[發(fā)明專利]一種低成本快速深度降解有機(jī)染料廢水的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310204545.X
• 申請(qǐng)日: 2013-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103626278B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喻愷;羅啟仕;孫成;楊紹貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市環(huán)境科學(xué)研究院;南京大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/72
• 分類號(hào): C02F1/72;C02F1/30
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 肖愛(ài)華

技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明屬于染料廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)染料廢水的處理方法，具體涉及一種低成本快速深度降解有機(jī)染料廢水的方法。

背景技術(shù)：

隨著印染與染料工業(yè)的發(fā)展，染料的世界年產(chǎn)量約為80～90萬(wàn)噸，我國(guó)染料年產(chǎn)量達(dá)15萬(wàn)噸，位居世界前列（印染廢水的危害及源頭治理舉措，朱宏飛，環(huán)境科學(xué)與管理，2007）。染料化合物的種類繁多，其中絕大部分為有機(jī)染料，它們被廣泛應(yīng)用于多種技術(shù)領(lǐng)域，涉及各個(gè)分支包括：皮革業(yè)，造紙，食品技術(shù)，農(nóng)業(yè)，光陣列，光電化學(xué)電池等。染料的大量生產(chǎn)與使用對(duì)水體環(huán)境造成嚴(yán)重污染，數(shù)據(jù)表明大約有2％的染料在生產(chǎn)過(guò)程中隨污水直接排出，并在后續(xù)的染色過(guò)程中流失10％(Singh,K.;Arora,S.Removalofsynthetictextiledyesfrom wastewaters:acriticalreviewonpresenttreatmenttechnologies[J].CriticalReviews inEnvironmentalScienceandTechnology,2011,41,(9):807-878)。染料廢水一般具有以下特點(diǎn)：(1)高色度。廢水中的有機(jī)物絕大多數(shù)是以苯、萘、蔥、醌等芳香基團(tuán)作為母體，且多數(shù)帶有顯色基團(tuán)，顏色很深，有很強(qiáng)的污染感；(2)高毒性。其廢水中通常含有許多原料和副產(chǎn)品，如鹵代物、硝基物、氨基物、苯胺、酚類等系列有機(jī)物和氯化鈉、硫酸鈉、硫化物等一些高濃度的無(wú)機(jī)鹽，具有較大的毒性。由于治理率低，染料工業(yè)的發(fā)展對(duì)水環(huán)境不僅帶來(lái)的視覺(jué)污染，而且嚴(yán)重地影響水生生物與微生物生長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)人體健康危害也相當(dāng)大(王自齊、馮裕庭.染料類化學(xué)物質(zhì)的危害性研究[J].化工勞動(dòng)保護(hù)：工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病分冊(cè)-1998年1期)。

傳統(tǒng)的染料廢水處理方法主要有吸附法、化學(xué)混凝法、膜分離法，以及厭氧/好氧生物處理法等，前三種方法都是采用富集濃縮的原理，沒(méi)有真正去除染料污染物，生物處理法雖然能降解部分染料污染物，但是由于大部分染料廢水具有有機(jī)物濃度高、可生化性差甚至有生物毒性等特點(diǎn),使得傳統(tǒng)生物處理法的降解速率與效率難以令人滿意(董秋花，劉明陽(yáng)，趙中一.TiO₂催化降解結(jié)晶紫的降解歷程探究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010,33(9):67-70)。另外，研究最廣泛的還有化學(xué)脫色方法，在化學(xué)降解過(guò)程中染料分子被氧化，分解成無(wú)色小分子，如二氧化碳、水、氮、醛、酸和硫酸鹽染料結(jié)構(gòu)。有機(jī)染料的化學(xué)氧化過(guò)程通常涉及使用氧化劑，如氯和二氧化氯，臭氧，過(guò)氧化氫等。此類常規(guī)化學(xué)氧化方法對(duì)廢水停留時(shí)間要求長(zhǎng)，降解效果有限，可能還會(huì)產(chǎn)生氯代有機(jī)物等毒性更高的代謝產(chǎn)物。高級(jí)氧化技術(shù)可產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的活性自由基，能使許多結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，微生物難分解的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的終點(diǎn)產(chǎn)物，如二氧化碳、水和無(wú)機(jī)離子等，近年來(lái)已成為染料廢水處理的研究熱點(diǎn)。但是，較高的設(shè)備投入和運(yùn)行成本嚴(yán)重限制該項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化實(shí)際應(yīng)用(薛秀玲，樊國(guó)封，劉如東．負(fù)載型TiO_2-xN_x的制備表征及可見(jiàn)光催化降解亞甲基藍(lán)[J]．環(huán)境化學(xué),2011,30(6):1152-1156)。

鈣鈦礦型金屬氧化物因?yàn)榉€(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的電磁性能以及較高的氧化還原、氫解、異構(gòu)化、電催化等活性而廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和工業(yè)催化等領(lǐng)域。其中，鉍酸鈉是一種性能優(yōu)異，用途廣泛的新型材料，研究發(fā)現(xiàn)其具有較高的可見(jiàn)光催化活性，在利用太陽(yáng)能綠色治理環(huán)境污染中展露了廣闊的應(yīng)用前景(Kako T,ZouZG,KatagiriM,etal.DecompositionoforganiccompoundsoverNaBiO₃undervisiblelightirradiation[J].ChemistryofMaterials,2007,19(2):198-202)。但是太陽(yáng)光催化降解技術(shù)處理染料廢水的一個(gè)客觀問(wèn)題在于當(dāng)廢水色度較高時(shí)，太陽(yáng)光的透射性可能會(huì)因?yàn)槿玖系钠帘巫饔枚鴾p弱，從而影響該技術(shù)的最終處理效果(Selli,E.Synergisticeffectsofsonolysiscombinedwithphotocatalysisinthe degradationofanazodye[J].PhysicalChemistryChemicalPhysics.2002,4(24),6123-6128.)。專利號(hào)ZL200910029442.8介紹了鉍酸鈉與硝酸銀的混合反應(yīng)物只在攪拌接觸的情況下就能降解三苯甲烷類染料。該方法利用鉍酸鈉的氧化性，不需要外加能源，對(duì)染料廢水的脫色速率較快，但深度礦化能力有限。