台州循环水处理设备 远程指导安装

偏二甲肼(udmh)是一种性能良好的液体火箭tuijinji。随着航天技术的迅猛发展，udmh使用量持续增多，在试验过程中会产生大量的有毒废水。现阶段对udmh废水的处理方法包括化学、物理、生物方法等。常用化学方法主要采用氧化工艺，存在处理效率不高、某些中间产物毒性大、易产生二次污染等缺点。常用物理方法主要采用离子交换树脂、凹凸棒土、活性炭等对废水中污染物进行分离、转移，存在处理不彻底、投资成本较高、吸附剂再生困难、吸附效果不佳等缺点。常用生物方法采用细菌、水生植物等降解udmh废水，存在易受降解环境影响、降解速率较慢、运行控制较难等问题。一些新型的处理工艺包括超临界水氧化法、酸性氧化电位水处理技术、低温等离子体处理技术等。其中超临界水氧化法可将难降解的大分子有机物在短时间内氧化为n2、h2o、co2等小分子无毒物质，用结构简单且体积较小的反应装置即能达到氧化去除有机物的目的，但缺点是存在条件极其严苛，且前期的装置价格昂贵，不能作为常规降解ud-mh的工艺；酸性氧化电位水处理技术反应速度快，尤其便于快速处理较低浓度、少量的udmh废水，但仍需与其他废水处理技术结合起来，以大限度提高udmh废水处理效果；低温等离子体处理技术降解较为彻底、效果较佳，但对设备要求较高。因此，如何使用更环保且安全高效的工艺处理udmh废水有着极其重要的意义。

在微波辐射下，活性炭吸收微波能量并在其表面形成很多“热点”，该“热点”处的能量及温度比其他地方高出许多，通常被用于诱导反应的催化剂。目前，在环境工程领域微波诱导催化技术推广应用较为广泛，在模拟单一成分废水降解方面采用微波-活性炭工艺的研究较多。fen-ton法在高浓度、难降解废水降解领域有着较强的优势，因其设备简易、费用少、操作简单、反应快速等倍受青睐。

在微波场中，fenton试剂存在条件下引入活性炭，活性炭活性中心上吸附fe2＋、有机污染物等，对羟基自由基(•oh)附近污染物浓度有增大作用，可实现去除污染物、增强氧化效率的目的。微波穿透能力很强，有效降低反应活化能，对•oh释放有利，增大•oh生成率，使fenton反应活性大幅度提高，能取得较好的降解效果。

本研究采用活性炭-微波-fenton组合技术对udmh废水进行处理，探讨主要降解中间产物甲醛与氰根离子的变化规律，并对cod浓度与时间的关系进行线性拟合，以期为udmh废水处理的工艺应用及优化提供理论参考。

1、实验

1．1 试剂与仪器

udmh模拟废水，由偏二甲肼样品与去离子水配制而成，其中udmh质量浓度为400mg/l，cod质量浓度为820mg/l；偏二甲肼，纯度为99．2％，无色透明溶液；颗粒活性炭，粒径700~2360μm，碘吸附值850mg/g，强度94％，水分不大于5％，灰分不大于15％，比表面积1200m2/g；zhonggesuanjia、过氧化氢、硫酸亚铁、氢氧化钠、磷酸氢二钠、甲醇、氨水、氨基磺酸铵、氯化钙、硫酸铵、硫酸、盐酸、氯化钠、柠檬酸、乙酰丙酮、冰乙酸、吡啶-巴比妥酸、亚硝基铁氰化钠、乙酸铵，以上试剂均为分析纯。

经改装(加回流冷凝装置)wp700(ms-2004tms-2014t)型lg微波炉；phs-3c型酸度计；721可见分光光度计司；dzf-6020真空干燥箱；79-1型磁力搅拌器；shb-Ⅲ循环水式多用真空泵。

1．2 分析测定方法

udmh含量采用氨基亚铁氰化钠分光光度法测定；cod含量采用消解分光光度法测定；hcho含量采用乙酰丙酮法进行测定；cn－含量采用吡啶-巴比妥酸分光光度法进行测定。

1．3 实验方法

称取适量颗粒活性炭，用质量分数为5％的稀盐酸浸泡24h，然后用蒸馏水多次淋洗呈中性，置于130℃真空干燥箱干燥12h至恒重，装入细口瓶中备用。

室温下，取一定量经处理后的活性炭于250ml磨口烧瓶中，加入100ml预先配制好的质量浓度为400mg/l的udmh废水，调节溶液的ph值，再加入适量h2o2及feso4溶液(n(fe2＋)∶n(h2o2)按1∶6、1∶8、1∶10、1∶12分别进行配置)。将烧瓶置于微波炉，打开冷却水，调节微波功率并设好时间开始加热。待反应完全结束后，取出烧瓶并冷却至室温，将水样过滤，测定原始废水及处理后的废水在500nm处的吸光度值，计算udmh的去除率；测定cod值，计算cod去除率；测定hcho及cn－的含量。

2、结果与讨论

2．1 h2o2体积与cod去除率的关系

在ph值为3、微波功率为460w、活性炭质量为3g、n(fe2＋)∶n(h2o2)＝1∶10时，加入不同体积的68．5g/l的h2o2溶液，以6、12、18、24、30min为采样时间点，h2o2体积与cod去除率的关系曲线见图1。

由图1可看出，随着h2o2体积增多，cod去除率增高。在h2o2体积为1ml时，cod去除率显著低于2、4、6、8ml时的值。当反应进行到6min时，体积为4、6、8ml的cod去除率即可达93．5％以上，而当反应时间延长至10~30min时，cod去除率增高幅度不大。由此可得，在微波、活性炭存在下，fenton反应在较短的时间内就能趋于平衡。当h2o2体积增加到4ml时，cod在30min时的去除率已达97．1％。这是因为：随着h2o2体积的增加，•oh生成速率增加，2＋形成速率增大，使得fe2＋的生成速率加快，h2o2分解生成•oh的速率随之增加。考虑到成本因素，h2o2取4ml为佳。

2．2 微波功率与cod去除率的关系

在ph值为3、质量浓度为68．5g/l的h2o2体积为4．0ml、活性炭质量为3g、n(fe2＋)∶n(h2o2)＝1∶10时，改变微波功率，以6、12、18、24、30min为采样时间点，得到微波功率与cod去除率的关系曲线见图2。

由图2可得，微波功率不同，cod去除率均随时间延长而增高，且功率越大，去除率就越高，达到平衡所需时间就越短。当进行到30min时，460、550、700w条件下的cod去除率都趋于97％~98％。增大微波功率，虽能增加fenton反应速率，但对cod去除率影响甚微。分析认为，增大微波功率，使fenton反应速率提高；同时，可使活性炭表面的“热点”数量增加，强化活性炭对cod的吸附作用，使得去除率增高。综合考虑，微波功率选取460w佳。

2．3 ph值与cod去除率的关系

在微波功率为460w、68．5g/l的h2o2体积为4．0ml、活性炭质量为3g、n(fe2＋)∶n(h2o2)＝1∶10时，改变ph值，考察其对cod去除率的影响，结果见图3。

从图3可看出，cod在反应前6min内去除较为明显。当ph值分别为2、3、3．5、4、4．5、8时，反应在6min内cod去除率已较大，而后趋于平衡。ph值为3．5时cod去除率高，达97．5％。而当ph值为12呈弱碱性时，cod去除率仅为68．9％。

在ph值大于7时，h＋容易和oh－相结合，除了有利于•oh生成外，还促进活性炭对cod的吸附。ph值增高，对•oh的释放有抑制作用。但ph值过低，h＋抑制fe3＋朝fe2＋转化，即fe3＋不能被还原为fe2＋。当ph值过高时，fe3＋和oh－易于生成fe(oh)3沉淀，抑制fenton反应的进行。ph＝8的弱碱性环境下，cod去除率可达89％，这说明微波、活性炭的存在可在一定程度上削弱ph值对fenton反应所造成的负面影响。本实验条件下，ph值选3．5较为适宜，这与fenton试剂的ph值使用范围一致。