專利名稱：一種快速降解三苯甲烷類染料廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及染料廢水的處理方法，更具體的說是三苯甲垸類染料廢水的處理 方法。
背景技術(shù)：
隨著印染與染料工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)廢水已成為當前主要的水體污染源之一。
染料作為一種大量存在的環(huán)境重要污染源，其世界年產(chǎn)量約為80 90萬噸。我 國染料年產(chǎn)量達15萬噸，位居世界前列。在染料的生產(chǎn)和使用中約有10% 15 %的染料隨廢水排入環(huán)境。我國染料工業(yè)、紡織印染業(yè)發(fā)達，染料廢水對環(huán)境的 污染更為嚴重。根據(jù)1998年環(huán)境公報的數(shù)據(jù)，目前我國工業(yè)廢水治理率約為87.4 %，治理合格率僅為已有裝置處理總量的63%。而作為環(huán)境污染物的染料種類 多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，全世界使用的合成染料達3萬多種。三苯甲垸類染料作為一種常 見的染料污染，是一種多苯環(huán)化合物，其結(jié)構(gòu)的主要特征是在中心碳原子周圍連 接有三個苯環(huán)，其中一個苯環(huán)與碳原子以雙鍵相連。該類染料是繼偶氮染料、蒽 醌染料之后使用量第三大的染料，在其生產(chǎn)、使用過程中產(chǎn)生大量廢水。其中某 些染料及中間降解產(chǎn)物被報道具有"三致"作用(王自齊、馮裕庭，染料類化學物質(zhì) 的危害性研究,[J]化工勞動保護工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病分冊-1998年1期)。染料廢 水中殘存的染料組分即使?jié)舛群艿停湃胨w也會造成水體透光率降低，導(dǎo)致水 體生態(tài)系統(tǒng)的破壞。
三苯甲烷類染料廢水的處理難點是(1)COD高，可生化性差；(2)色度高、 成分復(fù)雜、脫色難度大。隨著染料工業(yè)的發(fā)展和后整理技術(shù)的進步，新型助劑、 染料、整理劑等難生物降解的有機物在印染行業(yè)被大量使用，致使印染廢水中的 COD增高、BOD/COD更低。對于染料污染物的去除通常采用的物理方法如 活性炭吸附、超濾、反滲透、化學絮凝、離子交換等等。然而，這些方法都沒有 對染料分子進行降解，它們只是一種對污染物的富集過程，因此還會產(chǎn)生二次污 染。結(jié)果還需要耗費大量資金進一步再生吸附劑和固體廢物進行后續(xù)處理。此外，為了滿足深度染色的要求，傳統(tǒng)的生物處理方法也難以對高濃度的染料廢水進行 脫色和降解。
在過去的十幾年中，高級氧化技術(shù)已發(fā)展成為去除有機染料廢水的有效手 段，諸如濕式氧化、濕式催化氧化、超臨界水氧化、光催化氧化、微波輔助光催 化和微波誘導(dǎo)催化等都得到了長足的發(fā)展(邵兵，高級氧化技術(shù)在污水處理中的
應(yīng)用進展[J],經(jīng)濟技術(shù)協(xié)作信息，2008年26期)。這些方法都具有各自的特點和 不足，濕式氧化、濕式催化氧化、超臨界水氧化技術(shù)都需要在高溫、高壓下進行， 對反應(yīng)設(shè)備要求較高，須耐高溫、高壓，并耐腐蝕。光催化氧化和微波輔助光催 化技術(shù)需要提供紫外光以及光利用率低和光量子效率低的問題。微波誘導(dǎo)催化受 到場地器材的制約目前應(yīng)用到實際中存在較大困難。另外，上述的這些方法對能 源的需求都相對較高，從節(jié)能的角度來看并不是一種理想的降解方式。因此，研 究和開發(fā)對能源需求低、反應(yīng)條件溫和的高級氧化技術(shù)來降解染料廢水中有機染 料污染物具有十分重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
1. 發(fā)明要解決的技術(shù)問題
針對現(xiàn)有的處理三苯甲烷類染料廢水的工藝對能源的需求都相對較高，反應(yīng) 設(shè)備要求復(fù)雜，本發(fā)明提供了一種快速降解三苯甲烷類染料廢水的方法，應(yīng)用鉍 酸鈉與硝酸銀共同作用下降解三苯甲烷類染料廢水，在攪拌的情況下投加兩種化 學試劑降解三苯甲垸類染料廢水的方法，使得降解方法所用設(shè)備簡單、能耗小、 操作方便、無需光照且無二次污染，能在短時間內(nèi)達到脫色、降解、除去染料的 目標。
2、 技術(shù)方案
本發(fā)明提出了一種快速降解三苯甲烷類染料廢水的方法，具體技術(shù)方案如
下
(A) 格柵除雜、靜置沉淀和pH調(diào)節(jié)，其中廢水的pH值要控制在7 10左右；
(B) 廢水引入簡單的反應(yīng)容器，之后投加鉍酸鈉和硝酸銀組成的混合物，在攪 拌的作用下保持多相均一混合反應(yīng)，該過程中染料廢水的溫度保持在室 溫，壓力為常壓，廢水排出。
4上述的步驟B停留時間為5 15分鐘左右，時間以不少于5分鐘為佳，過長 效果不會有明顯提高。使用時只需將此兩種化合物按NaBiO3:AgNO3為1:(0.5-4) 的比例同時投加入已預(yù)處理的廢水中。上述混合物總投入量為1g/L~5g/L，在強 烈攪拌的情況下降解廢水。
鉍酸鈉為黃色無定形粉末，不溶于水，在酸性介質(zhì)中有強氧化性，可直接購 得。硝酸銀是一種無色透明斜方晶體或白色細結(jié)晶，同樣是一種常用的化學試劑。 當兩種化合物投入水中后即刻出現(xiàn)黑色粉末，該不溶物能在攪拌的作用下降解有 機廢水。 3.有益效果-
與5有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在-
(1) 本發(fā)明廢水處理方式用于處理染料廢水的適用性強，常溫下即可進行。所 發(fā)明的催化氧化劑具有很強的氧化能力，能氧化大多數(shù)有機染料。
(2) 本發(fā)明廢水處理方法無需采用任何外加能量，只僅僅需要對廢液進行攪 拌，不受光照影響。
(3) 發(fā)明的處理方法能高效降解有機染料，無二次污染。
(4) 本發(fā)明中所調(diào)配的氧化劑能多次連續(xù)使用，無需再生，活性高。此外，所 需原料配制簡單，價格低廉。
(5) 整套體系運轉(zhuǎn)成本很低，設(shè)備簡單，以降解100mL濃度為40mg/L的甲 基紫為例，運行時間5分鐘，化學藥劑的初始投入為0.014元(該部分 可以重復(fù)利用多次)，耗電0.0017元。


圖1為本發(fā)明方法俾解羅丹明B的脫色率變化圖2為本發(fā)明降解體系下孔雀石綠的紫外-可見光吸收光譜圖； 圖3為本發(fā)明的降解體系下甲基紫的紫外-可見光吸收光譜圖； 圖4為本發(fā)明的降解體系下結(jié)晶紫的紫外-可見光吸收光譜具體實施方式
以下通過具體實例進一步說明本發(fā)明。 實施例1:
配制20 mg/L羅丹明B水溶液模擬染料廢水，量取100 mL染料溶液裝入 反應(yīng)瓶中。瓶中置一攪拌子，在攪拌器的作用下攪拌溶液。稱取200mg NaBi03 以及50mgAgNCb投加入上述溶液，在攪拌的作用下開始反應(yīng)。隨后測定羅丹 明B濃度隨反應(yīng)時間的變化情況，實驗結(jié)果表明，14 min內(nèi)羅丹明B濃度降低 99%， 15分鐘后TOC下降54%，具體參見圖1 。
實施例2:
配制20 mg/L孔雀石綠水溶液模擬染料廢水，量取50 mL染料溶液裝入反 應(yīng)瓶中。瓶中置一攪拌子，在攪拌器的作用下攪拌溶液。稱取100 mg NaBJ03以 及200mgAgNO3投加入上述反應(yīng)液。當反應(yīng)開始后測定孔雀石綠濃度隨反應(yīng) 時間的變化情況，實驗結(jié)果表明，8min內(nèi)孔雀石綠脫色率超過95%， 15分鐘 后TOC下降21c/。，具體參見圖2。
實施例3:
配制40 mg/L甲基紫水溶液模擬染料廢水，量取100 mL染料溶液裝入反應(yīng) 瓶中。瓶中置一攪拌子，在攪拌器的作用下攪拌溶液。稱取300 mg NaBi03以 及100mgAgNO3投加入上述溶液，在攪拌的作用下開始反應(yīng)。隨后測定甲基 紫濃度隨反應(yīng)時間的變化情況，實驗結(jié)果表明，4min內(nèi)甲基紫濃度降低92。/0， 15分鐘后TOC下降75W，具體參見圖3。
實施例4:
配制20 mg/L結(jié)晶紫水溶液模擬染料廢水，量取50 mL染料溶液裝入反應(yīng) 瓶中。瓶中置一攪拌子，在攪拌器的作用下攪拌溶液。稱取25mgNaBiOs以 及25mgAgNOs投加入上述溶液，在攪拌的作用下開始反應(yīng)。隨后測定結(jié)晶紫 濃度隨反應(yīng)時間的變化情況，實驗結(jié)果表明，3min后結(jié)晶紫濃度降低94y。， 15 分鐘后TOC下降43c/。，具體參見圖4。實施例5:
配制20 mg/L羅丹明B水溶液模擬染料廢水，量取100 mL染料溶液裝入 反應(yīng)瓶中。瓶中置一攪拌子，在攪拌器的作用下攪拌溶液。稱取100mg NaBi03 以及50mgAgNO3投加入上述溶液，在攪拌的作用下開始反應(yīng)。當羅丹明B幾 乎全被降解之后離心分離出催化劑，干燥后再次投加使用，保持再次反應(yīng)的體系 與之前的反應(yīng)體系完全一致。該過程重復(fù)了7次，實際反應(yīng)時間為114min，第 七次配制的羅丹明B溶液依舊完全脫色。
本發(fā)明并不限于以上具體實施例。
權(quán)利要求
1.一種快速降解三苯甲烷類染料廢水的方法，其步驟為(A)將三苯甲烷類染料廢水格柵除雜和靜置沉淀，用pH值調(diào)節(jié)為7～10；(B)廢水引入反應(yīng)容器，加入NaBiO3和AgNO3的混合物，在攪拌的作用下保持多相均一混合反應(yīng)，溫度保持在室溫，壓力為常壓，廢水處理后排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降解三苯甲烷類染料廢水的方法，其特征在于步 驟(B)中停留時間為5~15分鐘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速降解三苯甲垸類染料廢水的方法，其特征在于步 驟(B)中NaBi03和AgN03的混合物投入量為1g/L~5g/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~3中任一項所述的快速降解三苯甲烷類染料廢水的方法，其 特征在于步驟(B)中以重量比NaBi03:AgN03為1:(0.5~4)的比例同時投加 入廢水中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降解三苯甲烷類染料廢水的方法，其特征在于反 應(yīng)后可回收NaBi03和AgN03,繼續(xù)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速降解三苯甲烷類染料廢水的方法。先格柵除雜、靜置沉淀和pH調(diào)節(jié)，其中三苯甲烷類染料廢水的pH值要控制在7～10左右；廢水引入簡單的反應(yīng)容器，之后投加鉍酸鈉和硝酸銀組成的混合物，在攪拌的作用下保持多相均一混合反應(yīng)，該過程中染料廢水的溫度保持在室溫，壓力為常壓，廢水排出。本發(fā)明的處理方法對難以生物降解的典型三苯甲烷類染料能高效地進行降解，并且無須采用任何光源或其他外界能量如微波等即可進行催化反應(yīng)，對設(shè)備要求極低，能耗少，運行成本低，操作方便、無二次污染、是一種常溫下即可進行的降解方法。
文檔編號C02F1/72GK101560027SQ20091002944
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者歡 何, 愷 喻, 成 孫, 楊紹貴, 超 秦, 郭會琴 申請人:南京大學