DP系列高分子水处理剂成果概况


关 键 字： 水处理剂
发明时间： 1900-01-01 00:00:00
成果综述： 一种由中心核、内层重复单元和外层端基三部分组成的高度支化的树形大分子水处理剂。具有精确的分子结构、高度几何对称性、大量的官能团、分子内存在空腔；在性能上表现出多功能性、分子量可控且具有单分散性、较高的密度、良好的热稳定性、容易成膜、不结晶、独特的粘度行为和光学性质。主要应用领域有：
(1)废水处理：用于毒性很强的TNT红水处理，用量2％0时，可使其变为无色透明，COD的值由11万降为364，达到国家规定的排放标准；染料废水处理，用于酸性红废水处理，用量为万分之一时，脱色率达98.7%，且脱色溶液的pH值为中性；用于石油废水处理，用量为ppm级，处理后，水中石油的含量达到1ppm以下；此外，该树形高分子的衍生物在重金属离子废水处理和核工业废水的处理方面具有良好的应用前景
(2)乳化炸药稳定剂，可使其贮存期由1个月增加到6～7个月。
(3)增韧增强剂：用于PA11合金，用量0.25％，其它条件不变的情况下，抗拉强度提高11.7％，断裂伸长率提高42.4%，缺口冲击强度提高13.9％，拉伸模量不变，同时起到了增韧增强作用，在高分子合金中具有广阔的应用前景,其应用将会导致一系列新型高分子合金的出现。
此外在以下领域具有潜在应用价值：
(1)催化剂：将产品与金属形成络合物以后，可用于多种反应的催化剂。
(2)化学传感器：将该产品的表面官能团改性，然后进行自组装，可用于制造监测有毒挥发性气体的化学传感器。
(3)纳米原子簇制备：利用该产品的分子内具有大量的空腔，可用作制备金属纳米原子簇的模板，制备出的原子簇约为10个金属原子。
(4)在缓释药物载体、诊断肿瘤的核磁成像剂、燃料电池、荧光发生剂、光电子开关、色谱固定相、纤维增强复合材料的表面处理剂、膜材料、信息贮存材料、纳米材料等国民经济领域具有巨大的潜在应用价值。
技术类型： 环境科学及劳保
应用领域： 环保
应用说明： 技术内容和特点 （1）DP系列高分子水处理剂的制备技术； （2）DP系列高分子水处理剂在TNT红水处理中的应用技术； （3）DP系列高分子水处理剂在染料废水、含重金属离子废水处理中的应用技术； （4）DP系列高分子水处理剂在石油废水中的应用技术； （5）DP系列高分子水处理剂与其它水处理剂的复配及应用技术。
效益分析： 成本价格：每吨成本价格约5000O元，聚酰胺胺树形高分子的销售价格可定为10万元/吨，每吨利税为5000O元。 成本构成：原材料、水电消耗、设备折旧，工资、设备维修、经销费等。
联系方式
所在高校： 北京理工大学
联 系 人： 罗运军
联系地址： 北京市中关村南大街5号
联系电话： 010-68945206
传真号码： 010-68913293
电子邮箱： yjluo@bit.edu.cn

【篇名】 tnt红水处理新方法
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【作者】 周贵忠. 谭惠民. 罗运军. 张学同. 廖双泉.
【刊名】 工业水处理 2002年06期 编辑部Email
“中国期刊方阵”入选期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊
【机构】 北京理工大学化工与材料学院. 北京理工大学化工与材料学院 北京100081 .
【关键词】 PAMAM树形分子. 絮凝剂. tnt红水. 废水处理.
【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
【摘要】 使用一种新型絮凝剂———PAMAM树形分子对tnt厂产生的红水进行絮凝处理 ,并联合活性炭吸附、离子交换树脂交换等手段 ,使其达标排放。结果表明 :在一定的条件下 ,该处理工艺能有效地去除tnt红水中的CODCr及有机物。
【光盘号】 SCTB0209

【篇名】 模拟红水中有机物的分离
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【作者】 方颖.
【刊名】 江苏环境科技 1996年01期 编辑部Email
CJFD收录期刊
【机构】 江苏省环境科学研究所.
【关键词】 tnt. 絮凝法. 吸附法. 红水. 分离.
【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
【摘要】 用紫凝法和树脂吸附法对模拟红水中的tnt等有机物进行分离实验，并讨论了紫凝剂种类、絮凝剂加入量对絮凝效果的影响，吸附流速、吸附柱柱长、氯化钠的加入量及红水pH值对吸附性能的影响，得出了絮凝法和树脂吸附法分离红水中有机物的最佳条件。从实验及计算结果可知，将絮凝法和树脂吸附法联合处理模拟红水，所取得的效果比单用絮凝法或吸附法要好。絮凝法能使模拟红水的色度降低很多，但对tnt的分离率不高；树脂吸附法对红水的色度降低得不多，但对tnt
【光盘号】 SCTB96S1

生化法处理炸药废水研究进展

周 军1，郭新超1，金奇庭1，黄永勤2

中图分类号：X789
　　文献标识码：D
　　文章编号：1000-4602(2000)09-0050-03

　　炸药工业由于所排生产废水中含地恩梯（DNT）、黑索今（RDX）等多种剧毒物质，污染物量虽不多，但若不采取适当措施可造成严重的局部环境污染。TNT工业水污染物一级排放标准规定，当水体稀释倍数≥10，总硝基化合物（以2,4-DNT和α-T NT计）容许排放浓度为5.0mg/L；当稀释倍数＜10，容许排放浓度仅为0.5mg/L。黑索今废水一级排放标准规定，黑索今浓度≤1.50mg/L。采用吸附法、化学氧化、混凝沉淀、萃取、蒸发—焚烧等物化法处理，存在工艺流程较复杂、处理费用高等缺点，广泛应用受到限制。炸药销毁废水成分更复杂，处理难度更大，其处理刚提上日程，有关研究进行得很少。针对于此，生化法处理炸药废水很具开发潜力。值得注意的是，这些污染物绝大部分含硝基，一般认为难以生物降解甚至不可生物降解，这对生化法处理此类废水提出了严峻挑战。
　　1 废水成分
　　目前世界上最主要的三种炸药是TNT（2,4,6-三硝基甲苯）、RDX（1,3,5-三硝基-1,3,5-三 氮杂环己烷，又称环三亚甲基三硝胺，黑索今）、HMX（1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷，又称环四亚甲基四硝胺，奥克托今），其中以TNT产量最高。因此，炸药生产废水中的主要污染物是TNT、RDX、HMX以及制造TNT的中间产物(如SEX、TAX)，另外可能含有部分原料：如NC（硝化纤维素）、NG（硝化甘油）、NGu（硝基胍）。
　　由于产量关系，TNT废水被研究得最充分。按所含污染物特征，可分为黄水、红水、粉红水和冷凝水。黄水呈酸性，其中含多种有机物，95%为TNT，其余为DNT、三硝基苯甲酸、二硝基甲酚以及一些未知物。红水中的有机物主要是α-TNT和二硝基甲苯磺酸钠。粉红水中的有机物主要是α-TNT。冷凝水的主要成分是二硝基甲苯和氨基二硝基甲苯的各种异构体。
　　2 研究现状
　　生化法处理炸药废水的实践与研究有许多成功的经验，目前研究主要集中在以下4个方面。
　　2.1 处理新工艺
　　厌氧生物处理技术在炸药废水中得到较广泛的应用。Razoflores［1］等人已证明厌 氧颗粒污泥对氮取代的芳香化合物有很强的降解能力。Kyung［2］等人采用了上流式厌氧填料床处理含RDX（黑索今）、HMX（奥克托今）的废水，预处理过程是用碱水解RDX和HMX，生成乙酸盐、甲酸盐、甲醛和亚硝酸盐。厌氧填料床进水HCOO-为49.9mg/L，HCHO为35.6mg/L，CH3COO-为6.5mg/L，TOC为100.2mg/L，NO2--N为98.7mg/L，停留时间3h，出水HCOO-为7.5mg/L，HCHO为0.3mg/L，CHCOO-为0.0mg/L，TOC为1 2.3 mg/L，NO2--N为0mg/L，去除率大部分超过90%，表明RDX水解后再进行生物处理效果良好。试验证明系统按一定的C/N比值去除污染物，N（NO2--N）∶C(CH3COO-)∶C(HCHO)∶C(HCOO-)=1∶0.07∶0.36∶0.50，NO2--N的去除速率高达170mg/(L•d)。
　　Thomas［3、4］发明了一种现场降解炸药废水的生物处理装置，它包括微生物储槽 和反应室两部分。生物处理时,废水和储槽中的微生物通过不同的管路流入反应室进行反应，原水浓度TNT为40.6mg/L。好氧条件下运行3d后出水TNT为5.32mg/L，5周后TNT为0.62mg/L，厌氧条件下运行3d后TNT为0.31mg/L，5周后TNT为0。
　　Balaso等人研究了延时曝气、SBR对Ball Powder(一种发射药)废水的处理，发现硝化甘油（NG）对微生物有明显的毒害作用，NG抑制浓度约为200mg/L。另外实验性的活性污泥法、生物转盘对炸药废水也有较好的处理效果，活性污泥法30个月半连续性试验表明，系统运行稳定，COD去除率保持在95%以上；生物转盘的最大水力负荷为64.5m3/(m2•d)，COD的去除率80%～90%，BOD5的去除率接近100%。Jackson等人报道了使用悬 浮植物细胞去除TNT的专利［5］。
　　对受炸药污染土壤的处理，最终还是将污染物转移到溶液中进行反应。Boopathy等人吸收了厌氧消化和好氧生物处理技术的优点，设计了可在好氧和厌氧条件下运行的土壤泥浆反应器，用于降解TNT和2,4,6-三硝基苯甲硝胺。研究表明，土壤中原始污染物浓度为：TNT＝4000～12000mg/kg，三硝基苯（TNB）＝175～300mg/kg，DNT＝50～200 mg/kg，RDX＝50～125mg/kg，HMX＝50～100mg/kg，4个月后TNT浓度＜20mg/kg，TNB、DNT浓度50d内降为0，RDX、HMX浓度120d后降至0.5 mg/kg以下。放射性标记试验表明，23%的(14C)TNT 被矿物化，27%转化为生物量，8%被土壤吸附，其余的成为TNT代谢产物，主要是环裂解产物。每周添加一次、两次或三次土壤不影响TNT去除率，该反应器可保持足量的细菌，仅需0.3%糖浆作为辅助底物。
　　Crawford等人发明了一种两步法处理硝基芳香化合物。第一步接种好氧菌或兼性菌发酵，第二步厌氧消化。作者认为发酵阶段速度快，耗竭了溶液中的氧，因而阻碍了硝基芳香化合物降解后氨基产物的氧化聚合。作者还认为硝基化合物完全降解只能在厌氧条件下发生，故这种组合方法非常有效。该方法有两个特点：①选择的是较普通的微生物；②廉价、快速，适用于受污染水体和大面积土地处理。
　　将生化法与物化法组合处理炸药废水取得了良好的效果，这些工艺包括：碱水解后用生化处理、含粒状活性炭的厌氧流化床、臭氧氧化再加生化法、光催化与厌氧的结合。其中臭氧—生化研究表明，在pH=7、进水TOC为55mg/L臭氧投量为4g/g（DNT）或3g/g（NA,4-硝 胺），TOC去除率约为75%。
　　Sarah L.等人研究了含粒状活性炭厌氧流化床—活性污泥法的两级生化处理系统对DNT和TNT的去除效果。处理中采用了一个9 L厌氧柱和一个3L活性污泥槽，测 定了系统中氮的转化。进水TNT-N、NH3-N、NO2--N+NO3--N和反应器的N、TN负荷分别为：123.6、121.1、0、0、244.7mg/d，厌氧出水分别为：0、40.6、104.3、77.0、222.3mg/d。TNT的降解产物在好氧段被显著氧化，TNT-C的去除率达到73%。

　　2.2 新型微生物
　　此方面研究包括新型微生物的探索及对现有微生物降解能力的新发现。
　　Crawford等发现了以TNT、RDX、HMX为单一碳源的厌氧微生物菌种为clostridium biferment ans，并分离出三株菌：LJP—1、SBF—1和KMR—1。对含TNT为12000mg/kg，RDX为3000mg/kg的土样，用三种微生物混合接种培养，5d后TNT完全降解，24d后RDX完全降解。
　　Lebron等报道了以白腐菌降解TNT的专利，选择的菌株为phanerochaete chrysosporium VKM—F—1767。水样中TNT含量为100mg/L，土样中的含量为10000mg/kg，至少每隔3d对微生物充氧，90d后TNT去除率均达85%。
　　2.3 机理和模型
　　炸药废水中污染物的生化降解机理历来被学者们所重视［6］，影响因素的探讨是机理研究的重要内容，研究已证明营养物和外加碳源对炸药废水脱氮过程有相当影响。
　　Noguera［7］等比较了两种培养方式对DNT厌氧生物降解的影响，一种采用已被DNT废水驯化 的污泥接种，另一种采用普通活性污泥接种。结果证明两种方式下DNT均易被降解，且前者速度为后者二倍。使用(14C)DNT示踪代谢物，发现矿化的DNT量很少，DNT先被还原为氨基硝基甲苯，接下来生成6-硝基吲唑，2-硝基甲苯，4-硝基甲苯，之后进行对位乙酰化反应，产生4-乙酰胺-2-硝基甲苯和4-乙酰基甲苯。代谢产物的复杂性也揭示了厌氧降解DNT不 一定能使污染物完全无害化。
　　考虑不同的电子受体，Boopathy［8］等人考察了TNT的厌氧分解。当水样中TNT浓度为100mg/L，分别以NO3-，SO42-，CO2为电子受体时，厌氧消化TNT去除率分别为82%、30%、35%，无电子受体时，经60d培养TNT也不分解。这说明厌氧条件下有合适的电子受体，TNT是通过共代谢过程被去除。
　　Ogden根据RDX降解过程总结出一个自由悬浮模型，此模型很好地预测了细菌、基质、RDX和各中间产物的浓度，且符合实验值的变化趋势。
　　2.4 微观结构
　　在分子水平上对细菌、酶进行研究是当今环境工程微生物学的前沿之一。1999年7月的美国专利报道了一项激动人心的发现，Nicklin等人发现了一种可从季戊四醇四硝酸酯（一种炸药，简写PETN）中去除亚硝酸盐的酶。对天然Enterobacter cloacae细菌培养产生的新菌株可产生这种PETN还原酶，这种酶的氨基酸序列和基因序列已被完全测定。
　　3 发展趋势
　　① 与好氧技术相比，厌氧生物处理技术已被证明对炸药废水中有机污染物的去除更有效，经济性更好。但目前装置绝大部分是试验规模，且流程均较复杂，所以必须在扩大规模、简化流程及操作上继续研究，尤其应注意厌氧与其他工艺的组合研究。
　　② 对微生物降解炸药的机理，尤其对动力学过程进行研究，无疑会对生化过程的操作条件或影响因素有更全面的认识。
　　③ 对炸药废水具有特殊降解能力的微生物、酶的微观结构研究才刚刚起步，但这正是生化反应研究的核心。对微观结构全面深刻的了解是生化反应动力学乃至新型处理技术发展的最强大动力。

参考文献：
［1］ Razoflores E,Donlon B，et al.J］.Fems Microbiology Reviews ，1997,20(3-4)：525-538.
［2］Kyung-Duk Zoh,Jeffrey I，et al.J］.Water Environment Resea rch，1999,71(2):148-155.
［3］Ronald Thomas,Lyman G Bahr， et al.［P］.美国专利：5 736669，1998-04-07.
［4］Ronald Thomas,Lyman G Bahr，et al.［P］.美国专利：5763 815，1998-06-09.
［5］ Paul J Jackson,Agapito P Torres，et al.［P］.美国专利：5296 146，1994-04-22.
［6］ Vikas Uberoi,Sanjoy K Bhattacharya.J］.Water Environment Resea rch，1997.
［7］ Daniel R Noguera,David L.［J］.Freedman Water Environment Resear ch，1997,69(3):260-268.
［8］Ramaraj Boopathy, Marti Wilson， et al.［J］.Water En vironment Research，1993,65(3):271-275.
________________________________________
电话：(029)2203768
收稿日期：2000-02-01
《中国给水排水》2000年 第9期

就你提供的数据来看,该废水应属于高浓度废水.
（１）高浓度废水如果直接进行好氧处理，势必会造成能耗过高，从而增加污水处理的运行成本，而单独的厌氧处理也不能直接达标排放。而直接用法物理化学法处理显然也是不可取的。因此，建议本污水处理工程采用厌氧+好氧＋物化处理的处理方法。
（２）建议你测一下废水的ＢＯＤ，看看不的可生化性如何。如果可生化性好，厌氧处理可用现在比较成熟的ＩＣ内循环厌氧反应器。可生化性差点的可用ＵＡＳＢ厌氧反应器。
（３）好氧处理可用常规的活性污泥、接触氧化等。
（４）好氧出水可用物化处理法。比如吸附、离交。
本人已研究厌氧多年，ＵＡＳＢ已基本不用，但生化不好的用ＵＡＳＢ厌氧反应器，因为它停留时间长。现主要用的ＩＣ内循环厌氧反应器，已在工程中应用。有兴趣详细情况可邮件联系。我的yqz9527@163.com

虽然我不是很懂，但是我在这里学到了不少好东西

多谢多谢，学到不少

如果我没记错的话，红水好像是碱性(PH>>8吧)，并含多种硝基物和二硝基甲苯磺酸钠，浓度在百分之几，还是较高的。这种废水生化性很差，所以才有那么多人去研究物化法处理。这是那个行业里的老大难问题了，多年来一直没有比较满意的解决方案。看你提供的COD数值，当然不适合先做吸附和交换。我曾经做过COD高达十几万、难生化的化工废水。如果你愿意深入探讨，可以给我留言。

w 我知道聚丙烯酰氨用在化工废水，用于絮凝是不错的啦，价格在3500元一吨左右