浅析DDNP工业污水处理

Posted 2023-01-12 催化剂

篇首语：一年好景君须记，最是橙黄橘绿时。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了浅析DDNP工业污水处理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

DDNP污染水资源非常严重，其是一种重要的起爆药，对人们产生很大的危害。本文主要从DDNP污水处理多种方法中选择了一种――光催化氧化法进行了分析。
DDNP(二硝基重氮酚)污染水资源非常严重，这种化学物质是生产雷管、炸药的核心原料，对于人的肝脏、骨髓的造血系统危害很大，而且有致癌作用。因此，必须加强对DDNP工业污水处理。DDNP工业污水处理方法有很多，例如，混凝法、微电解法、光催化氧化法等等。本文只对光催化法进行分析。
1.实验
1.1制备催化剂
在搅拌状态下，将0.1mol钛酸丁酯按照相关比例缓慢倒入乙醇中，得到均匀透明的溶液A；将酸与一定浓度的乙醇水溶液进行混合，再在其中加入硝酸铈得到溶液B。然后将得到的溶液B滴溶液A中，从而产生溶胶且是均匀透明的。在室温下静置形成透明溶胶，对其进行干燥处理，一般是在79℃真空中进行，碾磨后得到干凝胶粉末。在马弗炉中把凝胶粉煅烧一个小时，得到不同粒度的掺杂纳米TiO2晶粒。按同样的方法来制备纯TiO2。
1.2污水处理
将150mL经过预处理的DDNP污水倒入300mL的烧杯中，并且将PH值调到7.0，然后在把1g的光催化剂加入其中。在经过磁力的搅拌后，进行辐射以350W的高压汞灯为光源来实施。离心过滤后抽取上清液来进行COD分析。其降解率公式如下：
污水的初始COD用COD0来表示，其值为1200；降解一定时间后污水的COD就用COD来表示。
2.工作原理
2.1聚合沉淀、过滤及水-水换热原理
把适量无机盐混凝剂-聚合硫酸铁加入到DDNP废水池中，与水中的杂质一起沉降下来，然后过滤已澄清的废水，通过水-水换热器，利用锅炉蒸汽回水池余热将废水加热至70℃左右，这主要是加快其蒸发。
2.2湿法除尘及酸碱中和反应原理
利用锅炉废烟气蒸发、浓缩废水。经试验，为了有利于对酸性烟气进行吸收中和，DDNP废水中需加入适量生石灰将pH值调至7.0左右。在水浴除尘器内，当烟气与喷淋热废水对流接触时，烟气中二氧化硫、二氧化碳和硫化氢气体被水滴吸收溶解，与废水反应，生成盐和水。而烟气中微小粉尘被水滴吸附降落。同时，废水因吸收烟气中的热，温度升高，大量的水将逐渐被汽化蒸发，除尘器效率越高，废水蒸发量越大。由于废水中污染物多为硝基化合物和无机盐，因此是不会随水分蒸发。故经废烟气蒸发处理后的水蒸汽中不含任何污染物。
2.3焚烧原理
将蒸发浓缩后剩余的废水、泥浆及残渣用污泥泵泵入煤场，与原煤混合后送入锅炉焚烧。因锅炉一般烧混煤或混末煤，为提高燃烧效率，减少烟气粉尘及烧结现象。烧炉时需加入一定量的水，原煤细粉越多，耗水量越大，故可用废水替代自来水。在炉膛内，废水、泥浆及残渣中的水逐渐被汽化蒸发成水蒸汽，与碳发生“氧化-还原”反应，生成“水煤气”再次燃烧。
3.实验结果
实验中对DDNP污水采用纯TiO2和掺杂的TiO2进行光催化降解，与P25的光催化活性进行对比。在以下实验中选用自制的光催化剂。
光催化活性最好是在掺杂量为1.0%时。少量的金属离子掺杂可以降低催化剂的催化活性。如果对于掺杂离子本身而言，其没有光活性，那么掺杂的过多，反而会使催化剂的催化活性大大降低。
随着催化剂用量的增加，污水中的COD降解率逐渐增加，等到催化剂在达到1.0g后，对催化剂用量再次增加的话，降解率并不会在增加。其主要原因在于在光催化反应体系中的氧气含量是保持不变的，另外，在一定的辐照强度下，污水的透光度有可能是由于过多的催化剂而降低，并且也降低了光的有效透射厚度，对于光的吸收是非常不利的。
关于溶液的初始PH值对光催化效果的影响在本实验中也进行了考察。实验表明，PH实验值为7.0时，DDNP污水处理存在一个最佳值。
4.小结
现有DDNP废水处理方法较多，并且优缺点都是共存的，有些是因为投资过大，企业难以承受，有的是工艺较复杂，难以达到排放标准。由此可见，DDNP污水处理的发展趋势就是采用成本较低、易操作的方法。由本文实验可以得到：催化剂的种类、催化剂的投加量、溶液的PH值都是影响DDNP污水光催化降解的主要因素。当PH为7.0时，采用铈掺杂复合TiO2催化剂，一个小时的降解率达78%。由此可见光催化法的应用前景是非常好的。