[發明專利]基于石膽酸鹽凝膠吸附的陽離子型染料廢水的凈化方法

有效

• 申請號: 201310269930.2
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103303998A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 郝京誠;王海喬;宋愛新
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及一種染料廢水的凈化方法，具體涉及一種基于石膽酸鹽凝膠吸附的陽離子型染料廢水的凈化方法。

背景技術

隨著工業化、城鎮化進程的加速，我國的環境污染問題越來越突出。其中，染料廢水已成為環境重點污染源之一。染料行業品種繁多，工藝復雜，其廢水中含有大量的有機物和鹽份，且一般有較強的酸堿性，在廢水處理中一直是難題。

目前廢水中染料處理的常用方法有物理法、化學法、電化學法、生化法等。這些方法各有優點和適用環境。一般來講，在廢水凈化中，操作簡單、造價低廉、原料消耗少或易回收、凈化過程迅速等特點對于工業中廢水的處理非常重要。對于常見的凈化方法，物理吸附法中，活性炭法價格昂貴，不易再生；膜分離法中，鹽度的影響對凈化效果有很大影響；化學法經常產生大量污泥，難以處理回收原料和染料；生化法雖然運行成本較低，環境污染少，但廢水水質差異大及高毒性與微生物對溫度和pH條件要求較苛刻的特點相悖，使用范圍較窄。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種基于石膽酸鹽凝膠吸附的陽離子型染料廢水的凈化方法。本發明特別針對廢水中荷正電的染料，采用易獲取的原料，經過簡單制備步驟得到凝膠，與廢水直接混合發生吸附后，離心將廢水與凝膠分離，調節pH值將原料和染料分別回收。是一種高效、針對性強的廢水中染料的快速凈化方法。該方法可較為方便地將廢水中帶正電荷的染料吸附凈化，路線簡單、操作簡便，且基本不引入副產物。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種基于石膽酸鹽凝膠吸附的陽離子型染料廢水的凈化方法，具體步驟如下：

1）取石膽酸粉末加入到堿金屬形成的堿溶液中，常溫攪拌使其溶解，得到0.02～0.1mol/L的石膽酸鹽溶液，其中石膽酸和堿金屬的物質的量相等；

2）向上述石膽酸鹽水溶液中加入一價無機鹽，使一價無機鹽的濃度為0.06～0.3mol/L，攪拌溶解，靜置，得到石膽酸鹽凝膠；

3）將石膽酸鹽凝膠加入到陽離子型染料的廢水中，攪拌混合均勻，靜置，進行吸附，其中石膽酸鹽凝膠中的石膽酸鹽與廢水中的染料質量比為1:1～1.5。

所述步驟3）中吸附完成后，還包括石膽酸的回收操作，具體方法是：

A）通過離心或過濾操作，分離獲取吸附染料后的石膽酸鹽凝膠；

B）將吸附染料后的石膽酸鹽凝膠分散于水中，加入鹽酸將pH調節至4～5，使石膽酸析出，染料解吸；

C）分別從解吸后的混合液中回收石膽酸及染料液。

吸附完成的判斷方法是：根據相應染料的特征吸收波長繪制其濃度隨吸光度變化的標準曲線，測定吸附后廢水中染料吸附曲線，計算殘留量，從而判斷染料是否除凈。

所述步驟A）是指：吸附完成后獲得混合液，通過離心或過濾操作，舍棄水溶液，獲取石膽酸鹽凝膠。

所述步驟A）中，離心的速率為3000轉/分。

所述步驟1）中，堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化銫溶液。

優選的，堿溶液為氫氧化鈉溶液。

所述步驟2）中，一價無機鹽為鋰、鈉、鉀、銫、銨離子形成的氯化物、硫酸鹽或硝酸鹽，鋰、鈉、鉀、銫、銨離子對應的一價無機鹽的濃度分別為0.06～0.3mol/L、0.1～0.3mol/L、0.16～0.3mol/L、0.16～0.3mol/L、0.075～0.3mol/L。

優選的，鋰、鈉、鉀、銫、銨離子對應的一價無機鹽的濃度分別為0.06mol/L、0.1mol/L、0.16mol/L、0.16mol/L、0.075mol/L。

優選的，一價無機鹽為氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氯化銫或氯化銨。

所述步驟2）中，靜置時間為2小時。

所述步驟3）中，陽離子型染料包括亞甲基藍、羅丹明6G和羅丹明B。

所述步驟3）中，吸附時間為15分鐘。

本發明的工作原理：

本發明選用石膽酸，加入堿金屬形成的堿溶液使其離子化，具體選自氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化銫，加入一價無機鹽使其膠凝。

1）所吸附的染料荷正電，對于中性或荷負電的染料吸附能力較弱；

2）鈉鹽形成的凝膠吸附能力最強，其它鹽類形成的凝膠略弱；

3）吸附時，直接將凝膠放入待吸附的廢水中，充分接觸；

4）吸附后的混合液離心即達到凝膠與水溶液分離的目的。