活性焦吸附處理一硝基甲苯(MNT)廢水
中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間：2014-10-4 8:45:59
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摘要：一硝基甲苯（MNT）廢水是一種具有高毒性、難降解的火炸藥廢水。以活性焦為吸附劑，研究了活性焦對MNT廢水中COD的吸附性能及pH、時(shí)間、溫度和活性焦用量對吸附效果的影響，并分析了吸附前后MNT廢水水質(zhì)和急性毒性的變化。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，pH、時(shí)間和活性焦用量是影響吸附效果的主要因素，吸附過程符合擬二級動(dòng)力學(xué)，吸附速率常數(shù)為1.01×10-2g/（mg•min），可以用Freundlich吸附等溫線來描述，等溫線常數(shù)為Kf=1.14×10-4，n=0.58；在pH為3，溫度為20℃，活性焦用量為80g/L的條件下吸附MNT廢水3 h，COD的去除率達(dá)到72.0%，急性毒性下降了98.6%，表明活性焦能有效地吸附處理MNT廢水。
在火炸藥三硝基甲苯（TNT）的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的火炸藥廢水。這些廢水由于含有大量的硝基芳香族化合物如一硝基甲苯（MNT）、二硝基甲苯（D NT）、二硝基甲酚、二硝基苯磺酸鈉、TNT等而具有高毒性，且難于被降解，如果未經(jīng)處理而直接排放，將會對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成重大的影響。因此，對火炸藥廢水進(jìn)行處理再排放非常必要。
近年來，用以處理火炸藥廢水的方法主要有焚燒法、濕式空氣氧化法、生物降解法、減壓蒸餾法，以及吸附法等。焚燒法成本高，且易造成二次污染，濕式氧化法又對操作條件要求太高，微生物在炸藥廢水中易中毒而難以生長，減壓蒸餾后的殘?jiān)孕枰M(jìn)行焚燒處理，這些缺陷均限制了它們在實(shí)際工程中的大規(guī)模應(yīng)用。吸附法因操作簡單，成本低，效率高而被廣泛應(yīng)用于火炸藥廢水的處理。目前用于吸附法的吸附劑主要有活性炭、吸附樹脂、竹炭纖維等。
一硝基甲苯（MNT）廢水是產(chǎn)生于MNT的精制過程中的一種火炸藥廢水，亦稱作MNT堿性廢水。該廢水成分復(fù)雜，濃度高，主要有機(jī)物包括MNT和二硝基甲酚等，其中二硝基甲酚以酚鈉鹽的形式存在。廢水呈深紅棕色，帶有苦杏仁氣味，COD通常在10000MG/L左右，可生化性差。
活性焦是在對褐煤中有價(jià)揮發(fā)成分進(jìn)行回收之后產(chǎn)生的固體廢物，具有多孔結(jié)構(gòu)，之前的研究常將活性焦用于氣體凈化領(lǐng)域，而在廢水處理領(lǐng)域則鮮有報(bào)道。
本課題組曾用活性焦吸附處理TNT紅水，在最佳條件下，64.8%的COD被去除，硝基苯磺酸鹽的去除率也超過80%，處理效果較好，且處理成本低于商品活性炭。該研究用活性焦對MNT廢水進(jìn)行吸附處理，考察活性焦對MNT廢水中COD的吸附性能，并對吸附前后廢水的急性毒性進(jìn)行了分析，指出活性焦用于吸附處理MNT廢水是可行的。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1水樣與活性焦
MNT廢水取自某特種化工有限公司，呈深紅色，色度達(dá)100000°左右，COD為9938MG/L，PH為14.4，具有刺激性氣味，主要有機(jī)成份為MNT及二硝基苯甲酚�；钚越褂赡辰够瘡S提供，粒徑范圍為5~25μm，比表面積300m2/g，平均孔徑為3.81nm，總孔體積為0.286cm3/g。實(shí)驗(yàn)中所用藥劑采用分析純。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
（1）靜態(tài)實(shí)驗(yàn)：取一定體積的MNT廢水加入到250ml的錐形瓶中，再稱取一定量的活性焦加入錐形瓶中，將錐形瓶置于恒溫?fù)u床中在一定溫度下以180r/min的速率震蕩至吸附飽和，靜置一段時(shí)間后取上清液進(jìn)行分析。
（2）分析方法：COD采用GB 11914-89進(jìn)行測定，色度采用GB 11903-89提供的稀釋法進(jìn)行測定，PH采用意大利哈納公司生產(chǎn)的PH211型臺式PH計(jì)測定，紫外全掃描采用日本島津UV-1800紫外分光光度計(jì)，紅外檢測采用德國布魯克爾公司生產(chǎn)的TENSOR27紅外光譜儀。
（3）急性毒性分析：通過檢測廢水對青�；【囊种瓢l(fā)光率來判斷廢水的急性毒性，采用北京濱松光子科技有限公司生產(chǎn)的水質(zhì)毒性分析儀進(jìn)行檢測，具體檢測方法見文獻(xiàn)。青海弧菌的抑制發(fā)光率計(jì)算公式為：
式中LIR為青�；【囊种瓢l(fā)光率，HE\和HE\分別為青�；【趨⒈纫汉退畼又械南鄬Πl(fā)光強(qiáng)度。該研究所用青�；【徲诒本I松光子科技有限公司。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
2結(jié)果與分析
2.1 PH、時(shí)間、溫度及活性焦用量對吸附效果的影響
在一般的吸附過程中，廢水的PH、吸附時(shí)的溫度、接觸時(shí)間以及吸附劑的用量等是影響吸附效果的主要因素。圖1展示了PH、時(shí)間、溫度和活性焦用量對吸附去除MNT廢水中COD的影響。
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