孫劍宇 孟圈昌

摘 要：偏二甲肼廢水的水質復雜易變，針對高濃度、高色度偏二甲肼廢水，進行了快速處理實驗研究。以化學氧化法為主，選取多種化學藥劑進行實驗，確定了漂粉精-濃硫酸氧化法的處理方案，在200L廢水處理1.5h后保持pH值為中性，實現(xiàn)偏二甲肼去除97.3%、COD去除96.9%的效果，色度降至13倍，良好滿足了后續(xù)處理要求。

關鍵詞：高濃度高色度;偏二甲肼廢水;實驗研究

中圖分類號： 文獻標識碼：A

1 概述

偏二甲肼廢水是一種以其本身及氧化分解產物為主的混合廢水，主要來自化工排放和火箭發(fā)動機試車試驗排放兩個部分，具有濃度變化范圍廣、水量波動大的特點。同時，廢水成分復雜，容易受外來物質、水體溫度等環(huán)境因素影響而發(fā)生化學變化，一定程度上增加了廢水的處理難度[2]。針對某高濃度、高色度偏二甲肼廢水，本研究工作找到了一種快速、有效的處理方法，即漂粉精-濃硫酸氧化法對其進行處理，取得了較好的效果。

2 處理實驗方案研究

2.1 廢水水質分析

據分析，高濃度、高色度偏二甲肼廢水水質為外觀紫紅色，pH7.1，偏二甲肼168.0mg/L，COD659.4mg/L，色度5738倍。初步分析廢水顯紫紅色原因可能是外來物質溶于水后，在pH值中性條件下呈紫紅色，或者是外來物質與污染物反應生成顯色基團所致。同時廢水為高濃度偏二甲肼廢水，所以迅速找到一種快速、有效的脫色處理方法最為重要。

2.2 處理方法比選

常規(guī)廢水脫色處理方法有物理吸附法、化學氧化法與混凝絮凝法。

（1）物理吸附法：利用多孔、高比表面積的特點吸附有色物質，處理快速有效但容易二次污染。常用藥劑為活性炭、活性氧化鋁等。

（2）化學氧化法：氧化破壞有色物質共軛體系或發(fā)色基團，處理快速有效、結果不可逆。常用藥劑為濃硫酸、過氧化氫、漂粉精等。

（3）混凝絮凝法：利用壓縮雙電層、吸附架橋、凝聚沉淀去除破壞封閉污染物親水基團，混凝分離去除色度，處理水中污染物去除效果差，成本高、不利于小規(guī)模應用。常用藥為劑金屬鹽類無機離子試劑、合成高分子有機物等。

從脫色處理效率角度出發(fā)，混凝絮凝法處理廢水耗時長，無法作為主要處理方法。而物理吸附法與化學氧化法均能實現(xiàn)廢水的快速處理。

從處理效果角度出發(fā)，使用物理吸附法處理廢水后的飽和吸附材料如何進一步處理將成為新的問題，且容易在收集、運輸過程中造成對環(huán)境的二次污染。相較之下，化學氧化法處理廢水后結果不可逆，不會出現(xiàn)二次污染的問題。

從后續(xù)處理的角度出發(fā)，需要合理設計選取化學氧化藥劑，保證處理后廢水pH值在7-8的范圍內且偏二甲肼濃度低于30mg/L，利于廢水的后續(xù)處理[9]。

3 實驗與計算

3.1 試劑及儀器

試劑：氫氧化鈉（NaOH），分析純;濃硫酸（H2SO4）;漂粉精，粒徑0.3-0.6mm;過氧化氫（H2O2），30wt%。

儀器：電子天平，賽多斯股份公司（德國）。

3.2 實驗步驟與結果

對廢水用500mL玻璃瓶進行單獨采樣，充滿并密封。再分別量取40mL廢水分別置于5個100mL燒杯中，標號后進一步實驗處理。

3.2.1 氫氧化鈉

向1號燒杯持續(xù)滴加氫氧化鈉溶液，廢水顏色無變化，經測定pH值從7.1升至12.4。說明廢水中的顯色物質在pH值堿性條件下無法脫色。

3.2.2 濃硫酸

將濃硫酸沿器壁緩慢滴入2號燒杯，玻璃棒不斷攪拌，至滴入1mL時，紫紅色廢水變淡黃色，色度為52倍，說明顯紫紅色物質發(fā)生變化，但偏二甲肼濃度為152.5mg/L，變化不大，同時pH值從7.1降至2.6。說明可能存在酸性條件下脫色的物質，或者因濃硫酸氧化后脫色。

3.2.3 漂粉精

緩慢添加漂粉精0.31g于3號燒杯中，紫紅色廢水變淺白色，色度為42倍。結果驗證了該有色物質能被氧化去除，同時偏二甲肼也被去除，濃度為6.3mg/L，但是處理后pH值為11.8，不利于后續(xù)處理。

3.2.4 過氧化氫

滴加過氧化氫于4號燒杯中，紫紅色廢水顏色變淺，色度為1692倍，進一步驗證了氧化脫色機理，但是脫色投藥體積比超過1：1，不利于實際應用。

3.2.5 濃硫酸和漂粉精

為了實現(xiàn)脫色的同時可調節(jié)pH值至后續(xù)處理工藝進水要求，添加0.23g漂粉精于5號燒杯中，再攪拌滴加0.11mL濃硫酸，pH值調節(jié)至7.5，此時廢水變清澈透明，色度為21倍，脫色效果最佳，同時偏二甲肼濃度為5.1mg/L。

3.3 結果計算

根據實驗結果，得到漂粉精和濃硫酸投加量計算公式如下：

式中：X——漂粉精實際投加量，單位（t）;

m——小試投加漂粉精質量，單位（g）;

a——放大系數(shù)，5×106;

s——系統(tǒng)誤差系數(shù)，1.05

式中：Yn——濃硫酸實際投加量，單位（t）;

mn——小試投加濃硫酸質量，單位（g）;

ρ——濃硫酸密度，1.84 （g/cm3）;

a——放大系數(shù)，5×106;

s——系統(tǒng)誤差系數(shù)，1.05;

4 處理效果

根據研究結果，對200L高濃度、高色度偏二甲肼廢水進行放大實驗：投加漂粉精1.2kg，攪拌反應30min后投加濃硫酸0.33kg，再反應1h即可。處理后偏二甲肼濃度從168mg/L降至4.5mg/L，去除率97.3%，COD濃度從659.4mg/L降至20.2mg/L，去除率96.9%，同時色度從5738倍降至13倍，pH值也被調節(jié)至7.3，滿足《肼類燃料和硝基氧化劑污水處理與排放要求》（GJB 3485A-2011）的后續(xù)處理要求。

5 結論與展望

經實驗確定了高濃度、高色度偏二甲肼廢水的濃硫酸-漂粉精氧化法處理方案，脫色的同時降低了廢水中肼類污染物濃度，該方案不僅填補了偏二甲肼廢水脫色處理方法的空白，而且高效地實踐了高濃度偏二甲肼廢水快速處理的過程，并為后續(xù)處理工作奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

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[4]周陽靖，何望辰，徐繼榮等.印刷油墨污水處理工藝比選[J].工業(yè)水處理，2013，33（12）：42-44.

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[6]付哲.濕式氧化法在去除城市污水色度中的應用[J].考試周刊，2013（6）：191-192.

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（西安航天動力試驗技術研究所，陜西 西安 710100）