[发明专利]一种含能材料合成废水的处理方法

说明书

发明领域

本发明属于环境保护领域，具体涉及一种含能材料合成废水的处理方法。

背景技术

火炸药的生产伴随着大量的废水排放，近年来随着新型单质炸药的研发以及DNTF、ADN、TNAZ等含能材料的产业化，火炸药工业废水的数量也在急剧增加，必须进行针对性处理。

含能材料（如TNAZ、DNTF、BuNENA等）合成过程中产生的废水具有高化学需氧量（COD）、强酸性、高盐度且含有特殊危险物的特点。目前，针对单独的高COD、单独高盐或单独高酸的废水处理方法均有报道，但针对包含多种污染因素及特殊物质的火炸药合成废水尚无较好处理方法报道。此外，已有的工业方法在火炸药废水处理中存在不适用、高成本、高二次污染等明显缺陷，比如：传统高盐工业废水处理方法主要有萃取法（CN200710020462.X）、反渗透法（CN201110233487.4）、电渗析法（CN200610048617.6）、铁碳微电解法（CN200810183689.0）、物理化学方法（CN200910087780.7）、膜分离结合生物法（CN200810138217.3）。其中萃取等物理方法存在高二次污染缺点；电解法存在能耗高、不易规模化等缺点。高酸度及高硝酸根含量的含能材料合成废水对反渗透、电渗析等膜分离方法的主要分离器件——膜，存在很大的腐蚀性，硝酸根在电流作用下产生的强氧化性氮氧化物以及硝硫混酸废液更是大大降低了膜的使用期限增加了处理成本；并且高盐对膜的阻塞效果明显，这些因素都大大提高了膜分离方法的运行维护成本，妨碍了其工业应用。

综上，针对含能材料合成废水处理，价格低廉、易于放大的生物处理方法还无报道，寻找一种针对含能材料合成废水的高效、实用的处理方法迫在眉睫。针对性筛选并驯化耐盐、耐高污染菌种以及高效降解菌群的构建对于含能材料废水处理是亟待解决的难题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种高盐度、高COD、强酸性的含能材料废水处理方法，该方法采用化学氧化去除危险有毒物，通过高COD适应性、耐盐兼性厌氧生物高效降解有机杂质，耐盐好氧生物深度降解小分子杂质的方法最终实现含能材料废水达标排放。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种含能材料废水的处理方法，具体包括如下步骤：

a.芬顿反应前中和处理：将氢氧化钙加入废水调节pH=3，过滤除去固体；

b.芬顿氧化反应：向过滤后的废水加入亚铁盐，并滴加双氧水进行催化氧化反应；反应条件：温度：20℃～70℃，pH：3～4，H₂O₂:COD的摩尔比：3:1～2:1，Fe²⁺:H₂O₂的摩尔比：1:7～1:8，反应时间：4～6h，进水COD：5000～120000mg/L；

c.芬顿反应后中和处理：向芬顿氧化反应后的废水加入氢氧化钙调节pH=7；

d.固液分离：将中和处理后的固液混合物中的固体过滤掉，过滤温度：40～60℃；

e.兼性厌氧生物降解：将过滤后的废水利用兼性厌氧菌进行生物降解。兼性厌氧菌降解反应条件为：温度：25～35℃，pH：6.8～7.5，溶解氧：0.2～0.5mg/L，进水COD：1500～24000mg/L，总盐：1000～15000mg/L。

f.好氧降解：将兼性厌氧降解的出水利用好氧菌进一步降解，实现废水达标排放。好氧菌降解反应条件为：温度：25～35℃，pH：6.8～7.5，溶解氧大于2mg/L，进水COD：500～5000mg/L，总盐：800～10000mg/L。

进一步的，所述步骤e中的兼性厌氧菌的筛选及驯化按照以下步骤进行：

1）兼性厌氧菌的菌种来源为污水处理厂厌氧消化工艺阶段的污泥，以生活污水作为碳源，污泥采用间歇曝气法进行筛选，厌氧曝气10h，好氧曝气0.5h，重复4次，得到兼性厌氧菌群；其中，生活污水是指城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，为无毒的无机盐类。2）配制筛选培养基:牛肉膏1g，蛋白胨2g，NaCl1g，芬顿处理后出水灭菌并稀释10倍后取100mL，105℃湿热灭菌20min；3）将步骤1筛选得到兼性厌氧菌群稀释10倍后按照10%的接种率接种至步骤2配制的筛选培养基中，密封，在恒温37℃条件下36h后离心制成菌悬液；4）将菌悬液按照10%的接种率加入10倍稀释后的芬顿处理出水之中，在恒温37℃及厌氧环境下进行厌氧生物处理，处理体系COD降解率稳定7天。