本發(fā)明涉及環(huán)境科學(xué)與，具體涉及一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法。

背景技術(shù)：

1、偏二甲肼是一種有毒化學(xué)品，廣泛應(yīng)用于火箭燃料、塑料和橡膠制品的生產(chǎn)過程中，然而，其生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的廢水含有高濃度的偏二甲肼，對(duì)環(huán)境和人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，且偏二甲肼是當(dāng)前主流的常規(guī)推進(jìn)劑，憑借高比沖、熱穩(wěn)定性在推進(jìn)器調(diào)姿中仍具有不可取代的地位。高密度發(fā)射任務(wù)必然帶來大量的推進(jìn)劑廢水，人體接觸偏二甲肼后有致畸、致癌、致突變的危害。目前偏二甲肼廢水的處理方法主要有：吸附法、離子交換法、生物處理法、高級(jí)氧化法等。

2、中國專利cn117101641a中采用水熱法合成了釹摻雜二氧化鈦催化劑用于偏二甲肼廢水處理，投加50g/l該催化劑至40ml含量100mg/l的低濃度偏二甲肼廢水中，反應(yīng)12h后降解率為93.1％。但是該技術(shù)中催化劑用量大，藥劑成本高，且存在納米材料二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，限制了其應(yīng)用推廣。因此本發(fā)明提出一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法，該電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法利用過硫酸鹽協(xié)同電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水，系統(tǒng)中只需要輸入電能和過硫酸鹽，電能可以激活過硫酸鹽，活化后的過硫酸根自由基又能強(qiáng)化電化學(xué)氧化偏二甲肼的效果，不需要額外添加催化劑，操作靈活，啟停方便，氧化能力強(qiáng)，處理周期短。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法，包括以下步驟；

3、步驟一：將待處理偏二甲肼廢水置于中間水箱，水箱中設(shè)置有電解槽，將含偏二甲肼的廢水引入電解槽中；

4、步驟二：投入過硫酸鹽，處理工藝包括電源、反應(yīng)器、中間水箱和循環(huán)泵，反應(yīng)器由陽極、陰極、流道、容器等組成，啟動(dòng)水泵、電源，將偏二甲肼廢水由水泵壓入反應(yīng)器中；

5、步驟三：經(jīng)過石墨烯涂層鈦電極間的流道時(shí)被放電處理，處理后的廢水回到中間水箱，檢測出水水質(zhì)，若未達(dá)標(biāo)則循環(huán)處理，若達(dá)標(biāo)則直接排放；

6、步驟四：在電解槽中設(shè)置陽極和陰極，陽極為惰性電極材料，陰極為還原性電極材料；

7、步驟五：通入直流電，使陽極和陰極之間產(chǎn)生電場；

8、步驟六：在電場作用下，偏二甲肼在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，生成無毒或低毒的物質(zhì)；

9、步驟七：在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣或其他還原性物質(zhì)；

10、步驟八：經(jīng)過一定時(shí)間的電解處理后，停止通電，取出處理后的廢水進(jìn)行后續(xù)處理或排放。

11、進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述步驟一中，將偏二甲肼導(dǎo)入水箱中的電解槽中是為了進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，在這個(gè)過程中，電解槽內(nèi)的陽極和陰極之間會(huì)形成電場，導(dǎo)致偏二甲肼分子在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)。

12、進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述步驟二中，過硫酸鹽作為一種強(qiáng)氧化劑，在電化學(xué)反應(yīng)中可以被激活生成硫酸根自由基，這是一種具有高反應(yīng)活性的物種，能夠有效地氧化偏二甲肼等有機(jī)污染物，啟動(dòng)水泵可以提供必要的動(dòng)力，將偏二甲肼廢水從儲(chǔ)罐或其他來源輸送到電化學(xué)反應(yīng)器中。

13、進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述步驟三中，經(jīng)過石墨烯涂層鈦電極間的放電處理，可以有效地降解偏二甲肼等污染物，確保廢水中的有害物質(zhì)被充分去除，處理后的廢水回到中間水箱，并進(jìn)行水質(zhì)檢測，如果檢測結(jié)果顯示水質(zhì)未達(dá)標(biāo)，則廢水會(huì)被再次送回反應(yīng)器進(jìn)行循環(huán)處理。

14、進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述步驟四中，陽極為惰性電極材料；所述惰性電極為鉑或它們的氧化物；因?yàn)檫@些材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性，能夠耐受強(qiáng)氧化條件而不被腐蝕，陰極為還原性電極材料；所述還原性電極材料為石墨和鈦，它們在氯堿工業(yè)和廢水處理中表現(xiàn)出良好的性能。

15、進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述步驟五中，為了驅(qū)動(dòng)電化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)偏二甲肼的氧化降解。在電場的作用下，陽極上會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，將偏二甲肼分子進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而陰極上則會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)。

16、進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述步驟六中，這一轉(zhuǎn)化過程有助于去除廢水中的有害成分，減少環(huán)境污染，并確保處理后的水體安全，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

17、進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述步驟七中，在陰極上，水分子被還原生成氫氣，氫氣是一種清潔能源，可以被收集和利用，例如用于燃料電池或作為工業(yè)原料，此外，氫氣的產(chǎn)生也有助于提高電化學(xué)反應(yīng)的效率，因?yàn)樗梢源龠M(jìn)溶液中的離子遷移，從而增強(qiáng)整體的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，除了氫氣，陰極上還可能生成其他還原性物質(zhì)，如亞硫酸鹽、硫化物等，這些還原性物質(zhì)可以與溶液中的氧化劑或中間產(chǎn)物反應(yīng)，進(jìn)一步促進(jìn)污染物的降解。

18、進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述步驟八中，通過設(shè)定一定的電解處理時(shí)間，可以確保偏二甲肼等污染物得到有效降解，達(dá)到預(yù)期的處理效果。停止通電意味著電解處理過程的結(jié)束，此時(shí)可以評(píng)估處理是否達(dá)到了環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)或預(yù)定的處理目標(biāo)，如果繼續(xù)通電進(jìn)行電解處理，可能會(huì)導(dǎo)致能源的浪費(fèi)，甚至可能對(duì)已經(jīng)處理過的廢水造成不必要的化學(xué)變化或產(chǎn)生新的副產(chǎn)物。

19、進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述電源是直流電源或脈沖電源，所述陰陽電極形式為平板式或管式，所述偏二甲肼廢水的初始ph為8-10，所述偏二甲肼廢水的背景離子強(qiáng)度為30-60mm，所述過硫酸鹽與偏二甲肼的摩爾比為1-2.5，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉或過硫酸鉀，所述循環(huán)水泵的流量為100-200ml/min，所述偏二甲肼廢水的濃度為100-300mg/l，所述偏二甲肼廢水的電化學(xué)處理時(shí)間為20-40min。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：該種方法利用過硫酸鹽協(xié)同電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水，系統(tǒng)中只需要輸入電能和過硫酸鹽，電能可以激活過硫酸鹽，活化后的硫酸根自由基又能強(qiáng)化電化學(xué)氧化偏二甲肼的效果，不需要額外添加催化劑，操作靈活，啟停方便，氧化能力強(qiáng)，處理周期短，處理體系便于宏量放大，過硫酸鹽固體氧化劑相較于傳統(tǒng)使用的雙氧水，性質(zhì)穩(wěn)定、存儲(chǔ)方便，易于運(yùn)輸，且硫酸根自由基的氧化還原電位高于羥基自由基，半衰期長，受環(huán)境的酸堿度影響小。

技術(shù)特征：

1.一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法，其特征在于：在所述步驟四中，陽極為惰性電極材料；所述惰性電極為鉑或它們的氧化物，鉑的氧化物為二氧化鉑，是一種黑色固體，具有較高的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性；陰極為還原性電極材料；所述還原性電極材料為石墨和鈦。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法，其特征在于：在所述步驟五中，驅(qū)動(dòng)電化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)偏二甲肼的氧化降解；在電場的作用下，陽極上會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，將偏二甲肼分子進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法，其特征在于：所述電源是直流電源或脈沖電源，所述陰陽電極形式為平板式或管式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法，其特征在于：所述偏二甲肼廢水的初始ph為8-10，所述偏二甲肼廢水的背景離子強(qiáng)度為30-60mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法，其特征在于：所述過硫酸鹽與偏二甲肼的摩爾比為1-2.5，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉或過硫酸鉀。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法，其特征在于：所述循環(huán)水泵的流量為100-200ml/min，所述偏二甲肼廢水的濃度為100-300mg/l，所述偏二甲肼廢水的電化學(xué)處理時(shí)間為20-40min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水的方法,包括以下步驟；步驟一：將待處理偏二甲肼廢水置于中間水箱，水箱中設(shè)置有電解槽，將含偏二甲肼的廢水引入電解槽中；步驟二：投入過硫酸鹽，處理工藝包括電源、反應(yīng)器、中間水箱和循環(huán)泵，反應(yīng)器由陽極、陰極、流道、容器等組成，啟動(dòng)水泵、電源，將偏二甲肼廢水由水泵壓入反應(yīng)器中；該方法利用過硫酸鹽協(xié)同電化學(xué)氧化偏二甲肼廢水，系統(tǒng)中只需要輸入電能和過硫酸鹽，電能可以激活過硫酸鹽，活化后的硫酸根自由基又能強(qiáng)化電化學(xué)氧化偏二甲肼的效果，不需要額外添加催化劑，操作靈活，啟停方便，氧化能力強(qiáng)，處理周期短。

技術(shù)研發(fā)人員：周振,李慧君,馬文,方小軍,王守中,王開顏,倪賀偉,程遠(yuǎn),候?qū)幦?br/>受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民解放軍63921部隊(duì)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2