一种弹药装药废水强化处理工艺模拟实验

赵绍燕

摘要： 针对弹药装药GB14470.3-2011新标准水质的排放要求，设计了一种废水强化处理工艺，并以某所炸药废水进行了模拟实验，模拟出水水质均达到新标准的排放要求。表明该强化工艺对目前弹药装药废水的提标改造在技术上完全可行。

关键词 弹药装药；模拟实验；膜

Abstract：According to the new standard ammunition loading GB14470.3-2011 water discharge requirements， design a kind of wastewater enhanced processes， and with a certain explosive wastewater by simulation experiment， simulation effluent can meet the new discharge standard. Show that the strengthening process of the current ammunition loading wastewater upgrading and reconstruction in the technology is completely feasible.

Keywords Ammunition loading；Simulation experiment；Membrane

概述

环境保护部与国家质量监督检验检疫总局联合发布公告，自2012年1月1日起，用弹药装药GB14470.3-2011新标准，代替弹药装药GB14470.3-2002标准。相对于旧标准，新标准对水污染物种类的排放限定更加全面，控制项目由原来的9项增加到了14项；并對排放水质提出了更高的要求。同时新标准中增加了对日排水量的限定，以此明确了对水污染物排放总量的控制要求。相对于企业实际排水量，完全符合标准要求是极为困难的！弹药装药行业的水污染物实现达标排放成为各相关生产企业高度关注和亟待解决的技术难题。

新标准的实施使现有相关企业均面临着废水处理设施的提标改造。基于此我们以某所炸药废水进行了模拟实验，提出了一种炸药废水处理强化工艺水处理工艺—集成膜分离技术，辅以改型CEDI连续电除盐工艺，可在接受水体水质符合GB14470.3-2002原标准的前提条件下，将水中残存的各类污染组分截留分离，并将其浓缩，再利用强化氧化工艺实现污染物减量；系统末梢出水可达到5兆欧水质，完全可作为新生水重复利用，其水质满足各生产环节用水要求。

1、原水污染特性

某所为弹药类科研、生产单位，科研、生产中产生的废水污染物种类繁杂、水量较大，原水中的TNT/DNT/RDX/HMX均属于高能爆炸物，由于为混合废水，较之单一污染废水更难处理。各类炸药混合污染废水的生物毒性更强，难以像单一污染废水采用生化法处理，又因其成分复杂，而不能像单质炸药成分污染采用传统物化法处理。受其危险程度影响，更不可以处理成为固体废物处置。

2、 模拟实验

2.1模拟进水水质水量

实验装备接受水体为某所前级处理出水，水质符合旧标准GB14470.3-2002表1中对新改扩项目给定的各项限值。处理量1吨每小时。

2.2实验简述

为验证膜分离工艺用于炸药废水处理的可行性，我们模拟工程条件进行了前期试验。第一阶段为试验阶段，主要目的是针对不同的膜过程方式和运行工况进行测试，最终确定最优化的工艺参数。第二阶段为实验阶段，调整最佳工况后让系统长时间运行，观察系统性能是否有衰减和自愈式提升现象。

第一阶段的试验过程中，通过对系统压力、流量、回收率的逐步提升，以及运行方式的阶段性调整，最终确定了一级反渗透净化、二级反渗透纯化、后置CEDI保安的定型工艺。

第二阶段的实验过程中未发现系统出现性能衰减，相反出现了自愈式脱除率升高现象，原因有两方面，一是因为膜表面轻微附着的污染影响了离子物透过，二是适宜的系统压力、膜表面流速和溶剂渗透流率的协调促进了膜表面道南电势的形成，迫使离子物离开膜表面。此外，受水中胶体物影响，密封件表面形成的水膜改善了膜两侧的密封隔离，逐渐消除了离子物的逃逸现象。

实验最终的结果表明，采用膜分离对炸药废水进行分离处理完全可行，末梢出水电阻值已达到兆欧级，完全可作为新生水重复利用。

2.3实验存在的问题

首先，实验设备的膜分离单元均为极间两段式设计，系统回收率受到限制，一级反渗透标准回收率为70%，二级反渗透更因单芯容器并联，缩短了流程，回收率仅能做到50%；另外，受处理规模限制，实验设备选用的是小型商用型4040膜元件，流道仅为28mil，流态远不及34mil的工业型膜元件；受膜面积与密封长度比例影响，4040型膜系统的净化脱除率较之8040或8060型膜系统要低得多；

其次，实验用EDI与生产型设备同样存在差异，实验选用的是板式结构EDI模块，膜面积少，占地面积大，模块内流态不稳定，并有0.5～1%的极水要求安全（散气）排放；

最后膜浓缩单元最终排出的10%高浓度水实验中仅收集无有效处理设施。

2.4工程应用具体问题的解决

1）为了达到高的回收率及膜系统的脱出率，工程应用中必须做好膜的选型及反渗透级数及段数的确定。多级反渗透生产型膜分离系统可为极间三段多芯串接设计，回收率均可达到80%以上。

2）EDI选择改型螺旋卷式结构的CEDI模块，内部填充特殊合成树脂，不会发生除无机盐以外的富集污染，模块为高回收率设计，极水与浓水一同回流，提高了单元的回收率，解决了极水处置问题。

3）对于膜浓缩单元最终排出的高浓度水可直接进入强化氧化单元。强化氧化单元能实现对浓水中TNT/DNT/RDX等有机物的去除，经过氧化的浓水返回废水处理前端。以满足新标准中对排污总量控制的要求。

根据实验数据对各工况处理效率预测见表2.1-表2.3。

3、结论

（1）超滤+多级反渗透+CEDI+高级氧化的工艺对于目前弹装炸药废水提标改造技术是完全可行。

（2）该工艺在实际工程中的应用应做好设备的选型，特别是膜设备，应根据水质情况做好膜清洗及膜级段数的设计，能最大程度的减少浓缩液同时不会显著