本發(fā)明涉及一種水處理方法，具體涉及一種紡織品行業(yè)中高鹽染料廢水處理方法。

背景技術：

我國染料產(chǎn)量中有一半左右用于紡織品染色，而在印染過程中需要加入大量的無機鹽以調節(jié)ph、離子強度或作為緩凝劑，這導致了染料廢水中含有高濃度的無機鹽，其中主要為氯化鈉。

目前常用的含鹽有機廢水處理方法有：1、耐鹽微生物處理法，該方法需要培養(yǎng)馴化具有良好有機物降解性能的耐鹽微生物，當廢水的處理工藝、含鹽量及有機物濃度發(fā)生改變時，降解效率會發(fā)生明顯變化2、離子交換法該方法使用的交換樹脂易被水體懸浮物質堵塞，且再生困難，3、膜分離法使用該方法需頻繁更換濾膜以及外加能量，4、均相高級氧化方法，利用該方法在體系中產(chǎn)生的自由基由于鹵離子的存在使得染料降解效率下降，同時產(chǎn)生的鹵自由基與染料反應可能產(chǎn)生有毒的鹵代有機物。本發(fā)明專利采用由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)生物合成的次生鐵礦物作為催化劑，催化過一硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基(so4^·－)，構成了一個非均相類芬頓反應系統(tǒng)，相較于其他處理方法，具有催化劑生產(chǎn)成本較低，鐵的溶出量少，二次污染小，鹵代有機物的產(chǎn)生量減少，在高鹽染料廢水中仍能保持較高的有機物降解率等優(yōu)點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種利用生物合成的次生鐵礦物結合過一硫酸鹽降解高鹽染料廢水的方法，解決了傳統(tǒng)高級氧化方法易生成有毒鹵代有機物的弊端。

本發(fā)明的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽染料廢水的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的：

一、將待處理高鹽染料廢水引入ph調節(jié)單元中，在ph調節(jié)單元加酸或者堿保證水體ph在9以下；

二、對待處理高鹽染料廢水染料主要成分分析，若是為陽離子染料或中性染料，則將待處理高鹽染料廢水引入反應器a中，若是陰離子染料，則將待處理高鹽染料廢水引入反應器b中，若無法確定染料成分，則將待處理高鹽染料廢水引入反應器b中；其中，反應器a需保證引入待處理高鹽染料廢水后的水體ph在7以上，反應器b需保證引入待處理高鹽染料廢水后的水體ph在7以下；

三、將提前用嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌培養(yǎng)后，且過100目篩的次生鐵礦物投加到反應器a和b中，同時投加過一硫酸鹽，水力停留時間為18～24h，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽處理高鹽染料廢水；其中，次生鐵礦物投加量為0.1～2g/l，過一硫酸鹽投加量為0.5～5mm/l。

本發(fā)明的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽染料廢水的方法中所述酸優(yōu)選為硫酸，所述堿優(yōu)選為電石渣，所述過一硫酸鹽為過一硫酸鉀、過一硫酸鈉中的一種或兩種按任意比混合的混合物。

本發(fā)明的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽染料廢水的方法中所述次生鐵礦物根據(jù)待處理廢水的ph不同而有所改變，當待處理水ph>3時，次生鐵礦物為施氏礦物，當待處理水ph<3時，次生鐵礦物為介于施氏礦物和黃鐵礬之間的礦物。

本發(fā)明的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽染料廢水的方法中所述次生鐵礦物在投加到降解礦化單元之前需要破碎過100目篩。

本發(fā)明的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽染料廢水降方法中所述施氏礦物由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)在菌密度約為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，na2so4為16mmol/l，feso4為160mmol/l，培養(yǎng)轉速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。

本發(fā)明的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽染料廢水的方法中所述介于施氏礦物和黃鐵礬之間的礦物由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)在菌密度約為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，(nh4)2so4為16mmol/l，feso4為160mmol/l，培養(yǎng)轉速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。

本發(fā)明的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽染料廢水的方法的原理：通過在合成階段控制次生鐵礦物的形態(tài)，保證其在染料降解階段有盡可能少的鐵溶出，即保證染料主要以非均相反應機制進行降解從而減少高鹽染料廢水中鹵離子對有機物降解的干擾，體系中的有機物和過一硫酸鹽會吸附在次生鐵礦物表面，而過一硫酸鹽會和次生鐵礦物表面的fe³⁺發(fā)生類似于均相體系中fe³⁺與過一硫酸鹽的反應產(chǎn)生so4^·－，從而進一步與吸附在礦物表面的染料反應，完成有機物的降解，礦化。

本發(fā)明的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽染料廢水的方法具有以下優(yōu)點：(1)作為催化劑的次生鐵礦物由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌合成，生產(chǎn)成本低。(2)作為類芬頓反應中的氧化劑，過一硫酸鹽相較于h2o2拓寬了反應的ph范圍，中性條件下仍有較高的有機物降解率。(3)通過控制次生鐵礦物的形態(tài)，最大限度的減少了反應過程中鐵的溶出，減少了二次污染(4)反應主要在礦物表面進行，避免了鹵離子對反應的干擾，同時減少了有毒鹵代有機物的產(chǎn)生。

附圖說明

圖1是本發(fā)明利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除高鹽染料廢水工藝流程圖；

圖2是實施例一中利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除高鹽橙黃g廢水的色度去除效果圖；其中，█代表次生鐵礦物單獨存在時橙黃g的脫色率，★代表過一硫酸鹽單獨存在時橙黃g的脫色率，▲代表次生鐵礦物和過一硫酸鹽共同存在時橙黃g的脫色率；

圖3是實施例一中利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除高鹽橙黃g廢水的總有機碳去除效果圖；其中，█代表次生鐵礦物單獨存在時橙黃g的總有機碳去除率，★代表過一硫酸鹽單獨存在時橙黃g的總有機碳去除率，▲代表次生鐵礦物和過一硫酸鹽共同存在時橙黃g的總有機碳去除率；

圖4是實施例二中利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除高鹽混合染料廢水的色度去除效果圖；其中，█代表次生鐵礦物和過一硫酸鹽共同存在時各個染料的脫色率，□代表過一硫酸鹽單獨存在時各個染料的脫色率。

具體實施方式

本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式為一種次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽染料廢水的水處理方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：

一、將待處理高鹽染料廢水引入ph調節(jié)單元中，在ph調節(jié)單元加酸或者堿保證水體ph在9以下；

二、對待處理高鹽染料廢水染料主要成分分析，若是為陽離子染料或中性染料，則將待處理高鹽染料廢水引入反應器a中，若是陰離子染料，則將待處理高鹽染料廢水引入反應器b中，若無法確定染料成分，則將待處理高鹽染料廢水引入反應器b中；其中，反應器a需保證引入待處理高鹽染料廢水后的水體ph在7以上，反應器b需保證引入待處理高鹽染料廢水后的水體ph在7以下；

三、將提前用嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌培養(yǎng)后，且過100目篩的次生鐵礦物投加到反應器a和b中，同時投加過一硫酸鹽，水力停留時間為18～24h，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽處理高鹽染料廢水；其中，次生鐵礦物投加量為0.1～2g/l，過一硫酸鹽投加量為0.5～5mm/l。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：所述的過一硫酸鹽為過一硫酸鉀、過一硫酸鈉、過一硫酸銨、過一硫酸鈣、過一硫酸鎂中的一種或幾種按任意比例混合的混合物。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同的是：次生鐵礦物投加量為0.2～1.5g/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一不同的是：次生鐵礦物投加量為0.5～1.5g/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一不同的是：次生鐵礦物投加量為0.8～1.2g/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一不同的是：次生鐵礦物投加量為0.8～1.0g/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一不同的是：過一硫酸鹽投加量為1～4mm/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一不同的是：過一硫酸鹽投加量為2～3mm/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式一不同的是：過一硫酸鹽投加量為2.5mm/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式一不同的是：水力停留時間為20～24h。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十一：本實施方式與具體實施方式一不同的是：當待處理高鹽染料廢水的ph>3時，次生鐵礦物為施氏礦物，當待處理高鹽染料廢水的ph<3時，次生鐵礦物為介于施氏礦物和黃鐵礬之間的礦物。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：施氏礦物是由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌在菌密度為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，在含有濃度為16mmol/l的na2so4溶液和濃度為160mmol/lfeso4溶液中，以及轉速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十三：本實施方式與具體實施方式一不同的是：介于施氏礦物和黃鐵礬之間的礦物是由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌在菌密度為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，在含有濃度為16mmol/l(nh4)2so4溶液和濃度為160mmol/lfeso4溶液中，以及轉速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。其它與具體實施方式一相同。

通過以下實施例驗證本發(fā)明的有益效果：

實施例1

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽橙黃g廢水的水處理方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將高鹽橙黃g廢水引入ph調節(jié)單元，調節(jié)水體ph至9以下，由于橙黃g是陰離子染料，故將廢水引入降解礦化單元b，調節(jié)水體ph至2.5～7之間，同時加入生物合成的次生鐵礦物和過一硫酸鹽，水力停留時間為24h。其中，次生鐵礦物投加量為0.8g/l，過一硫酸鹽投加量為2mm/l，廢水中氯化鈉為0.5m/l，橙黃g為100mg/l。

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除高鹽橙黃g廢水的效果見圖2和圖3。

本實施例的次生鐵礦物為施氏礦物，它是由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)在菌密度約為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，na2so4為16mmol/l，feso4為160mmol/l，培養(yǎng)轉速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。

實施例2

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽混合染料廢水的水處理方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將高鹽混合染料廢水引入ph調節(jié)單元，調節(jié)水體ph至9以下，鑒于廢水中的酸性染料和陰離子染料占多數(shù)，故將廢水引入降解礦化單元b，調節(jié)水體ph至2.5～7，同時加入生物合成的次生鐵礦物和過一硫酸鹽，水力停留時間為24h。其中，次生鐵礦物投加量為1g/l，過一硫酸鹽投加量為2.5mm/l，廢水中氯化鈉為0.5m/l，染料組分亞甲基藍、甲基綠、剛果紅、橙黃g、酸性橙7各20mg/l。

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除高鹽混合染料廢水的效果見圖4。

本實施例的次生鐵礦物為施氏礦物，它是由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)在菌密度約為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，na2so4為16mmol/l，feso4為160mmol/l，培養(yǎng)轉速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。

實施例3

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽橙黃g廢水的水處理方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將高鹽橙黃g廢水引入ph調節(jié)單元，調節(jié)水體ph至9以下，由于橙黃g是陰離子染料，故將廢水引入降解礦化單元b，調節(jié)水體ph至2.5～7之間，同時加入生物合成的次生鐵礦物和過一硫酸鹽，水力停留時間為24h。其中，次生鐵礦物投加量為1.0g/l，過一硫酸鹽投加量為2mm/l，廢水中氯化鈉為0.5m/l，橙黃g為100mg/l。

本實施例的方法中，作為催化劑的次生鐵礦物由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌合成，生產(chǎn)成本低。作為類芬頓反應中的氧化劑，過一硫酸鹽相較于h2o2拓寬了反應的ph范圍，中性條件下仍有較高的有機物降解率。通過控制次生鐵礦物的形態(tài)，最大限度的減少了反應過程中鐵的溶出，減少了二次污染反應主要在礦物表面進行，避免了鹵離子對反應的干擾，同時減少了有毒鹵代有機物的產(chǎn)生。

本實施例的次生鐵礦物為介于施氏礦物和黃鐵礬之間的礦物，它是由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)在菌密度約為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，(nh4)2so4為16mmol/l，feso4為160mmol/l，培養(yǎng)轉速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。

實施例4

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽橙黃g廢水的水處理方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將高鹽橙黃g廢水引入ph調節(jié)單元，調節(jié)水體ph至9以下，由于橙黃g是陰離子染料，故將廢水引入降解礦化單元b，調節(jié)水體ph至2.5～7之間，同時加入生物合成的次生鐵礦物和過一硫酸鹽，水力停留時間為24h。其中，次生鐵礦物投加量為2.0g/l，過一硫酸鹽投加量為3mm/l，廢水中氯化鈉為0.5m/l，橙黃g為100mg/l。

本實施例的方法中，作為催化劑的次生鐵礦物由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌合成，生產(chǎn)成本低。作為類芬頓反應中的氧化劑，過一硫酸鹽相較于h2o2拓寬了反應的ph范圍，中性條件下仍有較高的有機物降解率。通過控制次生鐵礦物的形態(tài)，最大限度的減少了反應過程中鐵的溶出，減少了二次污染反應主要在礦物表面進行，避免了鹵離子對反應的干擾，同時減少了有毒鹵代有機物的產(chǎn)生。

本實施例的次生鐵礦物為介于施氏礦物和黃鐵礬之間的礦物，它是由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)在菌密度約為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，(nh4)2so4為16mmol/l，feso4為160mmol/l，培養(yǎng)轉速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。

實施例5

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理高鹽橙黃g廢水的水處理方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將高鹽橙黃g廢水引入ph調節(jié)單元，調節(jié)水體ph至9以下，由于橙黃g是陰離子染料，故將廢水引入降解礦化單元b，調節(jié)水體ph至2.5～7之間，同時加入生物合成的次生鐵礦物和過一硫酸鹽，水力停留時間為24h。其中，次生鐵礦物投加量為1.5g/l，過一硫酸鹽投加量為5mm/l，廢水中氯化鈉為0.5m/l，橙黃g為100mg/l。

本實施例的方法中，作為催化劑的次生鐵礦物由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌合成，生產(chǎn)成本低。作為類芬頓反應中的氧化劑，過一硫酸鹽相較于h2o2拓寬了反應的ph范圍，中性條件下仍有較高的有機物降解率。通過控制次生鐵礦物的形態(tài)，最大限度的減少了反應過程中鐵的溶出，減少了二次污染反應主要在礦物表面進行，避免了鹵離子對反應的干擾，同時減少了有毒鹵代有機物的產(chǎn)生。

本實施例的次生鐵礦物為介于施氏礦物和黃鐵礬之間的礦物，它是由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)在菌密度約為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，(nh4)2so4為16mmol/l，feso4為160mmol/l，培養(yǎng)轉速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。