[發明專利]一種利用硫化氫廢氣去除偶氮染料廢水色度的方法

無效

• 申請號: 201110324183.9
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102417229A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 王興祖
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F1/58;B01D53/86;B01D53/52;C01B17/04;C02F101/38
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

本發明涉及一種染料廢水的處理方法，特別涉及一種采用硫化氫廢氣對偶氮染料廢水中偶氮染料分子脫色降解的處理方法，屬于環境保護技術領域。

背景技術

染料廢水成分復雜，有機污染物含量高、色度深、堿性大、其中所含的染料大多具有“三致性”（即致癌、致畸、致突變），若不經過處理直接排放將給生態環境帶來嚴重危害。分子中含有一個或多個偶氮鍵（N=N）的染料稱為偶氮染料，是合成染料中品種和數量最多的一類，包括直接染料、酸性染料、活性染料、金屬絡合染料、分散染料、陽離子染料及縮聚染料等，占全世界染料生產總量的70%。絕大多數偶氮染料分子中還含有氨基、磺酸基、苯環或萘環等結構，這些結構賦予偶氮染料抗光解、抗氧化、抗生物降解等特性，因此，偶氮染料廢水的處理越來越引起人們的重視。

采用常規的處理技術往往難以達到理想的效果。如傳統的物化法處理存在著處理成本高、處理量小和操作條件苛刻等缺點，而生物法通常只能除去染料廢水中的BOD，對于COD，尤其是有毒難降解偶氮染料的去除效果不明顯，而且處理成本較高。因此，必須對進入好氧生物處理前的染料廢水進行預處理，來降低廢水的色度，提高染料廢水的可生化性，從而實現染料廢水的達標排放。

硫化氫是一種刺激性的劇毒氣體，不僅能直接危害人體健康，在工業生產中還會引起催化劑中毒、產品質量下降、增加生產成本等一系列問題，另外，硫化氫還是引起大氣污染、溫室效應以及破壞臭氧層的主要物質之一，是必須消除或控制的環境污染物之一。目前國內外脫硫方法及脫硫工藝眾多，但是無論是干法還是濕法脫硫，都存在不足：干法脫硫效率不高，脫硫劑再生困難，硫容相對較低；濕法脫硫處理量大，脫硫效率高，可連續操作，但投資運行費用也高，一般企業難以承受。因此，含硫化氫工業廢氣的單獨處理，無論從技術還是經濟上看，都存在著較大困難。

所以，本發明建立了一種利用硫化氫廢氣去除偶氮染料廢水色度的方法，將這些工業硫化氫廢氣和染料廢水進行綜合治理，達到以廢治廢目的，具有十分重要的理論和現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用硫化氫廢氣去除偶氮染料廢水色度的方法，實現染料廢水的色度和廢氣中硫化氫的同步去除。

本發明首先將可溶性蒽醌加入到偶氮染料廢水中，再將硫化氫廢氣通過一定工藝與該偶氮染料廢水接觸反應，去除廢水色度的同時去除廢氣中的硫化氫，同時還能獲得工業用途的單質硫。實現以廢治廢變廢為寶的目的，解決了染料廢水污染和硫化氫煙氣污染的難題。

本發明先利用溶液中溶解態的磺化蒽醌作為氧化還原介體使廢氣中的硫化氫氧化去除，之后利用還原態的氫醌使偶氮染料還原脫色；并將蒽醌在溶液中的濃度控制在0.03-0.3?mmol/L范圍內。用具有還原性的硫化氫廢氣替代傳統的厭氧生物工藝或化學還原劑催化蒽醌還原，不僅能夠避免增設復雜的生物脫色工藝或投加化學還原劑，而且大大加快了廢氣中硫化氫和染料廢水色度的去除。?

如果添加的可溶性蒽醌濃度低于0.03?mmol/L，由于濃度較低，會直接導致硫化氫的吸收轉化速度和蒽醌的還原速度下降，使后續染料廢水色度的去除速度下降。當蒽醌添加量過高，雖然硫化氫和廢水色度的去除速度仍然能夠維持較高水平，但加入過多的具有芳環結構的蒽醌，等于向廢水中引入新的污染物，勢必會增加后續生物處理工藝的負擔，增加后續的處理成本。實驗顯示，在偶氮染料廢水添加0.03-0.3?mmol/L的蒽醌，是同步去除硫化氫廢氣和廢水色度的優化控制方法。

本發明研究確定一種利用硫化氫廢氣去除偶氮染料廢水色度的方法。一方面它能夠快速將廢水中高色度的染料還原裂解為無色的芳香胺，另一方面可以吸收氧化硫化氫氣體為單質硫。

本發明的工作原理

本發明包括硫化氫去除和染料脫色兩個連續的反應過程，具體如下：

（1）硫化氫的去除。眾所周知，在常溫常壓下，硫化氫氣體在水溶液中具有較高的溶解度，且硫化氫溶于水后發生以下反應：

H₂S+H₂O=H⁺+?HS^-=?2H⁺+S^2-

硫化氫分子溶于水后在溶液中解離出S^2-和H⁺，該反應是一個可逆反應。當溶液體系中存在可溶性蒽醌時，2H⁺和S^2-與蒽醌（例蒽醌-2-磺酸鈉，AQS）進一步發生以下反應：