一種降解孔雀綠廢水的方法
【專利說明】一種降解孔雀綠廢水的方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種降解孔雀綠廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]孔雀綠，是一種有機(jī)染料，易溶于水，水溶液呈藍(lán)綠色，工業(yè)應(yīng)用廣泛，主要用于棉布、羊毛、麻制品、皮革、陶瓷制品等的染色；此外，孔雀綠對(duì)魚體寄生蟲和魚卵中霉菌等的殺滅效果顯著，因而也廣泛應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖中。但是孔雀綠能對(duì)水體中的魚、蝦產(chǎn)生毒性，可通過食物鏈對(duì)哺乳動(dòng)物以及人類產(chǎn)生致畸、致癌、致突變等作用，并對(duì)腫瘤生長起到促進(jìn)作用，因而這種物質(zhì)在陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)中的生物積累對(duì)環(huán)境和人類健康都有影響。因此，對(duì)孔雀綠廢水進(jìn)行處理已成為當(dāng)務(wù)之急。
[0004]目前研宄的降解孔雀綠的方法主要包括微生物法、吸附法、微波法、光催化法和芬頓試劑法等等，其中以微生物法和光催化降解研宄最多。生物降解主要是通過微生物的相關(guān)酶系對(duì)染料分子進(jìn)行氧化或還原，破壞其發(fā)色基團(tuán)或不飽和鍵，使染料分子最終降解為無機(jī)物或成為微生物自身需要的營養(yǎng)物，主要降解途徑是:孔雀綠經(jīng)過羥基化后，降解生成米氏酮和苯酚；此外，孔雀綠還可以通過逐步的脫甲基反應(yīng)，降解生成二甲氨基二苯甲酮和對(duì)氨基苯酚，二甲氨基二苯甲酮可以通過加羥基或逐步的脫甲基反應(yīng)進(jìn)一步降解。光催化法降解孔雀綠可能的途徑是孔雀綠的中心碳原子和羥基自由基作用，中心碳原子的C-C鍵斷裂生成4-羥基二乙氨基苯胺和4-二甲氨基苯甲酮，這些碎片分子進(jìn)一步開環(huán)氧化為對(duì)羥基苯甲酸和苯甲酸等，這些帶苯環(huán)的酸性物質(zhì)再進(jìn)一步氧化為草酸，丁烯二酸，甲酸等小分子的酸。這些方法在降解過程中容易產(chǎn)生有毒的酚類、苯胺和酮類物質(zhì)，降解過程復(fù)雜，反應(yīng)條件難于控制，與此同時(shí)，反應(yīng)時(shí)間較長(如光催化降解孔雀綠為小分子化合物需要40小時(shí))，耗費(fèi)較大的能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種降解孔雀綠廢水的方法，該方法耗費(fèi)較少的能量就可以實(shí)現(xiàn)孔雀綠的降解，與此同時(shí)，還可以回收隱色孔雀石綠，實(shí)現(xiàn)孔雀綠廢水的資源化利用。隱色孔雀石綠也稱無色孔雀石綠，是一種棕褐色或淡藍(lán)綠色粉末，可用于生化研宄，做酸堿指示劑和顯色劑，也可以用于鈰、銥和鐵氰化物的測定和金、錳的光度測定。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種降解孔雀綠廢水的方法，該方法包括以下步驟:
(1)將孔雀綠廢水格柵沉沙；
(2)將步驟I處理后的孔雀綠廢水加熱至10~40°C，調(diào)節(jié)pH至4~10，沉淀溶液中的金屬離子，I小時(shí)后過濾，得到濾液； (3)以步驟2處理后的濾液為電解液，在三電極體系中，-0.9—1.2 V的條件下，還原5小時(shí)左右，孔雀綠廢水發(fā)生電化學(xué)還原反應(yīng)，生成隱色孔雀石綠沉淀；將還原后的電解液過濾，得到隱色孔雀石綠晶體；其中，還原電極采用石墨電極、鈦電極、鐵電極、金電極、鍍釕鈦電極、銅電極、納米刻蝕銀電極和碳化鎢電極中的一種；
(4)將步驟3過濾后的濾液作為電解液在三電極體系中重新進(jìn)行電化學(xué)氧化，采用的氧化電極為BDD電極、金電極或納米鉑電極中的一種，在氧化電壓為1.0 — 1.3 V的條件下氧化5小時(shí)左右，使得其余的有機(jī)物被降解，廢水的C0D〈60mg/L。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:采用先還原再氧化的方法降解孔雀綠，在較短的5小時(shí)之內(nèi)可以把孔雀綠還原為隱色孔雀石綠沉淀出來，降低廢水的COD值的同時(shí)，得到化工原料隱色孔雀石綠，也使孔雀綠大分子分解為較小分子的污染物，有利于孔雀綠的進(jìn)一步降解；接著采用氧化法氧化尚未完全降解的孔雀綠廢水，減少了降解時(shí)間，降低了電解能耗。
【附圖說明】
[0008]圖1是電化學(xué)還原孔雀綠的反應(yīng)原理示意圖；
圖2是電化學(xué)氧化孔雀綠廢水的反應(yīng)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明將孔雀綠廢水，經(jīng)過格柵沉淀后，調(diào)節(jié)溶液pH值，沉淀過濾去除溶液中生成的Fe (OH)2, Fe (OH) 3等沉淀物后，在電解池中電化學(xué)還原孔雀綠廢水，直至生成藍(lán)褐色的隱色孔雀石綠沉淀；過濾沉淀，繼續(xù)進(jìn)行電化學(xué)氧化，直至孔雀綠廢水進(jìn)一步降解。電化學(xué)還原孔雀綠的反應(yīng)途徑見圖1所示，孔雀綠在陰極容易發(fā)生脫電荷加氫電化學(xué)還原反應(yīng)，生成沉淀，大大降低了溶液的COD值，減少了溶液繼續(xù)電化學(xué)氧化需要消耗的電能和時(shí)間。
[0010]需要說明的是，本發(fā)明在電化學(xué)還原的三電極體系中，參比電極可以采用飽和甘汞電極，對(duì)電極可以采用鉑電極，還原電極采用石墨電極、鈦電極、鐵電極、金電極、鍍釕鈦電極、銅電極、納米刻蝕銀電極和碳化鎢電極中的一種。在電化學(xué)氧化的三電極體系中，參比電極可以采用飽和甘汞電極，對(duì)電極可以采用鉑電極，氧化電極可以采用BDD電極、金電極或納米鉑電極中的一種。
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以下實(shí)施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012]實(shí)施例1:
(1)將孔雀綠廢水格柵沉沙；
(2)將步驟I處理后的孔雀綠廢水加熱至15°C，調(diào)節(jié)pH至4，I小時(shí)后過濾；廢水中的Fe2+、Fe3+，Ca2+等形成沉淀，并被濾去，將過濾得到的濾液進(jìn)行下一步處理；
(3)以步驟2處理后的濾液為電解液，采用鈦電極為還原電極，采用飽和甘汞電極做參比電極，以鉑電極為工作電極；在還原電壓為-0.9 V的條件下還原5小時(shí)，孔雀綠廢水發(fā)生電化學(xué)還原反應(yīng)，生成隱色孔雀石綠沉淀。將還原后的電解液過濾，得到隱色孔雀石綠晶體；
(4)將過濾后的廢水重新進(jìn)行電化學(xué)氧化，采用的氧化電極為BDD電極，采用飽和甘汞電極做參比電極，以鉑電極為工作電極；在氧化電壓為1.0 V的條件下氧化5小時(shí)，使得其余的有機(jī)物被氧化。
[0013]通過本實(shí)施例降解后得到隱色孔雀石綠晶體，得率為60%，經(jīng)電化學(xué)氧化處理后的水中的COD為50 mg/Lo
[0014]實(shí)施例2:
(1)將孔雀綠廢水格柵沉沙；
(2)將步驟I處理后的孔雀綠廢水加熱至15°C，調(diào)節(jié)pH至6，I小時(shí)后過濾；廢水中的Fe2+、Fe3+，Ca2+等形成沉淀，并被濾去，將過濾得到的濾液進(jìn)行下一步處理；
(3)以步驟2處理后的濾液為電解液，采用鈦電極為還原電極，采用飽和甘汞電極做參比電極，以鉑電極為工作電極；在還原電壓為-1.1 V的條件下還原5小時(shí)，孔雀綠廢水發(fā)生電化學(xué)還原反應(yīng)，生成隱色孔雀石綠沉淀。將還原后的電解液過濾，得到隱色孔雀石綠晶體；
(4)將還原后的廢水重新進(jìn)行電化學(xué)氧化，采用的氧化電極為BDD電極，采用飽和甘汞電極做參比電極，以鉑電極為工作電極；在氧化電壓為1.3 V的條件下氧化5小時(shí)，使得其余的有機(jī)物被氧化。
[0015]通過本實(shí)施例降解后得到隱色孔雀石綠晶體，得率為72%，經(jīng)電化學(xué)氧化處理后的水中的COD為50 mg/Lo
[0016]實(shí)施例3:
(1)將孔雀綠廢水格柵沉沙；
(2)將步驟I處理后的孔雀綠廢水加熱至25°C，調(diào)節(jié)pH至7，I小時(shí)后過濾；廢水中的Fe2+、Fe3+，Ca2+等形成沉淀，并被濾去，將過濾得到的濾液進(jìn)行下一步處理；
(3)以步驟2處理后的濾液為電解液，采用石墨電極為還原電極，采用飽和甘汞電極做參比電極，以鉑電極為工作電極；在還原電壓為-1.2V的條件下還原5小時(shí)，孔雀綠廢水發(fā)生電化學(xué)還原反應(yīng)，生成隱色孔雀石綠沉淀。將還原后的電解液過濾，得到隱色孔雀石綠晶體；
(4)將還原后的廢水重新進(jìn)行電化學(xué)氧化，采用的氧化電極為BDD電極，采用飽和甘汞電極做參比電極，以鉑電極為工作電極；在氧化電壓為1.3 V的條件下氧化5小時(shí)，使得其余的有機(jī)物被氧化。
[0017]通過本實(shí)施例降解后得到隱色孔雀石綠晶體，得率為75%，經(jīng)電化學(xué)氧化處理后的水中的COD為45 mg/Lo
[0018]實(shí)施例4:
(1)將孔雀綠廢水格柵沉沙；
(2)將步驟I處理后的孔雀綠廢水加熱至30°C，調(diào)節(jié)pH至8，I小時(shí)后過濾；廢水中的Fe2+、Fe3+，Ca2+等形成沉淀，并被濾去，將過濾得到的濾液進(jìn)行下一步處理；
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