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DDNP生产工艺设计摘要以粉煤灰为原料制取净化DDNP废水用粉煤灰基混凝剂。由实验可知，最佳工艺参数为240目粉煤灰10g，加入30%的硫酸18 ml，在50条件下反应2h，制备的粉煤灰混凝剂处理DDNP废水具有较好的效果;同时，粉煤灰比表面积大、吸附性强;且来源广泛，费用低，因此粉煤灰是制备净化DDNP废水混凝剂的一种理想原料，达到以废治废的目的。关键词:粉煤灰;DDNP废水，混凝剂THE STUDY OF MADING COAGULANT OF CLEAING DDNP WASTEWATER BY FLY AshAbstract：The method of making coagulant with fly ash used in cleaning DDNP wastewater was studied in this paper. The optimal technical parameters were obtained by experiments. The coagulant produced of 10 g fly ash of 240 mesh reacting 2 hours with 18 mL sulfuric acid of30% concentration in the temperature of 50shows the best effect in cleaning DDNP wastewater. Furthermore，fly ash is easy and cheap to get，so it is an ideal material to make coagulan.KEY WORDS: fly ash; DDNP wastewater; coagulan.1引言DDN P (D iazodin it rophenel) 是二硝基重氮酚的英文缩写。二硝基重氮酚是苯酚的硝基衍生物, 作为主要的起爆药之一, 广泛地应用在各种火工品之中, 特别是大量应用在工业雷管中。由于二硝基重氮酚爆炸性能优良原料丰富、生产操作相对来说较为安全, 具有实际生产的意义。因此, 在工业雷管中二硝基重氮酚早已取代了雷汞。较为流行的二硝基重氮酚的生产方法是钠盐法, 在其生产过程中, 每生产1 kgDDN P产品大约产生200 kg 300 kg 废水。除此之外, 实际生产中还有为防静电, 冲刷地面、工具的水, 故实际废水量远远大于此数值。二硝基重氮酚的生产废水, 按其性质和来源可分为两部分: 一部分是用硫化钠还原苦味酸时产生的还原废水, 因该部分废水的pH= 1210 1315, 故通常称为碱性废水; 另一部分是氨基苦味酸钠重氮化时产生的废水, 该部分废水的pH = 115 117, 故通常又称为酸性废水。具体水质情况见表1。表1二硝基重氮酚废水水质一览名称外观Ph值成分（mg/L）水量(L/Kg)还原废水3 (包括洗涤)暗红色12013.5硝基化合物8000 10000氢氧化钠12000 13000硫代硫酸钠40000 42000硫化钠13890碳酸钠5250 435060重氮废水暗黄色1.51.7硝基化合物2500 3500盐酸3500 4500氯化钠14000 16000亚硝酸钠少量70洗涤废水 (重氮橙红色5.06.0溶解的硝基化合物100020冲洗地面、设备、工具的废水浅橙红色7.0100总废水暗红色7.7200 250注: *硫化钠的变化范围由于工艺条件不同而改变; * 含较多的悬浮颗粒结晶。由表1 可以看出,DDN P 生产废水成分复杂, 具有强酸性或强碱性, 含有较多有毒有害的污染物, 若不加处理直接排放, 将会严重污染水环境, 危害动植物生存, 甚至影响附近居民的身体健康。目前, 我国生产DDN P 的火工企业分布在全国各地, 其废水产生的污染也就成了多区域的环境问题。由于污染十分严重, 厂家面临停产的威胁。若能够找到一套解决此项难题的实用且有效的处理方法必将带来可观的社会效益和经济效益。 我国专门为该废水制订了排放标准GB4278284, 其中详细规定了对相关污染物的排放要求。为了达标排放, 更为了保护环境, 维护人体健康, 二硝基重氮酚生产厂家为此花费了大量的人力和财力。但是, 对于DDN P 废水的治理, 不管是将酸碱废水分开治理, 还是混合治理, 难度都很大。而现有方法各有其弊端: 或因其一次性投资太大, 治理费用高而使工厂难以承受; 或因其工艺复杂, 效果不佳, 难以达到排放标准而不宜采用 1 。为了寻找更为实用、有效的处理方法, 有必要将现有方法做一讨论, 以便扬长避短, 并结合目前的新思想、新技术对DDN P 废水的处理方法做进一步的研究。传统的处理方法如吸附法、电解法等尚未取得满意处理效果，且成本较高。实例：利用吸附法处理废水而不将吸附剂再生, 则运行成本会很高, 没有实际应用价值。采用电解法耗电量较大, 最终的处理成本能否令厂家接受, 还待进一步研究论证。如若用生化法则到现在为止, 还未筛选到能够降解DDN P 的菌种, 且未掌握培养适合处理此类废水的活性污泥的有效方法, 微生物在废水中生存、繁殖的条件和活动规律也尚待研究。粉煤灰是电厂排出废弃物，量大面广，其主要成分为SiO2,Al2O3，Fe2O3，CaO，MgO等;同时具有表面积大、多孔，带有一定表面活性基团和较强吸附能力等特性。粉煤灰经酸溶后，其液相中含有阳离子物质，可改变废水的ZETA电位，破坏胶体稳定性，促使废水中的有害物质混凝沉淀;酸溶后的固相颗粒进一步增大了其活性和表面积，提高了对废水中有机物的吸附能力。因此，粉煤灰可作为制作混凝剂的基本原料。1 实验原料、仪器与方法1.1 实验原料粉煤 灰 : 淮南平圩电厂(见表1);硫酸:分析纯; DDNP废水:淮南矿业集团化工公司雷管分厂; CaC12:分析纯;EGME:分析纯。1.2 实验仪器PH S 一3 CA酸度计;H.H .S 型水浴锅;101一2型电热恒温干燥箱;固体颗粒比表面积测定装置; DCG-C型多功能磁力搅拌器1.3 实验方法1.3.1 颗粒比表面积测定方法制备CaCl2- EGME溶液:把20gEGME和100 g热的CaCl2(210下干燥1h)混合，溶液冷却后，放入培养皿中，在底部均匀铺平。粉煤 灰 样 品准备:粉煤灰样品用Ca2+离子饱和(用过量的1.0 MCaC12溶液浸取)，在空气中干燥，水洗涤除去多余的CaC12，并通过60目筛子吸附 : 秤 取大约1.1g饱和Ca2+的样品，放在铝盒中，盖上盖子，在110条件下经过24 h充分干燥，秤重后，用3 mL EGME湿润干燥后的样品。把样品放入盛有CaCl2-EGME的培养皿中，并把培养皿放在具有CaCl:的真空干燥器内，平衡30 min用真空泵抽干燥器约45 min，系统放置4-6 h后，重新秤取样品重量。重复上 述程序,抽空 放置 干燥，直到两次间重量变化差小于0.1mg.比表面积计算公式如下:式中:A为比表面积，;W a为样品中保留的EGME重量,g;W:为充分干燥后样品的重量,g;0.000 286为1 表面形成单分子层所吸附的EGMG重量。1.3.2 粉煤灰混凝剂的制取和性能评估取一定量粉煤灰放入干燥箱中，在100下恒温干燥2 h去除水分。筛分，获得系列不同目数的样品，测定其比表面积。取10g干燥后的样品，加入适量NaCl放入反应器中，分别加入不同体积量的30%的硫酸溶液，搅拌，在不同温度下反应一定时间。反应结束后，过滤。滤渣干燥，按上述方法测定颗粒比表面积。以 DD NP 废水的色度去除率为目标评估混凝剂的性能。水质分析的主要指标有:色度:稀释倍数法，PH值。2实验数据及分析2.1 酸用量对色度去除率的影响取2 40 目 干燥后的样品10g，加入少量NaCl于反应器中，分别加入10 mL,12 mL,14 mL,16 mL, 18m L,20 m L的30写的硫酸溶液，在50条件下反应2h，反应结束后，分别取一定量均匀的产物加入DDNP废水中，搅拌、静置、过滤、取清液测定其色度(见图1),图一 酸量与色度去除率关系曲线由图 1 知 ，在10-20m L范围内，酸用量越大，色度去除率越高。因为粉煤灰本身具有多孔性，对DDNP废水中的有机物和颜色有吸附作用51，在较高温度下用酸浸提后，其表面和微孔变得更加粗糙，比表面积增加。所以，粉煤灰经酸浸后表面被活化，同时具有化学絮凝和高效吸附的作用，进一步提高了对废水中有机物和颜色的吸附能力。但当酸用量较高时，色度去除率增大缓慢。综合考虑经济因素，认为18 mL为优化用酸量。2.2 反应时间对色度去除率的影响取 240 目 样品10g，加入少量氯化钠和18m L的30%的硫酸溶液，在50条件下分别反应1.5 h , 2h, 2.5 h, 3h，反应结束后，取一定量产物加入DDNP废水中，分别测定其色度，计算色度去除率(见图2)。由图 2 可 见，反应时间以2h为佳。 2.3 反应温度对色度去除率的影响取 240 目 样品10g ，加入氯化钠和18m L的30%的硫酸溶液，分别在30,50,70,90条件下反应2h，反应结束后，取一定量产物加入DDNP废水中，分别测定其色度，计算色度去除率(见图3)反应温度与色度去除率关系曲线随反 应 温 度升高，粉煤灰中有效成分浸出率提高，同时使固体颗粒表面得到进一步扩孔、活化，因此，使DDNP废水色度去除率增加。由图3可知，50左右为最佳反应温度。2.4 颗粒直径对色度去除率的影响有关 粉 煤 灰混凝剂的研究已有不少报道，但大多是研究不同反应条件下所生成的液相或液固混合物处理净化废水的效果，很少考察固体颗粒(粉煤灰)比表面积的变化及其对废水净化的影响。分 别 测 定60目、120目、180目、240目和300目样品的比表面积，再分别取样品10g，加入NaCl和18 mL的30%的硫酸溶液，在50条件下反应2h，反应结束后，取一定量产物加入DDNP废水中，分别测定其色度，计算色度去除率;同时，分别取不同样品反应后的滤渣，水洗、干燥，测定其比表面积(见图4)。吸附 速 率 由空隙扩散速率控制，细颗粒的空隙扩散速率较快，所以其总吸附速率较快。由图 4 可 见，颗粒的优化平均直径约为70um, 即对应240目颗粒。粉煤灰颗粒的大小直接影响其吸附性能，粉煤灰粒度越细，达到吸附平衡的时间越短，吸附速率越快，色度去除率越高。同时，粉煤灰经酸浸处理后，其比表面积也得到不同程度的提高。3 结论(1) 由 实 验研究知道，用240目的粉煤灰，加入30%的硫酸18 mL，在50条件下反应2h，制备的粉煤灰混凝剂其处理DDNP废水的效果最佳。 (2) 研 究 证明，粉煤灰比表面积大，具有较强的吸附性;且来源广泛，费用较低，因此以粉煤灰为原料制备净化DDNP废水混凝剂是一种好方法。参考文献【1】 宋晓敏，陈明功，张学才.净化DDNP废水用粉煤灰基混凝剂的研究.安徽理工大学学报.【2】 宋晓敏，顾广颐，张学才.粉煤灰混凝剂预处理DDNP废水的研究.安徽理工大学.【3】郭建平，王继薇，蒋谦.粉煤灰