【摘 要】乳化炸药、粉状乳化炸药等民爆产品生产废水成分复杂，氨氮含量、有机物含量高，可生化性差，若直接排放对土壤、水源等危害十分严重。本文在对民爆产品生产废水所具有的危害和相关废水处理技术发展现状进行介绍基础上，通过实验来进一步分析民爆产品生产废水处理工艺，旨在提高此方面废水处理工艺水平，降低氨氮浓度，使其达到排放标准。
【关键词】民爆产品；危害；废水处理工艺；技术现状；实验
前言：民爆产品，是民用爆破产品的简称。随着民爆技术的日益进步和工业的现代化发展，民爆产品种类越来越多，爆破力更强，性能更稳定，如乳化炸药、铵油炸药、膨化硝铵炸药等。这些民爆产品在生产过程中和生产结束后会产生有毒有害废水，危害性极大，必须要经过相应的废水处理工艺进行处理。由于废水处理要求日益提高，环境保护日益紧迫，因而民爆产品生产废水处理工艺的实验研究也必须跟上日程。
1 民爆产品生产废水的危害
如上所述，当前民爆产品种类丰富，而不同类型的民爆产品所具有的性质各有差异，所产生的危害及危害对象也不尽相同。以粉状乳化炸药为例，在粉状乳化炸药产品中，氨氮是最为严重的污染物，是造成环境污染的主要对象，虽然其可以作为一些化学物品的主要合成物质，但其作为常见化合物，在自然环境中很容易发生反应与其他元素生成有毒有害物质，给动植物和人体带来严重危害，还会造成环境系统内部功能失调、紊乱，造成生态系统失衡、恶化[1]。粉状乳化炸药实际生产中基本已无废水排放，对其污染的治理和生产废水处理工艺主要集中在生产结束后设备及管道冲洗而生产的高氨氮废水处理，否则，易对人体、土壤、植物、水源、生态系统等方面产生较严重的危害。
2 炸药生产废水处理技术发展现状
乳化炸药作为一种新型民爆产品，以无机盐作为水相，以矿物油或某些可燃剂作为油相，形成油膜包裹硝酸铵，采用乳化工艺制造而成的一种乳状炸药。乳化炸药的主要成分为硝酸铵和硝酸钠，有关研究显示这种炸药爆炸性能储存两年不会发生变化，拥有较好的储存性和抗水性，其生产废水成分主要为高氨氮的硝酸盐类物质。在废水排放过程中，高浓度的氨氮逐渐分解为游离氨，穿过细胞膜造成水中鱼虾等生物死亡，并渗入地下水给地下水带来污染，进而给动物、植物、人等健康带来危害。目前，乳化炸药作为一种新型炸药，其生产线生产工艺技术在不断升级改造，实际生产中基本已无废水排放，对其污染的治理和生产废水处理工艺主要集中在生产结束后设备及管道冲洗而生产的高氨氮废水处理。
2.1高氨氮废水处理技术
现阶段，乳化炸药生产的高氨氮废水处理方法主要有厌氧氨氧化法、折点氯化法、吹脱法、磷酸铵镁沉淀法等等。吹脱法实现高氨氮废水处理依据的基本原理是：废水中的游离氨在不同PH条件下的离解率不同，当PH偏高时，铵离子逐渐转化为游离氨，在这一转化过程中废水中的水分与气体充分接触，加速了游离氨的气相转移，从而显著提高氨氮去除率，达到较为理想的处理效果[2]。目前，吹脱法已在多种高氨氮废水的处理中得到了广泛的应用，其在乳化炸药生产的高氨氮废水处理中的应用，可以有效减少废水毒性，降低氨氮浓度和硝基酚等多种化合物。
2.2设备、管道冲洗技术
乳化炸药生产结束后管道、设备的冲洗技术目前主要有气水脉冲冲洗、气压脉冲冲洗技术、满管自流冲洗技术、闭式循环冲洗技术、液压润滑管道油冲洗技术等等。其中气水脉冲冲洗技术主要是利用水压和气压对水流所产生的冲击作用来达到对设备、管道的冲洗。即水压、气压和水量是气水脉冲冲洗技术的几个关键参数，在实际应用该技术对炸药生产结束后的管道、设备进行冲洗时，必须要通过实验来确定出合理的水压、气压和水量。
3 民爆产品生产废水处理实验
3.1实验装置、材料
实验装置包括电子天平、玻璃温度计、紫外可见分光光度计、可见分光光度计、精密PH计、显微镜、恒温振荡箱、压力灭菌锅、干燥箱和电动搅拌器等。
实验材料选择某民爆产品制造厂生产的粉状乳化炸药生产废水，氨氮总量高，是一种典型的高氨氮废水，透明。样品废水的初始PH为6.5，化学需氧量为320到340m/l之间，铵离子浓度为500m/l，硝铵类化合物浓度为3800到3900m/l之间[3]。取样污泥为污水处理回流井污泥和垃圾渗滤液活化氧化污泥。测试项目包括水温、化学需氧量（COD）、色度、铵离子浓度、PH、硝铵浓度，测试方法分别为温度计测量、快速消解法、稀释倍数法、纳氏试剂分光光度法、PH计、紫外分光光度法。整个乳化炸药生产废水的高氨氮处理实验采用吹脱法进行。
3.2实验方案
虽然磷酸铵镁沉淀法的氨氮去除率较高，但其既不够经济同时也会带来其他负面影响，因此综合各方面考虑，本实验决定选用吹脱法来对乳化炸药生产废水进行预处理。考虑到乳化硝铵废水的总氮浓度与氨氮浓度都较高，在采用吹脱法进行预处理基础上还需要采用生化处理工艺来进行进一步的脱氮处理。生化处理工艺本实验采用两级A/O工艺，这种生化工艺具有反硝化作用，可以产碱，节省后续工艺对碱料的投入量，提高废水有机物利用率，可以达到较高的脱氮率，利用其辅助吹脱法共同完成对乳化炸药生产废水的处理[4]。
乳化炸药生产废水的生化处理工艺与吹脱法相结合的处理流程大致为：先进行吹脱处理，然后依次经EGSB反应器（填充有取样污泥）、好氧反应器反应；将预处理后的废水送入集水池中，经由集水池进入EGSB，进行二次EGSB反应；最后将废水传输到接触氧化池中，从接触氧化池中出来的水返回重新流入到二次EGSB反应器中，形成回流，形成循环处理模式。
3.3实验内容
取乳化炸药生产废水原液300ml置于烧杯中，原液PH为6.5，氨氮浓度为2658m/l，使用氢氧化钠溶液提供碱性环境，氢氧化钠溶液的PH分别取值为8.0到13.0中间的6个数值，控制温度在20到30℃之间，反应温度为常温，吹脱时间设为6个小时[5]。按照实验方案确定的工艺流程开展乳化硝铵炸药生产废水的高氨氮处理实验，获取PH对氨氮吹脱效果的影响结果。调节PH为10.5，分别取300ml废水置于5只烧杯中，将装有高氨氮的废水分别置于10、20、30、40和50摄氏度的恒温振荡箱中，6小时后取出，测量每只烧杯中的氨氮浓度，得到温度对氨氮吹脱效果的影响结果。
3.4结果分析
实验结果表明：随着氢氧化钠溶液PH的不断调大，废水氨氮的离解率逐渐增高，吹脱效果越好，如图1所示。在PH为8到9之间时，氨氮的去除率迅速增加，之后随着PH的升高而成缓慢增长趋势，而氨氮浓度在PH为8到9之间的下降速度最快，之后缓慢降低。PH接近中性时，废水中的氨氮以铵离子形式存在，而PH较高时，氨氮逐渐由铵离子转化为游离氨，提高了氨氮的去除率。从经济性与影响性两方面考虑，适宜将PH设定在10到11之间。
温度对高氨氮吹脱效果的影响结果显示：随着温度的逐渐升高，废水中的氨氮去除率就越高，由于这一过程的反应为吸热反应，因而温度的升高有利于促进游离氨的释放，但当温度超过30℃以后，氨氮去除率的增长趋势趋于平缓，上升幅度不明显。因而乳化炸药生产废水的高氨氮吹脱+生化处理工艺温度宜设置在30℃以内。
总结：通过上述实验分析可知，采用吹脱加生化的处理工艺在乳化炸药生产废水的高氨氮处理中具有较好的经济性与处理效果，但必须要对影响吹脱效果的各个因素进行合理设置，包括PH、温度等。只有各影响因素设置合理，才能取得最为理想的除氨氮效果。
参考文献：
[1]谢超. 民爆产品生产废水处理工艺实验研究[D].合肥工业大学,2014.
[2]岳虎秀. 催化裂化催化剂生产废水环境友好排放工艺设计[D].兰州大学,2014.
[3]徐榕.间苯三酚生产废水处理工程改造的工艺研究[D].南京理工大学,2012.
[4]马岩.高浓度偶氮染料废水处理技术的研究[D].天津大学,2008.
[5]王婉贞.有机胺废水处理技术实验研究[D].合肥工业大学,2009.
论文作者:张大云
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/9
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