一种回收废水中NTO的方法技术

本发明专利技术公开了一种回收废水中NTO的方法。所述方法利用NTO自身具有酸性N

【技术实现步骤摘要】
一种回收废水中NTO的方法


[0001]本专利技术涉及一种回收废水中3
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硝基
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1,2,4
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三唑
‑5‑
酮(NTO)的方法，属于废水处理


技术介绍

[0002]3‑
硝基
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1,2,4
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三唑
‑5‑
酮(NTO)爆轰性能接近于黑索金(RDX)，但感度和三氨基三硝基苯(TATB)相当，是一种综合性能优良的钝感高能炸药，在不敏感弹药领域已得到广泛应用。目前NTO工业化生产工艺是以1,2,4
‑
三唑
‑5‑
酮(TO)为原料，以浓硝酸为硝化剂，经硝化反应后得到NTO。由于产品中会夹带一定的酸，所以需要对其进行重结晶精制以提高其纯度。此外，NTO在水中有一定的溶解性，精制废水中除了硝酸，还有1％左右的NTO。
[0003]NTO在环境中的降解通常很慢，最初的生物转化产物可能比母体硝基化合物更具毒性，特别是相应的胺，它们通常是致癌的。然而，NTO的高水溶性(高达15g
·
L
‑1)意味着其生产过程中产生的废水无法通过常规方法进行有效处理。现有的几种方法，主要集中在还原或微生物降解。
[0004]文献1(Michael P.Cronin,Anthony I.Day,Lynne Wallace.Electrochemical remediation produces a new high
‑
nitrogen compound from NTO wastewaters[J].Journal of Hazardous Materials,2007,149(2).)公开了一种电化学废水处理方式，通过还原电解NTO水溶液，产生一种新的高氮化合物，不溶性偶氮三唑酮(AZTO)。AZTO的高氮含量和分子结构表明其可能作为一种不敏感的炸药，或者作为一种原料制备更多的新IHE材料。此方法目的在于将废水中NTO转化为可直接过滤的AZTO，再探索后续AZTO的处理途径。
[0005]文献2(Kalyani V.Jog,Reyes SierraAlvarez,Jim A.Field.Rapid biotransformation of the insensitive munitions compound,3nitro1,2,4triazol5one(NTO),by wastewater sludge[J].World Journal of Microbiology and Biotechnology(2020)36:67)公开了一种利用厌氧污泥还原NTO的途径，生物催化还原使废水中的NTO转化成3
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氨基
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1,2,4
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三唑
‑5‑
酮(ATO)。其后，ATO继续被微生物降解为铵、硝酸盐、亚硝酸盐及氮气、二氧化碳。
[0006]文献3(RoyChowdhury Abhishek,Mukherjee Pallabi,PanjaSaumik,DattaRupali,Christodoulatos Christos,Sarkar Dibyendu.Evidence for Phytoremediation and Phytoexcretion of NTO from Industrial Wastewater by Vetiver Grass.[J].Molecules(Basel,Switzerland),2020,26(1))公开了一种用植物去除NTO的方法，用香根草做水培处理，吸收废水中的NTO，且证实了植物分泌物中存在NTO晶体。但该方法在受控温室环境下大规模应用的可行性尚未证明，且使用过后的香根草如何处理未提出有效解决方案。由上述可知，现有的废水中NTO的处理方式较少，且集中在将其还原为其他有机物或者生物降解上，存在降解周期长、能耗大、放大规模可行性不确定等缺点。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种回收废水中NTO的方法，该方法能够将NTO精制废水(饱和NTO水溶液)中溶解的NTO有效去除，并且实现NTO有效回收。
[0008]实现本专利技术目的的技术方案如下：
[0009]一种回收废水中NTO的方法，包括以下步骤：以阴离子交换树脂为吸附剂，对废水的NTO进行吸附，将其富集在树脂上，再用脱附剂洗脱树脂上的NTO，最后调节洗脱液pH至酸性析出NTO，干燥回收。
[0010]优选地，所述的阴离子交换树脂为碱性阴离子交换树脂，例如以季胺基为功能基团的强碱性阴离子交换树脂，以及以伯胺基、仲胺基或叔胺基为功能基团的弱碱性阴离子交换树脂。在本专利技术具体实施方式中，采用的阴离子交换树脂为D301树脂、D201树脂、D311树脂或AmberliteIRA
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402树脂。
[0011]优选地，吸附温度为10℃～60℃，在一般室温下都可以达到较好的吸附效果。
[0012]优选地，废水的流速为3BV/h～9BV/h，更优选为3BV/h
‑
6BV/h，使吸附更为充分。
[0013]优选地，脱附剂为0.8mol/L～1.2mol/L的氢氧化钠溶液，脱附峰更集中，利于后续回收。
[0014]优选地，回收富集得到的NTO的具体步骤如下：调节洗脱液pH至6以下，溶液脱色，析出固体，过滤，冰水洗涤，干燥回收NTO。
[0015]本专利技术利用NTO自身具有酸性N
‑
H结构的特点，以碱性阴离子交换树脂为吸附剂，对废水中的NTO进行吸附，将其富集在树脂上，再用脱附剂洗脱树脂上的NTO。由于NTO的溶解度在酸性条件下远小于碱性条件下，调节洗脱液pH至酸性使NTO直接析出，干燥回收。本专利技术的回收方法适用于工业生产NTO时产生的精制废水(饱和NTO水溶液)的处理，具有环境友好、运行成本低廉、易操作的优点，且树脂脱附再生后可重复使用，降低成本。
附图说明
[0016]图1为NTO水溶液的动态流出曲线(以进水浓度8mg/mL为例)。
[0017]图2为吸附后树脂柱的动态脱附曲线(以氢氧化钠浓度1.2mol/L为例)。
[0018]图3为pH对NTO水溶性的影响。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例和附图对本专利技术做进一步说明。
[0020]实施例1
[0021]D301树脂(功能基团
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N(CH3)2)用2mol/L的HCl浸泡4
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8h，洗至中性，再用2mol/L的NaOH浸泡8
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12h，洗至中性，交替处理2～3次。量取10ml的预处理后D301湿树脂，装入直径17mm的玻璃层析柱中，将进水浓度8mg/mL的NTO水溶液以6BV/h的流速匀速流过柱身，完全吸附处理体积为15BV，去除率99.9％。
[0022]吸附结束后，用5BV的1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收废水中NTO的方法，其特征在于，包括以下步骤：以阴离子交换树脂为吸附剂，对废水的NTO进行吸附，将其富集在树脂上，再用脱附剂洗脱树脂上的NTO，最后调节洗脱液pH至酸性析出NTO，干燥回收。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的阴离子交换树脂为碱性阴离子交换树脂。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的阴离子交换树脂为以季胺基为功能基团的强碱性阴离子交换树脂，或以伯胺基、仲胺基或叔胺基为功能基团的弱碱性阴离子交换树脂。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的阴离子交换树脂为D301树脂、D201树脂、D311树脂或Amberli...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡春，龚赛花，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：