[發明專利]一種降解廢水中偶氮染料的方法

有效

• 申請號: 201710123353.4
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106830179B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 趙同謙;李鵬;邰超;佘加平;馮磊;齊永安;張國成;武俐;肖春艷
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸

本發明涉及一種降解廢水中偶氮染料的方法，所述方法在Na₂CO₃和H₂O₂存在下通過超聲產生碳酸根自由基促進偶氮染料廢水的降解。在超聲和H₂O₂的存在時，通過加入Na₂CO₃，極大地提高了偶氮染料的降解效率。使用紫外?可見分光光度計測定其最大吸光度，加入Na₂CO₃后，酸性橙8(Acid orange 8)偶氮染料廢水在2h內的降解率由6％提高到90％以上。

技術領域

本發明涉及一種降解廢水中偶氮染料的方法，屬于染料廢水處理技術領域。

背景技術

偶氮染料是指分子中含有偶氮基(-N＝N-)的一類染料。偶氮染料是紡織、造紙、皮革、印刷等行業中應用最為廣泛的一類合成染料，占有機染料產品總量的80％。這類染料至少有10％～15％會進入水體中，由于其具有抗光、抗氧化能力，在水體中能夠穩定存在，導致水體生態系統遭到破壞；此外，偶氮染料還具有致癌、致畸、致突變作用及生物難降解性，易在環境中累積進而對生物和人類健康構成危害。所以，經濟、高效地處理含偶氮染料廢水具有十分重要的理論價值和工程實際意義。目前使用物理方法如活性碳、有機膨潤土等吸附劑只是單純的將污染物轉移，很容易造成二次污染且無法實現徹底降解。由于印染廢水特別高的色度、COD和BOD值，傳統的生物降解技術效率也不理想。利用Fenton反應產生的羥基自由基可以有效地將偶氮染料徹底降解，但容易形成大量難以分離的鐵泥。

利用超聲波處理工業廢水是一項新型水處理技術，但是偶氮染料結構穩定，單獨使用超聲處理效果不佳。超聲與雙氧水作用，可以產生具有強氧化能力的羥基自由基·OH，它能夠對很多有機物產生氧化反應，但是·OH的停留時間非常短暫，降解速率緩慢。研究發現將超聲與其他方法聯用，利用其協同效應提高對偶氮染料的降解效果。目前利用協同作用處理有機廢水的專利中，如CN200610085548.6利用超聲波和光輻射的方式處理偶氮染料廢水時能耗較高，廢水透明度低時對光的利用效率低導致處理時間長、處理效果不佳，不適合大規模工業應用。CN201110324834.4利用活性炭負載鐵鈷雙金屬氧化物作為催化劑與過硫酸鹽和超聲波結合處理廢水中的有機物；CN201210252042.5利用活性炭負載氧化鋅作為催化劑與超聲波和過二硫酸鹽結合處理有機廢水；二者均存在催化劑制備工藝復雜，生產成本高的問題，使用金屬氧化物作為催化劑存在金屬離子溶出的問題，在大量使用時存在二次污染，且前者的催化劑在回收循環使用時催化效率會降低。CN201410552018.2中，TeO₂摻雜TiO₂催化超聲降解偶氮染料廢水，處理前需要用HCl調節到強酸性環境、處理中需要不斷攪拌、處理后需要靜置使固液分離，過程復雜。綜合來看，現有的協同作用存在以下缺點：

(1)單獨的超聲波和光輻射協同作用時，處理時間長，處理效果不佳。(如CN200610085548.6)

(2)使用催化劑與超聲和氧化劑共同作用時，催化劑制備工藝復雜，制備成本高。(如CN201110324834.4和CN201210252042.5)

楊世迎等(Yang et al.,2010)使用不同陰離子協同氧化劑H₂O₂、過硫酸鹽和過一硫酸鹽降解酸性橙7染料發現以CO₃^2-協同過一硫酸鹽效果最好。但是上述使用過硫酸鹽等作為氧化劑時，由于過硫酸鹽分解后會產生大量SO₄^2-，進入水體之后穩定存在，對地表水和地下水等造成污染。而CO₃^2-在進入水體之后和大氣中的CO₂進行交換，并不會對水體造成任何影響。

發明內容