电化学法处理DDNP工业污水

陆海东

（贵州盘江民爆有限公司，贵州清镇 551400）

电化学法处理DDNP工业污水

陆海东

（贵州盘江民爆有限公司，贵州清镇 551400）

DDNP工业污水既含有爆炸性物质，又含有毒性物质，既有碱性又有强力的染色性，而且数量相当大，每生产1kg产品，就会排出150～250kg的此类污水，这类污水处理不当，不仅在污水所到之处留下爆炸或燃烧的潜在的危险，而且流散出去还会污染农田，时间一长，污染源上千米的深井水也会受到污染。目前国内外还没有一个比较理想的处理此工业污水的方法，不是效果不佳（去除不彻底产生二次污染）就是处理费用太高。以下研究的这套电化学法，可以根本解决这一问题。

DDNP污水处理；爆炸性物质；电凝机；COD

1 污水的由来和成分分析

起爆药是雷管的核心，所以有人称起爆药是雷管的主装药，然而对起爆药有很多严格的要求，到目前为止，在几种雷管起爆药中二硝基重氮酚［C6H2（N2O）2N2O］俗称DDNP雷管起爆药，是一种性能全面的起爆药，再加上其原料是普通的化工产品，生产工艺简单，所以，从60年代以来，它就成了雷管起爆药中的后起之秀，主打产品。但是，这种起爆药也有两个不足之处：一是假比重有波动，二是工艺产生污水量大，且不易治理，成本较高。在环保日益被重视的今天，这是个较为棘手的问题。

2 DDNP污水治理的方法

对于常规的生化法，由于受到地域及气候等条件的影响效果不佳且投资非常大。对于常温锅炉蒸馏法，其处理成本更是高得惊人，而且因为要燃烧煤造成了二次污染。近年来，国外提出用电凝机直接击破污水中的高分子团的方法，也就是把多数有机物直接电解为无机物，终于使这一问题找到了缺口。根据这一理论基础我厂做了大量的相关实验，在逐步摸索中终于研制出了一套完整的处理DDNP污水的方法。此系统效果明显，省电、快速、卫生、不产生二次污染，特别对于除去色素及降解COD成效显著。

以下来探讨一下此套系统处理污水的原理和理论基础，DDNP废水处理工艺流程见图1。

图1 DDNP废水处理工艺流程

2.1 电解氧化

电解中的氧化作用分为直接氧化和间接氧化。直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化；间接氧化，是用自某些阳极反应物（如Cl、OCl、O2、H2O2）等间接地破坏污染物，如除酚：氯离子在阳极被放电生成分子氯，然后电解生成次氯酸，再利用电极过程二次反应生成的氯和次氯酸的氧化力将酚分解脱除。

2.2 电解还原反应

阴极在特殊电源的作用下（特殊波形）将污水的自由电子激活，使污水中的金属离子直接还原为单质金属。间接还原：阴极在特殊电源的作用下电解出氢，在高压电场作用下最终形成流离氢去除污染物。流离氢是一种较强的还原剂。

2.3 电絮凝

可溶性阳极，例如铁、铝等阳极，在电源作用下失去电子后形成金属离子Fe2+、AI3+与溶液中的OH-1形成金属氢氧化物胶体等絮凝剂，吸附能力极强，将污水中的污染物质吸附沉淀而除去。

2.4 电气浮

当电压达到水电解电压时，在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气（2H2O→ O2+4H+4e，2HO+2e→H2↑+2OH）气泡小，分散度高，作为载体粘附水中的悬浮物而上浮，容易将污水中杂质去除。电气浮还可以去除污水中的疏水性污染物。电解产生的气泡粒径很小，氢气泡约为10～30μm，氧气泡为20～60μm，而加压溶气气浮直径为100～150μm，机械搅拌时产生的气泡直径为800～1000μm。由此可见电解产生的气泡捕获杂质微粒能力比后两者高，出水水质自然较好。此外，电解产生的气泡在20℃时的平均密度为0.5g/L，而一般空气泡的平均密度为1.2 g/L。可见前者的浮载能力比后者大一倍多。

2.5 电Fenton反应

极板采用特殊的碳合金，使阴极产生更多的双氧水。在酸性条件下与阳极析出的亚铁离子产生Fenton反应，生成强氧化性的自由羟基。无选择的氧化污水电Fenton反应过程如下所示：

电Fenton方法相对于传统化学Fenton的优势：H2O2可以电解产生，省去了添加H2O2的麻烦，同时避免H2O2储存与运输中潜在的危险性，亚铁离子可由阳极产生，由阴极再生无需额外添加铁盐。经过电凝机作用后，污水离标准（GB8978—1996）尚有一段距离，我们又在国内筛选了优质脱色絮凝剂，投放于电解污水中，效果不错。使出水指标大大接近了（GB8978—1996）标准。

絮凝工艺是加入易溶于水的一种兼脱色作用的絮凝剂，该物质在水解过程中，有桥架、吸附性能。可进一步除去水中一定的色度和COD成分，还可以除去一些铁、锰、油脂等杂质。

沉淀絮凝工艺后，上层较干净的水到气交换池中与特殊气体氧化，改变水质，从而达标。下层沉淀物由泵抽至压滤机，使固液分离（渣）。液体部分送至集水池中再循环，固体为饼块装。（每吨DDNP污水产生5kg左右）目前只能拌入煤中送大型蒸汽锅炉高温处理掉。但在理论上由于该残渣难燃且含大量钙、镁、铁、碳离子，如掺入到做砖原料中可调节砖的硬度，相信可被砖厂收购。

3 特殊气体是由臭氧机产生的臭氧气体

3.1 臭氧基本性质

臭氧的英文名字叫OZONE分子式O3，分子量48，是氧气（O2）的同素异型体由3个氧原子组成，常温下臭氧是淡蓝色草腥味气体，臭氧在水中溶解度大约是氧的10～15倍。臭氧易分解，具有不稳定性和很强的氧化能力，国际卫生组织对其灭菌功效曾进行归纳比较，臭氧与其他杀菌剂对大肠杆菌的杀灭效果依次为臭氧＞次氯酸（HClO）＞二氧化氯（ClO2）＞银离子（A+g）＞次氯酸根（ClO）等。臭氧的强氧化剂性能，能处理工艺废水的色度，杀菌和消除COD等，它的脱色漂白性能是其他氧化剂无可比拟的。

3.2 臭氧工作原理

臭氧的强氧化性，具有很高的能量，所以很不稳定，在常温、常压下分子结构易变，很快自行分解为氧（O2）和单个氧原子（O），单个氧（O）具有很强的活性，对有机物，如含苯环、酚类有分解作用，从而把有机物分解成无机物，达到治理污水的去色度和降低COD值同时广谱杀菌。臭氧的优点是功效高，洁净性好，经济又方便。经过上述三步处理，经有关部门核定原污水已经达到二类污染物一级排放标准（GB8978—1996）。

3.3 成本分析

该系统运行成本见表1。

Electrochemical Method Rreatment DDNP Industrial Wastewater

Lu Hai-dong

DDNP industrial effl uent contains both explosive substances and toxic substances，both alkaline and strong dyeing，and the number is quite large，for every 1kg of products produced，will discharge about 150-250kg of such sewage，such Inappropriate sewage treatment，not only in the sewage to go where the explosion or burning of the potential risks，but will also pollute the spread out of farmland，over time，pollution sources on the deep well of thousands of meters of water will be contaminated.At home and abroad there is not an ideal way to deal with this industrial wastewater，not ineffective（remove not completely produce secondary pollution）is the processing costs are too high.The following set of electrochemical method，can solve this problem.

DDNP sewage treatment；explosive substance；coagulation machine；COD

X703.1

B

1003-6490（2016）07-0150-02

2016-07-11

陆海东（1974—），男，江苏金坛人，工程师，主要从事机电一体化专业工作。