專利名稱：一種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，具體涉及的是三苯甲烷類染料廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
三苯甲烷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(guò)程中產(chǎn)生大量廢水。該染料是一種多苯環(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(gè)苯環(huán)，其中一個(gè)苯環(huán)與碳原子以雙鍵相連。其中某些染料及中間降解產(chǎn)物 被報(bào)道具有"三致"作用。染料廢水中殘存的染料組分即使?jié)舛群艿?，排入水體也會(huì)造成水 體透光率降低，導(dǎo)致水體生態(tài)系統(tǒng)的破壞。由于該種染料的COD高，可生化性差且色度高、 成分復(fù)雜、脫色難度大給處理這種三苯甲烷類染料廢水帶來(lái)了很大困難(淺談孔雀石綠的 危害，蔡鳳英，河南水產(chǎn)，2006)。 —些去除染料污染物常用的物理方法如活性炭吸附、超濾、反滲透、化學(xué)絮凝、離 子交換等等都沒(méi)有對(duì)染料分子進(jìn)行降解，它們只是一種對(duì)污染物的富集過(guò)程，因此還會(huì)產(chǎn) 生二次污染。結(jié)果還需要耗費(fèi)大量資金進(jìn)一步再生吸附劑和固體廢物進(jìn)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(duì)高濃度的染料廢水進(jìn)行脫色和降 解。如今高級(jí)氧化技術(shù)已發(fā)展成為去除有機(jī)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(zhǎng)足的發(fā) 展。這些方法都具有各自的特點(diǎn)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(jìn)行，對(duì)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(wèn)題。微波誘導(dǎo)催化受到場(chǎng)地器材的制 約目前應(yīng)用到實(shí)際中存在較大困難。另外，上述的這些方法對(duì)能源的需求都相對(duì)較高，從節(jié) 能的角度來(lái)看并不是一種理想的降解方式。因此，研究和開(kāi)發(fā)對(duì)能源需求低、反應(yīng)條件溫和 的高級(jí)氧化技術(shù)來(lái)降解染料廢水中有機(jī)染料污染物具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本發(fā)明提供 了一種應(yīng)用鉍酸銀在常溫常壓下不需外加能源的同時(shí)快速降解三苯甲烷類染料的方法。公 開(kāi)號(hào)為CN10560027A是楊紹貴等人申請(qǐng)的專利中提到利用混合硝酸銀與鉍酸鈉的同時(shí)降 解三苯甲烷類染料廢水的方法，該方法中所涉及的氧化劑并不是一種單一的化合物而是一 種復(fù)雜的氧化雜合物，所使用的是兩種氧化劑，反應(yīng)是多相均一反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的 為避免上述技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明提供一種應(yīng)用鉍酸銀快速降解三苯甲烷 類染料廢水的方法，該方法直接利用鉍酸銀在常溫下攪拌即可降解三苯甲烷類染料，作用 方式與上述作用方式有很大不同，只涉及單元反應(yīng)。且該方法所用試劑單一，易于大規(guī)模生 產(chǎn)。同時(shí)也能達(dá)到無(wú)需外加能源且無(wú)二次污染能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到脫色、降解、除去染料污染 物的目標(biāo)。
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，以合成的鉍酸銀為氧化 劑，在常溫?cái)嚢柘陆到馊玖蠌U水。其具體步驟為將有機(jī)染料廢水格柵除雜和靜置沉淀，用 pH值調(diào)節(jié)為7 10 ;廢水引入反應(yīng)容器，加入鉍酸銀，在攪拌的作用下反應(yīng)，廢水處理后排出。 本發(fā)明三苯甲烷類廢水處理方法其特點(diǎn)在于鉍酸銀的用量為1 5g/L，染料廢水 初始質(zhì)量濃度為10 50mg/L。其具體步驟為將有機(jī)染料廢水格柵除雜和靜置沉淀，用pH 值調(diào)節(jié)為7 10 ;廢水引入反應(yīng)容器，加入鉍酸銀，在攪拌的作用下反應(yīng)，廢水處理后排出。
同時(shí)本發(fā)明提供的鉍酸銀的制備方法簡(jiǎn)單易得，根據(jù)文獻(xiàn)(Neutron powder diffractionrefinement of ilmenite-type bismuth oxides :AB03(A = Na， Ag)， N. K麗da， N. Ki謹(jǐn)ura， A. W. Slerght. ， Materials Research Bulletin, 2000)將固體石肖酸 銀與固體鉍酸鈉同時(shí)投加入70攝氏度的水中，強(qiáng)烈攪拌24小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾懸浮液， 所得固體用去離子水洗三遍。最終在室溫下干燥得到鉍酸銀。在制備過(guò)程中，硝酸銀和鉍 酸鈉的投加質(zhì)量比為2 4 : 1，且反應(yīng)懸浮液始終通過(guò)水熱保持在70攝氏度。
本發(fā)明與公開(kāi)號(hào)為CN10560027A的專利發(fā)明在作用方式上有很大不同，公開(kāi)號(hào) CN10560027A的發(fā)明專利的作用方式是該方法中所涉及的氧化劑實(shí)則并不是一種單一的 化合物而是兩種甚至以上的氧化雜合物。而本發(fā)明中氧化劑涉及的是單一的化合物，可直 接利用氧化劑鉍酸銀在常溫下攪拌即可降解三苯甲烷類染料，作用方式，只涉及單元反應(yīng)。
3、有益效果 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在 (1)發(fā)明的處理方法能高效降解有機(jī)染料，無(wú)二次污染； (2)本發(fā)明廢水處理方法只僅僅需要對(duì)廢液進(jìn)行攪拌，無(wú)需外加能源。運(yùn)轉(zhuǎn)成本 低，設(shè)備簡(jiǎn)單； (3)本發(fā)明中所應(yīng)用的鉍酸銀能多次連續(xù)使用，無(wú)需再生，活性高，經(jīng)濟(jì)性好，是一 種低成本的氧化劑； (4)本發(fā)明所采用的鉍酸銀簡(jiǎn)單易地，降解三苯甲烷類的染料采用單一的氧化劑， 操作簡(jiǎn)單； (5)本發(fā)明反應(yīng)是單元反應(yīng)，氧化劑構(gòu)成單一，在反應(yīng)過(guò)程中所受影響較復(fù)雜氧化 劑要小的多，反應(yīng)過(guò)程更可控，能使反應(yīng)達(dá)到最佳。


圖1以本發(fā)明方法合成的鉍酸銀的透射電子顯微鏡(TEM)圖表征； 圖2本發(fā)明方法中以鉍酸銀為氧化劑，隨反應(yīng)時(shí)間變化的羅丹明B的紫外可見(jiàn)吸
收光譜圖； 圖3在本發(fā)明的降解體系下孔雀石綠的脫色率變化圖。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)具體實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。 以下所有實(shí)施例所采用的鉍酸銀均采用以下方法實(shí)施，也可采用其他方法制得鉍酸銀。 鉍酸銀制備方法1 :首先水浴鍋中將燒杯中500mL去離子水水浴加熱至70°C，隨 后向水中投加lg鉍酸鈉與3g硝酸銀，此時(shí)通過(guò)攪拌作用，兩種反應(yīng)物在燒杯中充分混合反 應(yīng)。維持上述反應(yīng)24小時(shí)，同時(shí)攪拌并保持溫度為70°C。隨后過(guò)濾出不溶固體，并用300mL 去離子水清洗。最后在4(TC下干燥，得到黑色鉍酸銀固體，保存于干燥器中。經(jīng)透射電子顯 微鏡(TEM)分析所得產(chǎn)物大小在lOOnm左右，具體參見(jiàn)圖1。 鉍酸銀制備方法2 :在水浴鍋中將300mL去離子水加熱至70°C，隨后向水中投加 0. 5g鉍酸鈉與2g硝酸銀，此時(shí)通過(guò)攪拌子的攪拌作用，兩種反應(yīng)物在燒杯中充分混合反 應(yīng)。維持上述反應(yīng)24小時(shí)，同時(shí)攪拌并保持溫度為70°C 。隨后過(guò)濾出不溶固體，并用300mL 去離子水清洗。最后在4(TC下干燥，得到黑色鉍酸銀固體，保存于干燥器中。經(jīng)X射線粉末 衍射(XRD)分析所得產(chǎn)物，譜圖上得到較好峰形，說(shuō)明鉍酸銀結(jié)晶度較好，且計(jì)算顆粒大小 在80nm左右。 以下是本發(fā)明的實(shí)施方式
實(shí)施例1 配制20mg/L羅丹明B水溶液模擬三苯甲烷類染料廢水，量取lOOmL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0.2g已制備所得的鉍酸銀 加入上述溶液，在攪拌的作用下開(kāi)始反應(yīng)。隨后測(cè)定羅丹明B濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化情況， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，20分鐘后羅丹明B濃度降低91%，具體參見(jiàn)圖2。
實(shí)施例2 配制30mg/L孔雀石綠水溶液模擬三苯甲烷類染料廢水，量取lOOmL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0.25g已制備鉍酸銀加入 上述溶液，在攪拌的作用下開(kāi)始反應(yīng)。隨后測(cè)定孔雀石綠濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化情況，實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明，17分鐘后孔雀石綠濃度降低96%，具體參見(jiàn)圖3。
實(shí)施例3 配制40mg/L結(jié)晶紫水溶液模擬三苯甲烷類染料廢水，量取50mL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0.2g已制備的鉍酸銀投加入 上述反應(yīng)液。當(dāng)反應(yīng)開(kāi)始后測(cè)定結(jié)晶紫濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，36分鐘 后結(jié)晶紫脫色率超過(guò)86%。
實(shí)施例4 配制65mg/L甲基紫水溶液模擬三苯甲烷類染料廢水，量取200mL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0.2g已制備的鉍酸銀投加入 上述反應(yīng)液。當(dāng)反應(yīng)開(kāi)始后測(cè)定甲基紫濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，43分鐘 后甲基紫脫色率超過(guò)97%。
實(shí)施例5 配制15mg/L玫紅酸水溶液模擬三苯甲烷類染料廢水，量取750mL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O. lg已制備的鉍酸銀投加入 上述反應(yīng)液。當(dāng)反應(yīng)開(kāi)始后測(cè)定玫紅酸濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，4分鐘 后玫紅酸脫色率超過(guò)93 % 。
本發(fā)明并不限于以上具體實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種降解三苯甲烷類染料廢水的方法，其步驟為(A)將有機(jī)染料廢水格柵除雜和靜置沉淀，用pH值調(diào)節(jié)為7～10；(B)接著將預(yù)處理后的廢水引入反應(yīng)容器，加入鉍酸銀，在攪拌的作用下反應(yīng)，廢水處理后排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的鉍酸銀的用量為1 5g/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于步驟(A)中染料廢水初始質(zhì)量濃度為 10 50mg/L。
全文摘要
一種降解三苯甲烷類染料廢水的方法，本發(fā)明涉及染料廢水的處理方法，具體涉及的是三苯甲烷類染料廢水的處理方法。其步驟為將有機(jī)染料廢水格柵除雜和靜置沉淀，用pH值調(diào)節(jié)為7～10；接著將預(yù)處理后的廢水引入反應(yīng)容器，加入鉍酸銀，在攪拌的作用下反應(yīng)，廢水處理后排出。本發(fā)明所采用的鉍酸銀簡(jiǎn)單易地，降解三苯甲烷類的染料采用單一的氧化劑，操作簡(jiǎn)單；本發(fā)明反應(yīng)是單元反應(yīng)，氧化劑構(gòu)成單一，在反應(yīng)過(guò)程中所受影響較復(fù)雜氧化劑要小的多，反應(yīng)過(guò)程更可控，能使反應(yīng)達(dá)到最佳。
文檔編號(hào)C02F9/04GK101759312SQ20091026422
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉本志, 喻愷, 孫成, 楊紹貴, 鄧月華, 陳泓哲 申請(qǐng)人:南京大學(xué)