[發(fā)明專利]一種含鉻印染廢水的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210409871.X
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102887561A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王齊;鄒剛;叢燕青;張軼
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;B01J21/06;C02F101/22;C02F103/30
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含鉻有機(jī)廢水的處理方法，具體涉及一種利用可見光敏化降解染料污染物同時(shí)還原高毒性六價(jià)鉻Cr(VI)的廢水處理方法。

背景技術(shù)

重金屬鉻Cr(VI)污染主要來源于電鍍、制革、印染、采礦等工業(yè)排出的廢水，是一種毒性較大的致畸、致突變劑。鉻污染治理是世界性的環(huán)保難題，其技術(shù)核心是將可溶、易遷移、高毒性的六價(jià)鉻Cr(VI)還原為毒性小100倍的三價(jià)鉻Cr(III)。實(shí)際廢水中Cr(VI)往往與有機(jī)污染物共存，以印染廢水為例，高色度的染料和Cr(VI)形成的復(fù)合污染大大增加了處理的難度，傳統(tǒng)的生物法已無法滿足廢水處理的需求。

光催化作為一種最有應(yīng)用前景的污水深度處理技術(shù)，近三十年來在環(huán)境方面的研究和應(yīng)用取得了一系列的進(jìn)展，以二氧化鈦(TiO₂)為代表的光催化劑，能氧化降解幾乎全部的有機(jī)污染物(Fujishima?A，Zhang?X，Tryk?DA.TiO₂?photocatalysis?and?related?surface?phenomena.Surf?Sci?Rep，2008，63：515.)，或還原去除重金屬(Wang?X，Phekonen?S?O，Ray?A?K.Removal?ofaqueous?Cr(VI)by?a?combination?of?photocatalytic?reduction?andcoprecipitation.Ind?Eng?Chem?Res，2004，43：1665.)。

針對光催化還原Cr(VI)，目前大部分研究都集中在紫外光區(qū)(約占太陽光總能量的5％)。而以可見光(約占太陽光總能量50％)為驅(qū)動(dòng)力的研究較少，一般通過染料敏化TiO₂、底物與TiO₂表面形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)和物兩種形式吸收可見光，實(shí)現(xiàn)可見光照射下Cr(VI)和有機(jī)物協(xié)同削減。例如，韓國的Choi等(Kyung?H?K，Lee?J?S，Choi?W?Y.Simultaneous?and?synergisticconversion?of?dyes?and?heavy?metal?ions?in?aqueous?TiO₂?suspensions?undervisible-light?illumination.Environ?Sci?Technol，2005，39：2376.)研究表明，在可見光的照射下，TiO₂導(dǎo)帶接受激發(fā)態(tài)染料的電子，如酸性橙7(AcidOrange7)和羅丹明B(RhB)，然后Cr(VI)奪取TiO₂導(dǎo)帶上的電子而被還原。這種方法利用可見光，降解水體中的染料污染物，同時(shí)還原水體中的重金屬離子。該課題組進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)無色的EDTA和TiO₂之間形成的表面絡(luò)合物能發(fā)生配體到金屬中心的電荷轉(zhuǎn)移(LMCT)，從而在可見光照射下還原Cr(VI)(Kim?G?and?Choi?W?Y.Charge-transfer?surface?complex?ofEDTA-TiO₂?and?its?effect?on?photocatalysis?under?Visible?light.Appl?Catal?B：Environ，2010，100：77.)。

我國的唐和清等也報(bào)道了小分子有機(jī)酸共存條件下，原本無活性的銳鈦礦型TiO₂能在可見光下還原Cr(VI)，同時(shí)氧化降解有機(jī)酸(Wang?N，ZhuL?H，Deng?K?J，She?Y?B，Yu?Y?M，Tang?H?Q.Visible?light?photocatalyticreduction?of?Cr(VI)on?TiO₂?in?situ?modified?with?small?molecular?weightorganic?acids.Appl?Catal?B：Environ，2010，95：400.)。

然而，幾乎所有關(guān)于TiO₂光催化的研究，都集中于它的結(jié)晶形態(tài)，例如銳鈦礦型和商業(yè)化P25?TiO₂(由80％銳鈦礦和20％金紅石組成)。但是，結(jié)晶TiO₂常需在高溫(200-700℃)或高壓下制備，一般用到有機(jī)溶劑或需額外添加強(qiáng)酸控制含鈦的前驅(qū)體水解，催化劑制備時(shí)間長、能耗高。