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大孔树脂吸附处理TNT红水的研究

离子交换与吸附 2019年第2期35卷 114-122页

作者：薛江鹏查向浩李有文阿里木蔡吉祥于坤叶正芳喀什大学化学与环境科学学院新疆生物类固废资源化工程技术研究中心北京大学环境工程系水沙科学教育部重点实验室

通过对比5种大孔树脂对TNT红水中COD的吸附效果,确定了RS-50B为最佳大孔树脂。研究了反应时间、温度、p H值和RS-50B用量对吸附效果的影响,并分析了吸附前后TNT红水水质变化。结果表明,反应时间、温度和RS-50B用量是影响吸附效果的主要... 详细信息

通过对比5种大孔树脂对TNT红水中COD的吸附效果,确定了RS-50B为最佳大孔树脂。研究了反应时间、温度、p H值和RS-50B用量对吸附效果的影响,并分析了吸附前后TNT红水水质变化。结果表明,反应时间、温度和RS-50B用量是影响吸附效果的主要因素;吸附过程符合拟二级动力学模型,以物理吸附为主。在RS-50B含量100g/L,pH值未调的情况下,30℃振荡6h,COD去除率可达92.0%,表明RS-50B能有效的吸附处理TNT红水。利用大孔树脂能够经济有效的处理TNT红水,对于保障我国兵器工业可持续发展具有重大的实际意义。

关键词：大孔树脂吸附动力学 TNT红水 COD

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零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水

环境工程学报 2018年第8期12卷 2153-2160页

作者：王如凡徐文杰叶正芳北京大学北京市新型污水深度处理工程技术研究中心北京100871

采用零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水,研究了初始pH、零价铁投加量、过氧化氢(H_2O_2)投加量及温度对红水中总有机碳(TOC)去除效果的影响,同时进行了TOC去除过程中反应动力学的探讨。结果表明,零价铁耦合芬顿氧化体系可有效降解tnt红... 详细信息

采用零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水,研究了初始pH、零价铁投加量、过氧化氢(H_2O_2)投加量及温度对红水中总有机碳(TOC)去除效果的影响,同时进行了TOC去除过程中反应动力学的探讨。结果表明,零价铁耦合芬顿氧化体系可有效降解TNT红水中的2,4-二硝基甲苯-3-磺酸钠和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸钠。在初始pH为2,温度为20?C的条件下,加入1.5 g·L^(-1)零价铁反应1 h后,再加入100 mL·L^(-1)H_2O_2反应4 h,红水中二硝基甲苯磺酸盐浓度从500 mg·L^(-1)降至0 mg·L^(-1),去除率为100%,TOC浓度从150 mg·L^(-1)降至30 mg·L^(-1),去除率达到80%。反应中TOC的降解过程遵循拟二级反应动力学方程。零价铁耦合芬顿氧化法可以作为TNT红水的有效处理途径。

关键词： TNT红水零价铁还原芬顿氧化反应动力学 TOC

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物化-生物组合工艺处理TNT红水

环境工程学报 2013年第8期7卷 2991-2996页

作者：郝志叶正芳赵泉林北京大学环境工程系水沙科学教育部重点实验室北京100871 中国兵器工业集团公司运营管理部北京100821

采用酸析+微电解+混凝沉淀+减压蒸馏+固定化微生物滤池+活性焦吸附组合工艺处理兵器八〇五厂(襄樊分部)的TNT红水,出水中的硝基化合物浓度多小于0.8 mg/L,且多次未检出;COD最高值为76 mg/L,平均值为51.6 mg/L;色度为20°;苯胺浓度全部小... 详细信息

采用酸析+微电解+混凝沉淀+减压蒸馏+固定化微生物滤池+活性焦吸附组合工艺处理兵器八〇五厂(襄樊分部)的TNT红水,出水中的硝基化合物浓度多小于0.8 mg/L,且多次未检出;COD最高值为76 mg/L,平均值为51.6 mg/L;色度为20°;苯胺浓度全部小于1 mg/L,达到了中试方案提出的要求,出水水质指标符合《兵器工业水污染物排放标准火炸药》(GB14470.1-2002)的要求。中试期间设备没有发生堵塞、燃烧等事故,减压蒸馏装置正常稳定运行,证实了减压蒸馏法处理TNT红水的安全可靠性。

关键词：减压蒸馏固定化微生物 TNT红水 COD

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吸附材料处理TNT红水的应用研究

吸附材料处理TNT红水的应用研究

作者：焦阳北京理工大学

学位级别：硕士

tnt生产过程中产生的TNT红水具有很强的毒性,不经处理排放会对环境造成重大污染。科学有效的处理TNT红水一直以来是国内外研究重要方向。基于TNT红水组成,本文采用活性炭纤维和离子交换纤维对TNT红水进行处理,详细研究了活性炭纤维材料... 详细信息

tnt生产过程中产生的TNT红水具有很强的毒性,不经处理排放会对环境造成重大污染。科学有效的处理TNT红水一直以来是国内外研究重要方向。基于TNT红水组成,本文采用活性炭纤维和离子交换纤维对TNT红水进行处理,详细研究了活性炭纤维材料的制备工艺和对tnt的吸附性能。为tnt选择性吸附提供了基础,研究了离子交换纤维对TNT红水的吸附,获得了比较好的效果。本文以玻璃纤维(GF)为基体,聚乙烯醇(PVA)为负载有机物,经过碳化、活化制备出活性炭纤维材料PAPCF。利用扫描电子显微镜、热重分析仪、碘吸附量测试对材料进行表征,结果表明玻璃纤维表面形成了均匀的碳壳,且含有丰富的多孔结构,材料的失重率(即材料的活性炭含量)为28.32%,碘吸附值为1348.35 mg?g。采用碘吸附量表征,通过正交试验,得到制备条件对材料微孔含量影响大小顺序为:活化温度>PVA用量>活化时间>磷酸用量,以及最佳材料制备条件为:活化温度573 K,PVA用量75 g?L,活化时间1 h,磷酸用量为4 m L。利用FT-IR、紫外光谱扫描、亚硫酸钠分光光度法进行测试分析了PAPCF对TNT红水的吸附特性,结果表明PAPCF吸附了TNT红水中的tnt和一些磺酸盐类物质,相应的tnt去除率为68.11%。tnt吸附单因素和正交试验表明,tnt吸附去除率与微孔含量呈正比,说明微孔含量是影响PAPCF吸附tnt的主要影响因素。在不同温度和时间条件下进行TNT红水吸附实验,得出PAPCF吸附TNT红水是吸热过程且是相对较慢的吸附过程,温度的增加对TNT红水的吸附有促进作用。使用乙醇溶液可以对PAPCF实现再生。基于红水中含有大量磺酸盐的特点,利用离子交换纤维进行处理,结果表明离子交换纤维对TNT红水具有较高的去除率,吸附饱和的离子交换纤维可以用1 mol?L的Na OH溶液再生。两种吸附材料联合处理TNT红水,去除率达到98.48%,通过紫外光谱扫描图可知,TNT红水中大部分物质已基本去除,溶液变为澄清透明,达到处理效果。

关键词：玻璃纤维离子交换纤维活性炭吸附 TNT红水

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减压蒸馏耦合固定化微生物法处理TNT红水

中国环境科学 2008年第10期28卷 883-887页

作者：王中友叶正芳汪成运牟敬海焦宏春沈仲北京大学环境工程系水沙科学教育部重点实验室北京100871 辽宁庆阳特种化工有限公司辽宁辽阳111002

采用减压蒸馏耦合固定化微生物法处理TNT红水．利用GC—MS对TNT红水和馏分的有机组分进行分析．结果表明，TNT红水的有机组分主要有1，4-二硝基苯、4-甲基苯酚、2-甲基苯酚等：馏分的有机组分主要有4-甲基苯酚、苯酚、2-甲基苯酚、2，4... 详细信息

采用减压蒸馏耦合固定化微生物法处理TNT红水．利用GC—MS对TNT红水和馏分的有机组分进行分析．结果表明，TNT红水的有机组分主要有1，4-二硝基苯、4-甲基苯酚、2-甲基苯酚等：馏分的有机组分主要有4-甲基苯酚、苯酚、2-甲基苯酚、2，4二硝基甲苯、1,4-二硝基苯等．馏分采用以FPUFS为填料的固定化微生物-生物滤池进行处理．经处理后．硝基化合物浓度为0-1．6mg／L、COD为50-90mg／L，符合tnt废水排放标准．

关键词： TNT红水减压蒸馏法固定化微生物 GC—MS分析

零价铁还原—大孔树脂吸附法处理TNT红水的研究

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零价铁还原—大孔树脂吸附法处理TNT红水的研究

作者：魏威大连理工大学

学位级别：硕士

2,4,6-三硝基甲苯（tnt）红水是一种有机物含量高、毒性大、难以降解的工业废水,且含有大量无机盐,常规方法难以处理。目前应用的TNT红水处理工艺大多是高能耗的氧化方法,如焚烧法,条件较为苛刻,且产生严重的二次污染。在此背景下,为了... 详细信息

2,4,6-三硝基甲苯（tnt）红水是一种有机物含量高、毒性大、难以降解的工业废水,且含有大量无机盐,常规方法难以处理。目前应用的TNT红水处理工艺大多是高能耗的氧化方法,如焚烧法,条件较为苛刻,且产生严重的二次污染。在此背景下,为了降低TNT红水毒性,并实现有机物与无机盐的分离,本文开展了TNT红水的零价铁还原-大孔树脂吸附技术研究。本文首先探索了高效液相色谱-质谱联用对TNT红水中组分的检测条件,考察了不同因素对零价铁还原的影响,对还原效果进行了评价。然后选用大孔吸附树脂HYA-106为吸附剂,主要从树脂吸附-再生性能的影响因素、吸附等温线、吸附热力学和动力学等方面,对还原后TNT红水中主要成分甲苯胺类有机物的吸附机制和传质过程进行了研究,旨在为TNT红水的综合治理和资源化利用工艺提供一定的理论依据。考察了零价铁还原性能和HYA-106对还原后TNT红水的吸附性能。实验结果表明,零价铁还原-大孔树脂吸附最佳操作条件为：还原pH值为2.0,还原时间为6 h, TNT红水浓度范围18971.3～39888.2 mg/L,吸附pH值为3.0,吸附温度为室温,吸附流速为1.0 BV/h,再生液组成为0.5% NaOH+无水乙醇（v/v--4：1）,再生液流速为2.0 BV/h。在此工艺条件下,二硝基甲苯磺酸类有机物还原率＞94.0%,单位树脂CODcr吸附量＞272.5 mg/g,树脂平均再生率＞98.0%。还原动力学实验表明,酸性条件下零价铁还原TNT红水中二硝基甲苯磺酸的反应与准一级动力学方程相关性较好,反应速率与浓度呈正比。吸附稳定性实验表明,树脂吸附量较稳定,重复使用机械强度高,基本无树脂破碎现象。吸附等温线实验表明,Freundlich方程能够解释树脂对还原后TNT红水的吸附行为,对应拟合R2为0.972～0.988,吸附量与温度呈负相关。热力学研究表明,△G0和△H0均为负值,苯胺类有机物在HYA-106上的吸附为自发的物理吸附过程,温度较低有利于获得更大的吸附量。且吸附过程是熵减小过程,由焓变可进一步推断范德华力、疏水效应、偶极力和氢键是主要的吸附作用力。动力学研究表明,HYA-106树脂对还原后TNT红水的吸附分为两个阶段,分别是树脂外表面扩散阶段（0～25 min）和逐渐扩散阶段（25～400 min）。准二级动力学模型能更好的描述苯胺类在HYA-106上的吸附行为,吸附速率常数Ks随着溶液浓度降低而增大。qt对t0.5呈现的良好线性关系表明,内扩散为吸附控速步骤。

关键词：大孔吸附树脂零价铁 TNT红水吸附

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TNT红水的连续超临界分解—氧化处理

TNT红水的连续超临界分解—氧化处理

作者：薛宏建北京理工大学

学位级别：硕士

TNT红水成分复杂,生物毒性大,污染物浓度高,如不加处理直接排入环境,不仅会污染土壤、水源,还会给人类的健康和生存带来威胁。且红水中多数有机污染物的分子中含有苯环,很难用传统的处理方法直接处理,所以本研究采用连续式超临界分解和... 详细信息

TNT红水成分复杂,生物毒性大,污染物浓度高,如不加处理直接排入环境,不仅会污染土壤、水源,还会给人类的健康和生存带来威胁。且红水中多数有机污染物的分子中含有苯环,很难用传统的处理方法直接处理,所以本研究采用连续式超临界分解和超临界水氧化串联的方法处理TNT红水,并探讨反应温度、压强、停留时间对废水中有机物去除效果的影响。结果表明,连续式超临界分解法对TNT红水有机物的去除具有明显的效果,CODCr去除率最高可达到93.05%。单因素研究结果表明,温度对CODCr的去除效果影响最大,分解时间次之,压强的影响效果最小。温度从T1升至T2,出水CODCr和色度升高;温度从T2升至T4,出水CODCr和色度减低。出水CODCr和色度随着分解时间的增加而逐渐减小。在低温条件下,出水CODCr和色度变化幅度比高温条件大。压强对于红水CODCr的处理效果影响非常小,出水CODCr和色度随压强升高而增大。分解出水呈碱性。超临界分解过程中发生了分解、氧化还原等反应。经过超临界分解-氧化串联处理后,TNT红水中的绝大部分有机物被去除,出水中残存的有机物可能为羧酸盐等物质。研究结果表明,出水CODCr和色度随温度的升高而减低,随着氧化时间的延长而减低,并且在低温条件下,出水CODCr和色度减低幅度比高温条件大。色度去除率均达到了99%以上。在分解温度为T3、压强为24MPa、氧化温度为T4o以及氧化时间为11min条件下,氧化出水CODCr可降到81.4mg·L-1,达到我国《兵器工业水污染物排放标准火炸药》(GB14470.1-2002)的污染物一级排放标准中关于COD的排放要求。氧化出水偏酸性。

关键词： TNT红水超临界分解超临界水氧化

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湿式空气氧化法处理TNT红水的影响因素

环境工程学报 2011年第11期5卷 2577-2582页

作者：郭楠李玉平张菊北京理工大学化工与环境学院北京100081 中国人民解放军防化研究院北京102205

使用湿式空气氧化技术与生物技术联合处理tnt精制阶段所产生的红水,研究了湿式空气氧化过程中反应温度、反应时间、初始压强和pH值对流出物的COD值与流出物可生化性的影响规律。研究结果表明,随着反应温度和反应初始压强的升高、反应时... 详细信息

使用湿式空气氧化技术与生物技术联合处理tnt精制阶段所产生的红水,研究了湿式空气氧化过程中反应温度、反应时间、初始压强和pH值对流出物的COD值与流出物可生化性的影响规律。研究结果表明,随着反应温度和反应初始压强的升高、反应时间的延长、催化剂投加量的增加和反应pH值的降低,出水COD值均有所下降。在温度为300℃、初始压强为14 MPa、反应时间为2 h、pH值为5.3、铁盐催化剂添加量为2 g的条件下,出水COD值为498 mg/L,COD去除率可达到99.27%。在温度为300℃、初始压强为11 MPa、反应时间为1 h、pH值为3、添加1 g铁盐催化剂的条件下:反应流出物的BOD5/COD值为0.301,此时可生化性已经得到很好改善。通过生物方法对反应流出物后续处理发现,湿式空气氧化技术处理TNT红水在反应温度300℃以上,反应流出物均可生物降解。

关键词：湿式空气氧化 TNT红水 BOD5 COD

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铁碳微电解预处理TNT红水

环境工程学报 2012年第9期6卷 3115-3120页

作者：张默贺叶正芳赵泉林华刚马金明王延庆张德龙北京大学环境工程系水沙科学教育部重点实验室北京100871 五洲工程设计研究院北京100053 湖北东方化工有限公司宜城441404 山西北方兴安化学工业有限公司太原030008

为了寻求经济有效的TNT红水处理技术,对铁碳微电解工艺预处理TNT红水进行了研究。结果表明,当pH值为3,铁碳质量比0.25∶1,曝气3 h时,COD去除率达到10.1%,2,4-二硝基甲苯-3-磺酸(2,4-dinitrotoluene-3-sulfonic acid,2,4-DNT-3-SA)和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸(2,4-dinitrotoluene-5-sulfonic acid,2,4-DNT-5-SA)的去除率分别可达到10.4%和12.0%;铁碳微电解可以将TNT红水中部分有机物进行转化或去除,经过铁碳微电解后,红水中的有机物从原来的11种变为16种。大部分有机物得到了不同程度的转化,其中1,3,5-三硝基甲苯相对含量降低得最多。

关键词： TNT红水铁碳微电解预处理 2,4-二硝基甲苯-3-磺酸 2,4-二硝基甲苯-5-磺酸