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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。