活性焦吸附处理一硝基甲苯(MNT)废水

Posted 2023-01-13 活性

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了活性焦吸附处理一硝基甲苯(MNT)废水相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

摘要：一硝基甲苯（MNT）废水是一种具有高毒性、难降解的火炸药废水。以活性焦为吸附剂，研究了活性焦对MNT废水中COD的吸附性能及pH、时间、温度和活性焦用量对吸附效果的影响，并分析了吸附前后MNT废水水质和急性毒性的变化。

实验结果表明，pH、时间和活性焦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，吸附速率常数为1.01×10-2g/（mg•min），可以用Freundlich吸附等温线来描述，等温线常数为Kf=1.14×10-4，n=0.58；在pH为3，温度为20℃，活性焦用量为80g/L的条件下吸附MNT废水3 h，COD的去除率达到72.0%，急性毒性下降了98.6%，表明活性焦能有效地吸附处理MNT废水。

在火炸药三硝基甲苯（TNT）的生产过程中会产生大量的火炸药废水。这些废水由于含有大量的硝基芳香族化合物如一硝基甲苯（MNT）、二硝基甲苯（D NT）、二硝基甲酚、二硝基苯磺酸钠、TNT等而具有高毒性，且难于被降解，如果未经处理而直接排放，将会对生态环境和人类健康造成重大的影响。因此，对火炸药废水进行处理再排放非常必要。

近年来，用以处理火炸药废水的方法主要有焚烧法、湿式空气氧化法、生物降解法、减压蒸馏法，以及吸附法等。焚烧法成本高，且易造成二次污染，湿式氧化法又对操作条件要求太高，微生物在炸药废水中易中毒而难以生长，减压蒸馏后的残渣仍需要进行焚烧处理，这些缺陷均限制了它们在实际工程中的大规模应用。吸附法因操作简单，成本低，效率高而被广泛应用于火炸药废水的处理。目前用于吸附法的吸附剂主要有活性炭、吸附树脂、竹炭纤维等。

一硝基甲苯（MNT）废水是产生于MNT的精制过程中的一种火炸药废水，亦称作MNT碱性废水。该废水成分复杂，浓度高，主要有机物包括MNT和二硝基甲酚等，其中二硝基甲酚以酚钠盐的形式存在。废水呈深红棕色，带有苦杏仁气味，COD通常在10000MG/L左右，可生化性差。

活性焦是在对褐煤中有价挥发成分进行回收之后产生的固体废物，具有多孔结构，之前的研究常将活性焦用于气体净化领域，而在废水处理领域则鲜有报道。

本课题组曾用活性焦吸附处理TNT红水，在最佳条件下，64.8%的COD被去除，硝基苯磺酸盐的去除率也超过80%，处理效果较好，且处理成本低于商品活性炭。该研究用活性焦对MNT废水进行吸附处理，考察活性焦对MNT废水中COD的吸附性能，并对吸附前后废水的急性毒性进行了分析，指出活性焦用于吸附处理MNT废水是可行的。

1实验部分

1.1水样与活性焦

MNT废水取自某特种化工有限公司，呈深红色，色度达100000°左右，COD为9938MG/L，PH为14.4，具有刺激性气味，主要有机成份为MNT及二硝基苯甲酚。活性焦由某焦化厂提供，粒径范围为5～25μm，比表面积300m2/g，平均孔径为3.81nm，总孔体积为0.286cm3/g。实验中所用药剂采用分析纯。

1.2实验方法

（1）静态实验：取一定体积的MNT废水加入到250ml的锥形瓶中，再称取一定量的活性焦加入锥形瓶中，将锥形瓶置于恒温摇床中在一定温度下以180r/min的速率震荡至吸附饱和，静置一段时间后取上清液进行分析。

（2）分析方法：COD采用GB 11914-89进行测定，色度采用GB 11903-89提供的稀释法进行测定，PH采用意大利哈纳公司生产的PH211型台式PH计测定，紫外全扫描采用日本岛津UV-1800紫外分光光度计，红外检测采用德国布鲁克尔公司生产的TENSOR27红外光谱仪。

（3）急性毒性分析：通过检测废水对青海弧菌的抑制发光率来判断废水的急性毒性，采用北京滨松光子科技有限公司生产的水质毒性分析仪进行检测，具体检测方法见文献。青海弧菌的抑制发光率计算公式为：

式中LIR为青海弧菌的抑制发光率，HE\和HE\分别为青海弧菌在参比液和水样中的相对发光强度。该研究所用青海弧菌购于北京滨松光子科技有限公司。。

2结果与分析

2.1 PH、时间、温度及活性焦用量对吸附效果的影响

在一般的吸附过程中，废水的PH、吸附时的温度、接触时间以及吸附剂的用量等是影响吸附效果的主要因素。图1展示了PH、时间、温度和活性焦用量对吸附去除MNT废水中COD的影响。

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