[發明專利]一種降解偶氮染料廢水的方法

無效

• 申請號: 200810070231.4
• 申請日: 2008-09-05
• 公開（公告）號: CN101353184A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 杜軍;陶長元;劉作華;劉仁龍;左趙宏;唐敏
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/28
• 代理公司: 重慶大學專利中心
• 代理人: 張榮清

技術領域

本發明涉及對含有偶氮染料的廢水進行降解的方法。

背景技術

在染料分子結構中，凡是含有偶氮基(-N＝N-)的染料統稱為偶氮染料。其中偶氮基常與一個或多個芳香環系統相連，構成一個共軛體系而作為染料的發色體。目前使用的偶氮染料有3000多種，廣泛用于紡織品、皮革制品等染色及印花工藝。偶氮染料與人體皮膚長期接觸后，與代謝過程中釋放的成分混合，產生還原反應，形成致癌的芳香胺化合物。這種化合物會被人體吸收，從而造成紅斑、水皰、丘疹等皮炎癥狀，處理不當還可能引發細菌感染，并激發膿包、化膿等。經過一系列系生化作用使人體細胞的DNA發生結構與功能的變化，成為人體病變的誘因。由于偶氮染料依然作為一類重要的化工產品，在工業生產和人們的日常生活當中仍有廣泛的應用，而其廢水的降解又相對困難。因此，有效地處理這類高毒性的難降解廢水具有重要的理論意義和現實意義。

目前，對染料廢水的處理通常采用的方法有生化法、混凝法、活性炭吸附法、膜分離法、高級氧化法和零價鐵(鐵粉、鐵屑)還原法等。其中，生化法難以適應染料廢水水質波動大、生物毒性強的特點，處理效率較低；混凝法會產生大量污泥，容易造成二次污染；活性炭吸附、膜分離和高級氧化法的處理成本較高，特別是高級氧化法目前大多處于實驗室研究階段，尚未得到實際應用。零價鐵還原法雖然一直是處理染料廢水的一種重要方法，但是普通零價鐵的還原速度較慢、效率較低。在對偶氮染料廢水的處理方面，上述這些方法的不足就更加明顯了。

發明內容

本發明的目的是，針對現有技術的不足，提供一種不容易造成二次污染、成本相對較低、處理效率相對較高的降解偶氮染料廢水的方法。

為達發明目的，提供了這樣一種降解偶氮染料廢水的方法，該方法是用吸附劑對廢水中所含的偶氮染料進行吸附。其改進之處是，本發明中的吸附劑是其表面鍍覆有Fe-Ni合金層的空心玻璃微珠。該方法包括如下步驟：

a、對空心玻璃微珠按照除油清洗、粗化、活化、還原、解膠和解膠后清洗的順序進行前處理；

b、在解膠后清洗了的空心玻璃微珠表面，用液相化學鍍法鍍覆Fe-Ni合金層，其化學鍍液以硫酸鎳、硫酸亞鐵為主鹽，次亞磷酸鈉為還原劑，檸檬酸鈉、酒石酸鉀鈉為復合絡合劑，硫脲為穩定劑，并加入離子液體，每L化學鍍液中：硫酸鎳20g～25g、硫酸亞鐵7g～9g、次亞磷酸鈉33g～36g、檸檬酸鈉36g～39g、酒石酸鉀鈉60g～65g、硫脲1g、離子液體1mL、其余為水；用氨水調節該化學鍍液的pH值為7～8，反應溫度為70℃～80℃，反應時間60min～65min，攪拌速率180r/min～250r/min，然后，清洗、干燥；在Fe-Ni合金層中，Fe∶Ni＝1∶2～1∶4；

c、將鍍覆了Fe-Ni合金層的空心玻璃微珠與含偶氮染料的廢水，按照1％～1.2％的質量比充分混合，同時，把pH值調為4.5～6；然后，于室溫下攪拌10～30min，以讓鍍覆有Fe-Ni合金層的空心玻璃微珠吸附廢水中的偶氮染料；

d、過濾分離吸附了偶氮染料的空心玻璃微珠和已經處理了的廢水；

e、對分離出的吸附了偶氮染料的空心玻璃微珠，再按照步驟a的順序進行再生處理、以循環使用。

在本發明中，空心玻璃微珠有著良好的物理、化學性能和利用價值，如質輕、隔熱、隔音、耐高溫、耐磨等特征；同時，又由于空心玻璃微珠的結構特性，使得它對于水中雜質也具有較好的吸附作用。然而，如果直接把它作為吸附劑來吸附廢水中所含的偶氮染料，其效果仍然不夠理想。因此，還應當對其進行改性處理。在本發明中的步驟a是對空心玻璃微珠進行前處理，步驟b就是將雙金屬(Fe-Ni)粒子負載于空心玻璃微珠的表面上、以對其改性。由于負載于空心玻璃微珠表面上的雙金屬粒子，具備較好的催化性能。這樣，一方面解決了催化劑(Fe-Ni)負載問題，使催化劑能以固態存在，進而與廢水的分離簡便；另一方面，載體(空心玻璃微珠)的吸附能力又為催化反應提供濃度環境，提高反應速率；另外還增大了催化劑的表面積，使反應的活性中心增多。與現有的采用粉煤灰作為吸附、催化劑的方法相比較。本發明不僅對偶氮染料廢水降解的速率大大加快、更加徹底，而且與降解后的廢水的分離也相當容易。與現有的其他降解方法相比較，本發明不容易造成二次污染、成本相對較低、處理效率也相對較高。

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

附圖說明

圖1是對空心玻璃微珠前處理改性的流程圖

圖2是驗證時測出的pH值對去除率R的影響圖

具體實施方式