炸药废水处理的高级氧化技术.pdf

第11卷第3期含能材料Vol.11,No.3

2003年9月ENERGETICMATERIALSSeptember,2003

文章编号:10069941(2003)03016604

炸药废水处理的高级氧化技术

吴耀国,焦剑,赵大为,范晓东
(西北工业大学化学工程系,陕西西安,710072)

摘要:综述了高级氧化技术方法在炸药废水处理方面的应用研究进展。从废水处理的效果及
经济性等方面,对有关研究方法进行了分析和对比。结果表明高级氧化技术对炸药废水处理有一

定的效果,其中H2O2+O3法与Fenton法更为有效,可在较短时间内将目标污染物氧化,但存在有
副产物产生、效率不很高等问题。
关键词:环境化学;高级氧化技术;综述;炸药废水;TNT;RDX;HMX
中图分类号:X789文献标识码:A

机物的AOPs氧化速率常数可达106~109mol!s-1,如
1引言
对含C∀H或者C∀C键有机物质的反应速率常数一般
炸药废水中含有的梯恩梯(TNT)、黑索今(RDX)都很大,甚至可以接近扩散速率控制的极限,表明此时
及奥克托今(HMX)等污染物,主要来源于炸药及其制氧化反应速度是由!OH的产生速度来决定的,在短时间
造所用原料及中间产物[1]。这些污染物多有急性毒内便可以达到处理要求;(4)反应条件温和,AOPs可
性,化学性质稳定,很难为一般微生物所降解。因而,在常温常压下进行,而且对环境的酸碱性也无特殊要
一般工程应用与研究中多采用活性炭吸附等物化技求,反应容易控制;(5)既可以作为单独的处理单元,也
术[2~5],但存在工艺复杂、流程长、效率低、费用高等可以作为预处理,与其他处理过程进行匹配。
不足[2~5]。目前,国内外在对有毒、难降解有机废水根据所用的氧化剂与催化条件的不同,目前
的处理中,越来越关注高级氧化技术(AdvancedOxiAOPs主要分为三类:(1)Fenton法及类Fenton法;
dationProcesses,AOPs)的研究及应用[6~9]。本文对(2)臭氧法及组合臭氧法;(3)半导体光催化法。
高级氧化技术处理炸药废水的研究成果进行了综述
,3高级氧化技术在炸药废水处理中的应用研
指出了应用中存在的问题并结合废水水质特点及有
,究现状
关学科发展,提出了今后的研究方向。
3.1Fenton法及类Fenton法
2+
2高级氧化技术的概念及其特点Fenton法及类Fenton法的实质是利用Fe或紫
外光(UV)、氧气等与H2O2之间发生链式反应,催化
年[10]发现2+和混合产生氢
1894FentonFeH2O2生成!OH,利用!OH氧化分解水中的污染物。
氧自由基后高级氧化技术开始引起人们的注
(!OH),Li等[15]在利用Fenton法处理TNT污染土壤时
意。它是以的产生为标志采用各种手段产生
!OH,!发现,增加土壤含水量利于Fenton法效率的提高,这
并利用其较强氧化能力氧化还原电位为
OH,(就意味着Fenton法对处理TNT等炸药废水有效。
[11~13]
2.80V),使污染物完全矿化或部分分解。[16]
Bin等对几种AOPs(O3,O3+H2O2,O3+UV,与
与通常的氧化技术相比的特点在于[6~9,13~14]
,AOPs:Fenton反应)进行比较研究发现,对于含有硝基苯、二
产生大量的并可诱发系列的链反应对任
(1)!OH,;(2)硝基甲苯(DNT)与TNT混合废水进行AOPs处理,
何废水处理都有一定的效果;(3)反应速度快,多数有
O3与Fenton法最为有效。
Bier等[17]利用Fenton法对RDX废水进行了处
收稿日期:20030310;修回日期:20030521
理研究并借助14同位素技术发现当反应进
基金项目:西北工业大学英才计划资助项目(2002),C,Fenton
作者简介:吴耀国(1967-),男,博士(后)研究生,副教授,主要行12h,RDX中有76%的碳被氧化,其中68%转变为
从事水环境科学与工程的教学与科研工作。CO2,另一部分转化为甲酸、亚甲基二硝胺等;当反应
第3期吴耀国等:炸药废水处理的高级氧化技术167

进行24h,RDX完全降解。Zoh等[18]对Fenton法处体的原水水质选择合适的技术及参数。
理炸药废水进行研究发现,在pH=3.0、温度为20~503.2臭氧法及组合臭氧法
2+
#的条件下,当H2O2、Fe与RDX(HMX)的摩尔比为臭氧的氧化能力在天然元素中仅次于氟,理论上
5178481时,利用Fenton法可使RDX(10mg!L-1)与讲,对TNT、RDX等具有一定的氧化能力。实验结