氧化降解有机物，使其转化为CO2，H2O以及无机物，具有降解速度快、无二次污染、占地少的特点。但该方法对工艺条件要求较高，催化剂的价格更是昂贵。

1.6 超临界水氧化(SCWO)技术

SCWO技术是在温度、压力高于水的临界温度(374℃)、临界压力(22.1MPa)条件下，以超临界水作为反应介质，水中的有机物与氧化剂发生强烈的氧化反应，最后彻底氧化成无毒的小分子化合物。SCWO技术处理废水的优点是处理速度快，COD去除率高达99%以上，色度去除率达到100%，盐类及金属等无机物可以固体形式被分离回收，无二次污染问题，反应器结构简单，体积小，适用范围广[6]。但该技术也存在反应条件苛刻(高温、高压)、反应器材的腐蚀以及建设投资大等缺点。

2 生化法[7]

生化法处理废水是利用微生物的新陈代谢作用，对废水中的污染物质进行转换、稳定及使之无害化的处理方法。微生物具有来源广、易培养、繁殖快、对环境适应性强、易变异等特性，在生产上能容易地采集菌种进行培养增殖，并在特定条件下进行驯化，使之适应有毒工业废水的水质条件，从而通过微生物的新陈代谢使有机物无机化，有毒物质无害化。加之微生物的生存条件温和，新陈代谢过程中不需高温高压，它是不需投加催化剂的催化反应，用生化法促使污染物的转化过程与一般化学法相比优越得多，其处理废水的费用低廉，运行管理较方便，所以生化处理是废水处理系统中最重要的过程之一。但该法占地大，一次投资高，且由于微生物对营养物质、pH值、温度和进水水质等条件有一定要求，难以适应DDNP废水的直接处理，因此，生化法比较适用于DDNP生产废水的深度处理。

3 结语

现有DDNP废水处理方法各有其优缺点，或因其一次性投资太大、治理费用高而使企业难以承受，或因其工艺复杂、效果不佳、难以达到排放标准而不宜采用。因此，开拓具有处理效果明显、操作简单、运行成本低的组合工艺是 DDNP废水处理技术的发展趋势。

[1] 张慧卿.锅炉烟气余热处理DDNP污水系统的应用[J].山西焦煤科技，2008(3):41-42.

[2] 徐美红，张学才.聚合硫酸铁的制备及应用研究[J].环境污染与防治(网络版)，2006，11(11):1-6.

[3] 刘少敏，严家平，张学才.谢家集矿区DDNP生产污水的治理研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版)，2007，27 (3):7-11.

[4] 陈寿兵，段日雄，张学才.Fenton试剂处理二硝基重氮酚工业废水的研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版)，2003，23(1):50-53.

[5] 王剑波.DDNP工业污水的光催化处理研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版)，2005，25(3):70-83.

[6] 孟兆龙.超临界水氧化处理DDNP废水研究[D].太原:中北大学，2008.

[7] 陈寿兵，张学才，徐灏龙.白腐真菌降解经微电解预处理二硝基重氮酚废水的研究[J].环境污染与防治，2006，28(2): 143-146.