专利名称：：一种航天推进剂废水的处理方法及其移动处理车的制作方法
技术领域：
：本发明涉及环保废物处理技术，具体地说是一种处理推进剂废水的方法及装置。
背景技术：
：推进剂废水主要来自卫星、导弹发射，推进剂槽车、储罐、管道清洗，推进剂库房地面清洗、化验室剩余残液和清洗废水等。因此，推进剂污水成分比较复杂，其中既含有偏二甲肼与四氧化二氮的高温燃烧产物，又含有偏二甲肼与四氧化二氮的常温分解氧化产物。推进剂废水的特点有废水中的污染物成分复杂、废水水量及浓度变化较大、废水的毒性大，污染严重。该种废水对环境、农作物、地下水源和当地居民均会造成很大危害。同时该废水具有间断产生、周期不等、无机物为主、难以降解等特点，难以处理。同时一个航天发射场存在多处发射工位，相互距离很远，产生的推进剂废水难以集中统一处理。30多年来，随着我国航天事业的发展，推进剂种类的不断增加，推进剂污染的防治技术也得到了很大的发展。在推进剂废水处理方法和技术方面获得了一系列科研成果，为我国的环保事业做出了应有的贡献。目前推进剂污水的处理技术主要有臭氧氧化处理技术、自然净化处理技术、氯化法处理技术、催化氧化处理技术、离子交换法处理技术、活性炭或其它吸附剂处理技术等。这些技术大多只处于科研试验阶段，在工程中得以应有的方法只有三种氯化法处理技术、自然净化处理技术、臭氧氧化处理技术。氯化法处理技术处理过程中投加硫酸铜为催化剂，二氧化氯由亚氯酸钠与盐酸反应产生。处理原理是根据废水中污染物的原始浓度，计算反应所需的二氧化氯量，再由二氧化氯量反算亚氯酸钠和盐酸需要量，根据计算结果进行投加，但计算值与实际相差较大，实际投加量通常通过试验或现场调试后确定。反应完成后化验处理池中偏二甲肼、甲醛的浓度和pH值，合格后排放。否则继续投加二氧化氯进行处理，直至合格再排放。pH值偏低的问题通过投加氢氧化钠来中和。但该系统存在着自动化程度低、处理时间长、盐酸和亚氯酸钠溶液配比不协调、酸碱中和反应不易控制、操作环境差。自然净化处理技术其特点是在012+离子催化作用下，推进剂污水在净化池中经过阳光的照射和空气的自然氧化，污水中的有害成分缓慢氧化达到排放标准，影响其处理效果的因素主要有光照强度、催化剂种类及数量、跌水曝气效果、温度以及污水的pH值等。该工艺的主要优点是成本低、管理简单，缺点是中间产物难以完全转化、处理周期长。臭氧氧化处理技术利用臭氧的强氧化能力，推进剂废水和臭氧在光氧化塔中经过臭氧氧化、紫外光氧化处理单元，出水经过活性炭把关吸附后达标排放。该工艺基本能满足处理要求，但操作复杂，维护管理困难，如果氧化条件控制不妥，会带来二次污染。
发明内容鉴于以上问题，本发明的主要目的在于提供一种航天推进剂废水的处理方法，采用等离子体氧化技术并结合光氧化的优点处理推进剂废水。为了达到以上目的，本发明提供的该种航天推进剂废水的处理方法，包括以下步骤a.空气通过空气净化系统，经过压縮、冷干、制氧三个处理过程，制备成高浓度的氧气，进入等离子体发生器，等离子发生器把氧气转化为高浓度的臭氧等活性气体；b.推进剂废水通过过滤器进行过滤；c.将上述经过过滤的推进剂废水和上述等离子发生器产生的大量活性基团送入多级反应器中迸行一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单的小分子物质，从而使污染物得以降解去除；d.经过上述反应的出水经过pH值调节和检测分析后即可达标排放。其中，上述处理主要技术参数为空气净化系统产生纯度90%95%的氧气；等离子发生器产生浓度为100120mg/L的高浓度活性氧化气体；活性气体投加量与废水中的污染物量(以COD值为依据)之比为3.56.4;多级反应器的有效停留时间为1.5h2h。本发明提供的该种航天推进剂废水的处理方法具有以下有益效果(1)采用等离子技术产生高浓度的活性气体氧化处理推进剂废水，技术可靠，处理效率高，能使推进剂废水达标排放。(2)采用多级分段反应模式，不同反应阶段采用不同的催化剂，提高反应效率，处理时间减少50%以上，氧化剂投加量减小60%以上，大大减少处理成本。另外，本发明还提供一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，该种采用上述方法对航天推进剂废水进行处理，包括移动车体、工作舱和处理设备三个部分，其中所述移动车体根据废水处理车的技术要求，采用载重量6t以上的底盘，优选采用东风汽车有限公司生产的EQ1141G7DJ2二类底盘，该底盘采用东风汽车有限公司成熟总成，经过优化设计，各总成匹配合理，通用性强，完全达到国家环保法规的要求；优选采用EQ6BTA5.9增压发动机，功率大，耗油少，排放达到欧I标准；优选采用外径380mm的离合器、六档变速箱、动力转向、十吨级后桥、加强车架，充分满足装载需要。所述工作舱由两部分组成①下部装载平台，用于与汽车底盘连接，并装载上装设备，为了使整车有更加良好的外观，下部设置裙边。采用高副梁设计，可以使车内地板在同一个水平面上，便于设备的安装，增加了有限空间，保持了厢体的完整性和整体感。根据厢体内设备的安装位置，底架相应处增加横梁以保证底架的承载强度，保证了设备的可靠性和牢固性。底架与底盘主梁采用吊耳的方式联接。为了使整车有更加良好的外观，下部设置裙边。在裙边上设置有众多的裙边门和下箱，裙边门采用下翻结构设计。裙边门的设计保证底盘的维修方便，下箱可用于存放随车物品，同时将众多的管路输入、输出接口安装在此处，既保证了整车的外形美观同时提高了操作的舒适性。②可吊装分离的舱体，用于防尘、防雨，与下部装载平台通过螺栓连接，此结构便于设备检修。厢体采用封闭式、骨架蒙皮结构，内外蒙皮之间填加保温材料。厢体的保温是为了保障厢内试验温度，保证管路的畅通。舱体顶部设置有天窗，其位置对应多级反应器的紫外线灯的维修口，采用翻转结构设计。舱体在右后角设置有一个独立隔舱，用于安放控制柜和试验台，并保证有足够的人员操作空间。独立隔舱有一个专用的上车门。隔断板为可拆卸结构，方便设备检修。舱体两侧设置有众多的上翻侧门，用于管路检修。所述车载废水处理设备包括空气净化系统、等离子体发生器、多级反应器、潜水泵、管道、过滤器、检测化验仪器桌、在线pH调节装置、液体流量计、气体流量计等。其中所述空气净化系统由依次连接的空气压縮机、冷干机、制氧机组三部份组成。所述空气压縮机把空气压縮后输入后续部件，等离子体发生器对空气的温度和湿地有较高的要求，用冷干机对空气进行冷却干燥，制氧机组把空气中的氮气分离出来，成为较为纯净的氧气，作为等离子体发生器的气源。所述空气压縮机通过管道连接冷干机，而该空气压縮机优选采用0G11F型螺杆式空气压縮机，效率高、.噪音小、运行费用低，其工作压力00.7MPa，产生压縮空气气量96m3/h，最大噪声级为57dB;所述冷干机优选采用PD0200型，可去除压縮空气中约80%的水分，除水量大，能耗低，两段式冷凝水自动排出，加大预冷器、冷凝器、热交换器面积，保证空气出口管路不结露，保养维护方便，其工作压力1.6MPa，处理空气气量120m3/h。最大噪声级为20dB;所述制氧机组通过管道连接于上述冷干机，并优选采用CAPO-6型，包括氧气缓冲罐、变压吸附器，设备自动控制，连续运行，为等离子发生器提供纯度大于90%的氧气源，使等离子发生器的产出效率高，含杂质少，其工作压力0.8MPa1.0MPa，出气压力0.1MPa0.4MPa，产氧气量6Nm3/11，排气时最大噪声级为65dB。而所述等离子体发生器与上述制氧机组相连，用于把氧气转化为臭氧等活性气体，优选采用的等离子发生器活性气体产量为400g/h，出口压力0.05MPa0.1MPa。所述潜水泵置于上述工作舱的下箱中，通过管道与过滤器相连。所述多级反应器经过液体流量计、气体流量计，通过管道分别与上述过滤器及等离子体发生器相连接，其对废水处理效果起到关键作用。在推进剂废水氧化处理时，首先是偏二甲肼等大分子物质转化为甲醛的反应，此时反应较快也较容易，约0.5h偏二甲肼即可以达标，但其氧化分解产生的主要产物为甲醛，甲醛氧化较慢，约需3.5h才能达标，为加快反应进程，提高反应效率，需要增加催化剂，采用紫外光和二氧化钛催化剂后，甲醛氧化处理1.5h即可以达标。为此，根据上述推进剂废水氧化分解的特点，设置多级反应器，多级反应器整体分为三级，根据推进剂废水的不同氧化反应阶段，设置不同的辅助反应手段。第一级反应槽设计为偏二甲肼反应槽，内装50%(容积比)的颗粒活性炭填料，起到富集氧化的作用。第二级反应槽设计为甲醛反应槽。由于甲酸反应较慢，因而设计增加紫外线灯和二氧化钛催化剂，强化处理的效果。设计采用4个小反应槽串联布置，每个小反应槽中心内装70W进口紫外灯及套管5根，槽两侧内壁均设置板状二氧化钛催化剂。第三级反应槽设计为吸附槽，内装填活性炭填料，对废水进行吸附处理，确保水质达标。在第一级、第二级反应槽底部布置微孔曝气管，活性气体以小于2mm的微气泡形式和废水进行混合反应，气体投加量均可以调节和计量。所述潜水泵优选采用水量为l2m3/h，扬程约1215m，型号为AP12.40.08.3型，功率0.8kW。所述管道优选采用不锈钢软管，管径为DN20，流速约0.9m/h。软管与固定管道的连接采用不锈钢快速接头，阀门采用不锈钢。所述过滤器用于防止管道结垢和堵塞，同时也增加水的透光率，有利于光氧化反应的进行。优选选用管道过滤器1台，其直径为DN40,最大处理水量为3m3/h。所述pH值调节装置优选采用米顿罗电磁隔膜计量栗，流量为014L/h，药液贮存桶采用塑料桶加工，尺寸设计为cp300xl000(H)mm。由于处理过程中，四氧化二氮会氧化生成硝酸，造成水的pH值降低，因而需要投加碱液调节pH值，达到排放要求。本发明还优选采用Na2C03的溶液作为中和液，采用pH计检测处理后水的pH值，通过检测结果自动调节加药计量泵的流量，调节出水的pH值。所述尾气处理器用于对反应剩余的臭氧等尾气进行处理，避免对周围环境和人员产生危害。而该尾气处理器与等离子反应器配套，采用活性炭吸附技术。所述检测仪器用于对出水水质进行检测，优选采用CM-3型便携式COD测定仪和GDYS-102SD型水中甲醛测定仪，配备各种合适的药剂，可以检测COD和甲醛，能够满足处理出水的常见指标分析。另外，该种用于处理航天推进剂废水的移动处理车再包括一控制系统，用于对整个设备系统及其试验过程进行控制和管理。当管道连接完毕后，摁下系统开启按钮，根据原水水质情况，选择对应的处理模式，控制系统既可使所有设备按设定的参数自动工作，对废水进行处理。其中多级反应器和pH调节投加设备设定为延时启动。同时各设备装有工况显示灯，显示设备整体工作情况及状态；各设备均有手动启动和操作功能。本发明提供的该种移动处理车具有以下优点(1)采用移动式处理车，解决了设备在车上安装和使用的技术难题，机动性好，适合发射场多点号污染治理。(2)处理技术先进，处理效率高，运行成本低。(3)根据废水降解的规律，研制开发了多级反应器，针对不同的反应阶段，采用不同的催化剂进行辅助反应，提高了处理效果。(4)系统自动运行，操作管理简便。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明进一步说明，但不作对本发明的限定实施例1用于处理发射场化验室推进剂废水在火箭或卫星发射前，需要对加注的推进剂进行检测化验，在化验过程中清洗化验仪器等会产生化验室推进剂废水，废水收集在化验室附件的地下废水贮存罐中。其特点是废水浓度高，酸性大，存放时间长，偏二甲肼大多转化成各种中间产物，一般COD达到200250mg/L，偏二甲肼浓度约1025mg/L，pH值约3.55.0。使用移动式推进剂废水处理车处理化验室废水时，先将处理车开至废水贮存罐附件的车辆操作场坪。车停稳后连接好进水管、出水管、出气管和设备供电总电源，安装好潜水泵，并取水样(0#)检测废水水质，其结果见表2。根据废水水质，选择操作模式一，开启系统进行废水处理。系统各设备根据设定的程序先后启动工作。系统主要运行控制参数为废水进水量为0.5m3/h，等离子发生器的产量为360g/h(额定量的90%)。系统运行2.4h后排水管开始有水排出，10min后取样(1#)进行检测，结果见表1，指标表明出水满足排放标准要求。处理车设备连续运行，对废水进行处理，连续处理2天后化验室推进剂废水贮存罐的废水处理完毕，处理过程中取4个水样(2#、3#、4弁、5弁)进行检测，出水均满足排放要求，结果详见表l。表l化验室推进剂废水处理结果检测项原水0#出水1#2#3#4#5#COD(mg/L)23327.827.427.827.627.4虽八攀v14.530.050.060.050.040.05甲醛(mg/L)0.240.920.880.930.860.84氰化物(mg/L)0.260.350.330.340.310.31亚硝酸盐Cmg/L)3.10.070.060.070.060.05SS(mg/L)42.813.714.014.113.613.9pH值4.67.57.47.26.97.1实施例2用于处理发射场导流槽推进剂废水火箭发射前导流槽中会注入大量的水，用于发射时降低导流槽的温度，发射后会有吸收了发射尾气的废水残留，发射时的喷水降温系统和发射后的发射塔架清洗也会把残留的推进剂带入导流槽废水中。导流槽的废水特点是水量大，污染物浓度低，一般COD仅1050mg/L。使用移动式推进剂废水处理车处理导流槽废水时，操作步骤同实施例1，并取水样(0弁)检测废水水质，其结果见表3。根据废水水质，选择操作模式五，开启系统进行废水处理。系统各设备根据设定的程序先后启动工作。系统主要运行控制参数为废水进水量为2.0m3/h，等离子发生器的产量为40g/h(额定量的20%)。系统运行0.6h后排水管开始有水排出，10min后取样(l弁)进行检测，结果见表2，指标表明出水满足排放标准要求。处理车设备连续运行，对废水进行处理，连续处理3天后导流槽推的进剂废水处理完毕，处理过程中取4个水样(2#、3#、4#、5#)进行检测，出水均满足排放要求，结果详见表2。亚硝酸盐(mg/L)表2导流槽推进剂废水处理结果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>权利要求1.一种航天推进剂废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤a.空气通过空气净化系统，经过压缩、冷干、制氧三个处理过程，制备成高浓度的氧气，进入等离子体发生器，等离子发生器把氧气转化为高浓度的臭氧等活性气体；b.推进剂废水通过过滤器进行过滤；c.将上述经过过滤的推进剂废水和上述等离子发生器产生的大量活性基团送入多级反应器中进行一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单的小分子物质，从而使污染物得以降解去除；d.经过上述反应的出水经过pH值调节和检测分析后即可达标排放；其中，上述处理主要技术参数为空气净化系统产生纯度90％～95％的氧气；等离子发生器产生浓度为100～120mg/L的高浓度活性氧化气体；活性气体投加量与废水中的污染物量之比为3.5～6.4，所述废水中的污染物量以COD值为依据；多级反应器的有效停留时间为1.5h～2h。2、一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，其特征在于，包括移动车体、工作舱和处理设备三个部分，其中所述工作舱由下部装载平台和可吊装分离的舱体两部分组成；所述车载废水处理设备包括空气净化系统、等离子体发生器、多级反应器、潜水泵、管道、过滤器、检测仪器、在线pH调节装置、液体流量计、气体流量计，所述空气净化系统由依次连接的空气压縮机、冷干机、制氧机组三部份组成；而所述等离子体发生器与上述制氧机组相连，所述潜水泵置于上述工作舱中，通过管道与过滤器相连；所述多级反应器经过液体流量计及气体流量计并通过管道分别与上述过滤器及等离子体发生器相连接；所述pH值调节装置其一端与上述多级反应器相连接，而另一端再连接上述检测仪器。3、根据权利要求2所述的一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，其特征在于，再包括一用于对整个设备系统及其试验过程进行控制和管理的控制系统。4、根据权利要求2所述的一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，其特征在于，所述多级反应器整体分为三级第一级反应槽设为偏二甲肼反应槽，内装50%容积比的颗粒活性炭填料；第二级反应槽设为甲醛反应槽，采用4个小反应槽串联布置，每个小反应槽中心内装70W进口紫外灯及套管5根，槽两侧内壁均设置板状二氧化钛催化剂；第三级反应槽设为吸附槽，内装填活性炭填料；另外，上述第一级、第二级反应槽底部还设置微孔曝气管。5、根据权利要求2所述的一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，其特征在于，所述处理设备再包括一尾气处理器与上述多级反应器相连接。6、根据权利要求2所述的一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，其特征在于，所述移动车体优选采用东风汽车有限公司生产的EQ1141G7DJ2二类底盘；优选采用EQ6BTA5.9增压发动机；优选采用外径380mm的离合器、六档变速箱、动力转向、十吨级后桥、加强车架。7、根据权利要求2所述的一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，其特征在于，所述下部装载平台优选采用高副梁设计，并于下部设置裙边，再根据厢体内设备的安装位置，底架相应处增加横梁，底架与底盘主梁采用吊耳的方式连接，所述裙边上设置有若干的裙边门和下箱，裙边门采用下翻结构。8、根据权利要求2所述的一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，其特征在于，所述可吊装分离的舱体与上述下部装载平台通过螺栓连接，舱体采用封闭式、骨架蒙皮结构，内外蒙皮之间填加保温材料，舱体顶部设置天窗，所述舱体在右后角设置独立隔舱，独立隔舱设有一个专用的上车门，该独立隔舱的隔断板为可拆卸结构，所述舱体两侧还设置有若干的上翻侧门。9、根据权利要求2所述的一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，其特征在于，所述空气净化系统由依次连接的空气压縮机、冷干机、制氧机组三部份组成。10、根据权利要求2所述的一种用于处理航天推进剂废水的移动处理车，其特征在于所述空气压縮机优选采用OG11F型螺杆式空气压縮机，其工作压力00.7MPa，产生压縮空气气量96mVh，最大噪声级为57dB;所述冷干机优选采用PD0200型，其工作压力1.6MPa，处理空气气量120m3/11，最大噪声级为20dB;所述制氧机组优选采用CAP0-6型，包括氧气缓冲罐、变压吸附器，其工作压力0.8MPa1.0MPa，出气压力0.1MPa0.4MPa，产氧气量6Nm3/11，排气时最大噪声级为65dB;所述等离子体发生器优选采用的等离子发生器活性气体产量为400g/h，出口压力0.05MPa0.1MPa;所述潜水泵优选采用水量为12mVh，扬程约1215m，型号为AP12.40.08.3型，功率0.8kW;所述管道优选采用不锈钢软管，管径为DN20，流速约0.9m/h，软管与固定管道的连接采用不锈钢快速接头，阀门采用不锈钢；所述过滤器优选选用管道过滤器l台，其直径为DN40，最大处理水量为3mVh;所述pH值调节装置优选采用米顿罗电磁隔膜计量泵，流量为014L/h，药液贮存桶采用塑料桶加工，尺寸设计为cp300xl000(H)mm，还优选采用Na2C03的溶液作为中和液，采用pH计检测处理后水的pH值；所述检测仪器优选采用CM-3型便携式COD测定仪和GDYS-102SD型水中甲醛测定仪。全文摘要本发明涉及环保废物处理技术，提供一种航天推进剂废水的处理方法及其移动处理车，采用等离子体氧化技术并结合光氧化的方法处理推进剂废水，其移动处理车主要包括移动车体、工作舱和处理设备三个部分，通过上述方法移动处理各点推进剂废水。本发明具有以下优点技术可靠，处理效率高，能使推进剂废水达标排放，大大减少处理成本；采用移动式处理车，解决了设备在车上安装和使用的技术难题，机动性好，操作管理简便，适合发射场多点号污染治理。文档编号C02F1/28GK101249997SQ20081010323公开日2008年8月27日申请日期2008年4月1日优先权日2008年4月1日发明者侯瑞琴,刘占卿,周风广,宋道宏,统张,方小军,健苏,慷赵申请人:总装备部工程设计研究总院;中国地质装备总公司