民爆企业生产废水污染控制现状研究

刘建新，刘庆华

(新时代民爆(辽宁)股份有限公司，辽宁阜新 123003)

1.某民爆企业废水的主要特点

某民爆企业坐落在辽宁省某地，现有两个生产区和一个炸药总库区(总库区位于塔子沟内)，其中生产区占地面积为186hm2，总库区占地面积为15hm2。新时代公司设有25个生产和管理部门，其中主要生产分厂4个;公司还设有一个技术研究所，专门从事民用爆破器材新产品、新技术、新设备的开发及外来新技术的消化吸收。公司主要生产品种为乳化炸药、水胶炸药、工业电雷管、导爆管雷管、工业导爆索、起爆具等民爆产品。主要产品有乳化炸药、电雷管、起爆具、工业导爆索、改性铵油炸药、多孔粒状铵油炸药等。

该企业生产废水分为工艺废水和清洗废水，工艺废水主要指DDNP废水，DDNP是苯酚的硝基衍生物，作为主要的起爆药之一被广泛的应用在各种火工品中，特别是大量应用在工业雷管中。制造DDNP主要经过中和、还原和重氮三大反映过程完成，废水则主要来源于还原、重氮洗涤工序及清洗工具、冲洗地面和设备的排水。

不同反应阶段性质不同，还原废水(包括洗涤水)呈暗红色，pH值在12－13.5之间，通常称为碱性废水，主要成分是硝基化合物、氢氧化钠、硫酸钠、硫化钠和碳酸钠等。重氮废水呈黄色，PH值在1.5－1.7之间，通常称为酸性废水，主要成分是溶解硝基化合物和较多的悬浮颗粒结晶，冲洗地面、设备、工具的废水则悬浮物含量偏高，这些废水既有爆炸性质，又含有有毒物质，既有强碱性，又有强烈的染色性。清洗废水主要指起爆具生产线清洗废水中含有少量的TNT，TNT为致毒、致癌、致突变物质，化学性质稳定且具有爆炸性，这在一定程度上限制了某些物化及生化处理法的利用。

2 该民爆企业废水的处理现状

2.1 废水处理设施

该企业现有废水处理设施1套，用于处理电雷管起爆药DDNP工艺废水，采用减压蒸馏处理工艺，如图1所示，处理能力40t/d，蒸馏出水分收集后经厂总排口排放。减压蒸馏法是利用真空泵使蒸馏器形成负压，将废液提升至蒸馏器，废液中水相经蒸发转化成水蒸汽进入气相从而与废液分离。水蒸汽经过冷凝、收集之后可以作为锅炉用水，也可以直接排放。减压蒸馏处理过程产生的沉渣及蒸馏塔内浓缩后的废渣要定期送至厂区销毁场进行清理，用减压蒸馏法处理DDNP废水存在污垢堵塞蒸馏塔列管，必须定期清理，同时容易造成运行出水效果不稳定，存在二次污染。

图1 减压蒸馏废水处理设施工艺流程图

2.2 废水排放现状

该企业废水排放量共212.7t/d，其中总厂排水116.3t/d，分厂排水量96.4t/d。总厂起爆药(DDNP)工艺废水排放量为9.3t/d(折合186L/kg-DDNP)，采用减压蒸馏处理;总厂产生的生活污水经化粪池处理后排入附近某河流;总厂其它生产废水及分厂的所有废水全部经各自厂区排污口排入同一河流。现有废水产生排放情况表详见表1。

表1 废水产排现状情况一览表

该企业现有DDNP工艺废水经处理后排入附近某河流，排水量及各污染物浓度符合《兵器工业水污染物排放标准火工药剂》(GB14470.2－2002)的相关要求，但不能满足《辽宁省污水综合排放标准》(DB21/1627－2008)表1中相应标准要求。

该企业目前排放的所有废水中各污染物均不能满足《辽宁省污水综合排放标准》(DB21/1627－2008)表1中相应标准要求，属超标排放。为了进一步降低废水中的各污染物浓度，拟采用改进的废水处理工艺代替原有工艺。

3 拟改进的废水处理工艺及效果

3.1 拟改进的废水处理工艺原理

DDNP废水采用降解还原+混凝+两级高效净水器(一体化净水器)+高效过滤+连续微滤(CMF)+反渗透(RO)工艺——双膜工艺。

工艺原理为:

在调节池内利用还原废水(呈强碱性)中和重氮废水(呈强酸性)以达到既破坏重氮基团又可中和酸碱的目的。当还原废水与重氮废水之比为1:2～3时，所得的混合废水之pH约为10左右，基本上可以满足分解重氮基团的条件。

其余重氮基团用铁屑还原法(降解氧化还原法)破坏重氮基团。在还原重氮的混合废水中，经沉淀后加入含一定量的HCl(或H2SO4)与铁屑到还原池，借助于产生的初生态氢，将废水中含有的二硝基重氮酚还原为胺基化合物，再经NaOH中和和絮凝沉淀过滤。经上述处理的废水可达到无爆、无毒的要求。

3.2 拟改进的废水处理工艺

废水经管道投加降解还原剂、脱色剂、臭氧后经混合器混合后由提升泵直接泵入二级一体化高效净水器去除大部分悬浮物，出水经提升水泵提升至高效纤维过滤器、袋式过滤器过滤，再进行微滤和活性炭脱色处理，之后进入CMF系统。CMF系统运行经过四个阶段，即运行产水、气水反冲、大水量及反洗排水为一个运行周期，周而复始，连续运行。如图2所示。

图2 拟采用的DDNP废水处理工艺流程示意图

利用活性炭、多孔性物质的表面来吸附水中的溶解杂质。废水中溶质分子在吸附剂表面力场的作用下，从溶液中转移到吸附剂的表面上，从而减少废水中有毒物质的含量和降低废水的色度。用活性炭系统处理可以有效去除废水中的二硝基重氮酚和COD。经过活性炭过滤器、保安过滤器和高压泵加压进入RO系统，使废水中的二硝基重氮酚及COD达标，为了防止膜面结垢，在废水进入反渗透系统前需增设一套阻垢剂投加系统。经RO系统的净化水可排放或回用。

3.3 拟建DDNP废水处理工艺效果

拟建DDNP废水处理设施在同行业中已有应用，其设计进出水水质及各步处理效果见表2。

表2 拟建DDNP废水污水处理设施设计进出水水质及各步处理效果一览表

4.结果与讨论

该企业产生的废水经厂内拟建DDNP废水处理设施和污水处理站处理后，经新建排水管线接至城市污水排放管网，最后排入污水处理厂进行集中处理，处理达标后排入河流。本企业拟采用的DDNP废水处理工艺具有以下优点:

1)空间上满足。本项目有占地面积小的特点，占地仅为传统工艺的1/4;

2)时间上满足。设备轻便，安装容易;

3)运行成本低，自动化程度高，可以实现无人值守，设备维护简单，产水品质高且稳定。

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