高级氧化技术处理弹药废水研究进展

炸药废水产生于炸药工业生产和废弹处理过程中，其中含有的梯恩梯（TNT）、黑索今（RDX）及奥克托今（HMX）等污染物，多有急性毒性，若不采取有效地措施会造成严重的环境污染，危害人类的身体健康，引发各类疾病；因此弹药废水的治理已经引起了国内外学者的高度重视。我国兵器工业水污染物排放标准－火炸药排放标准规定[1]，TNT工业水污染物，总硝基化合物最高容许排放浓度为5.0 mg/L，黑索今排放浓度小于3.0 mg/L。 1　研究现状及发展趋势 由于常规的氧化剂的氧化能力有限，近些年来高级氧化技术（AOP）作为一种有效的处理难降解有机废水的方法，取得了显著的进展，成为当前难生物降解废水处理中的一个研究热点。该技术主要是利用强氧化性物质的氧化降解作用，在短时间内实现有机物的完全矿化，且不受废水的种类、成分、浓度的限制。如光催化氧化、Fenton试剂和类Fenton试剂法、臭氧组合氧化法、超临界水氧化法等。 1.1　光催化氧化 光催化氧化法具有设备简单、操作方便、高效、无二次污染等优点，分为多相光催化氧化法和均相光催化氧化法。自1976年CAREY等首次提出多氯联苯可被UV/TiO2光催化降解以来，利用多相光催化法处理弹药废水的研究较多。SON等[2]研究了TiO2光催化氧化降解TNT机理及反应动力学，反应150 min后，降解率达到100％，TOC的降解率达到80％。ZHANG等[3]建立了一种新的三维光电填充床催化反应器，研究TiO2光电催化非均相氧化技术处理硝基苯、喹啉和活性艳橙K-R等有机物，结果表明三维电极的使用，可以有效提高有机物的光催化氧化效率。苏俊霞等[4]在纳米TiO2光催化降解TNT试验中发现，光催化剂TiO2对TNT有一定的催化活性，催化活性大小受其表面形貌和晶型的影响。均相光催化氧化法则是利用O3、H2O2和 Fenton试剂等氧化剂与紫外光共同作用降解污染物的过程；与多相光催化法相比，该法不但具有更高的氧化能力和光解速度，而且不存在催化剂的回收、固定、污染和活化问题。薛向东等[5]利用紫外光/臭氧法处理TNT废水的研究发现，115 mg/L的TNT废水经12 h降解，去除率为73%，且延长时间TNT可继续降解；TNT主要通过生成2, 4, 6-三硝基苯甲酸、1, 3, 5-三硝基苯等中间产物而最终被矿化。 1.2　Fenton试剂和类Fenton试剂法 Fenton试剂，即过氧化氢与亚铁离子的复合，是一种氧化性很强的氧化剂。Fenton试剂在弹药废水处理中的应用越来越受到重视。CHAMARRO等[6]将Fenton试剂与生物法联合处理水中的有机物腐植酸、苯酚、4－二氯酚和硝基苯，结果发现除了腐植酸外，都有一个几乎相同的计算常数：k＝0.5 (每摩尔•OH 所能氧化有机物的摩尔数。李生彬等[7]研究了Fenton试剂氧化处理拆弹废水，当H2O2（质量分数为30％）用量为70 mL/L、FeSO4用量为600 mg/L、pH为3、反应温度25 ℃，反应时间70 min时，TOC去除率最高，达到92.06％，加NaOH调节pH后又有絮状沉淀生成，此时去除率达96.23％，出水TNT为1.8 mg/L，基本达到回用要求。 近年来研究者将紫外光、氧气、草酸盐等引入Fenton试剂，不但使Fenton试剂的氧化能力显著增强，而且节约了H2O2的用量。由于作用原理与Fenton试剂相似，故称为类Fenton法。LIOU等[8]研究了光辐射和Fenton法联用降解TNT的过程，试验中发现在photo-Fenton反应器中提高Fe2+的浓度和引入紫外光均可提高处理效率，几种技术对TNT废水的降解能力为：UV

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