[發(fā)明專利]一種基于原位共沉淀反應(yīng)處理含重金屬染料廢水的方法

在審

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• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107285440A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石寶友;郝昊天;韓昆
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于原位共沉淀反應(yīng)處理含重金屬染料廢水的方法。

背景技術(shù)

染料廣泛應(yīng)用于印染、醫(yī)藥、皮革、食品和紡織等行業(yè)，目前我國染料總產(chǎn)量已達(dá)約90萬噸，占世界染料產(chǎn)量的60％左右。染料在生產(chǎn)和使用過程中有10％～15％會被釋放到環(huán)境中去，進(jìn)入環(huán)境后的染料很難被自然降解，從而導(dǎo)致受污染水域的色度增加，影響光線入射，使水生動植物的正常生命活動受到影響，最終破壞了水域環(huán)境的生態(tài)平衡。此外染料大多是有毒有害物質(zhì)，具有致癌、致畸作用，會對人類和其他一切生物的健康形成巨大的危害。

目前，針對印染廢水的處理主要采用物理法、化學(xué)法和生物法。物理法中使用最多的是物理吸附法和膜分離法。物理吸附法常采用活性炭進(jìn)行吸附，但活性炭吸附易飽和，需要再生，而再生費用較高，因此該方法一般適用于深度處理或者濃度低、水量較小的廢水處理。膜分離法出水穩(wěn)定、效果好，但膜的重復(fù)利用率低、成本高，導(dǎo)致該技術(shù)很難大面積推廣。化學(xué)法主要包括化學(xué)混凝法、臭氧氧化法和光催化氧化法。化學(xué)混凝法成本小，操作簡單，在目前印染廢水處理過程中廣泛應(yīng)用，但該方法需要對泥渣進(jìn)行二次處理，且脫色效果不好。臭氧氧化法對于處理廢水色度和降低COD有較大優(yōu)勢，但臭氧發(fā)生器成本較高，且運(yùn)行管理要求嚴(yán)格，效果不穩(wěn)定。光催化氧化法是通過光催化劑產(chǎn)生自由基，將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，由于目前光催化劑對太陽光的利用率低，限制了其在印染廢水處理中的應(yīng)用。生物法是通過微生物的生長代謝去除廢水中的有機(jī)污染物，由于印染廢水的可生化性差，單獨使用生物法處理印染廢水很難達(dá)到排放要求。

而在實際應(yīng)用中，除了染料廢水色度高，COD高以及酸堿波動大外，常因需添加重金屬作為媒染劑使得這類廢水中往往同時含有染料和重金屬。這兩種污染物都具有很高的毒性和難降解性，不同的物理和化學(xué)特性使得處理這種廢水時采用上述傳統(tǒng)的方法效果往往都很不理想。因此，針對上述廢水開發(fā)一種工藝簡單有效、成本低廉的工藝具有很高的現(xiàn)實意義。

公開號為CN101570377的中國專利申請公開了一種含重金屬和染料廢水的處理方法，此專利是利用一種吸附劑處理含重金屬和染料廢水，該吸附劑由四氧化三鐵微磁粒和漆酶并通過交聯(lián)劑結(jié)合形成。將該吸附劑加入到一定pH范圍的重金屬廢水中，反應(yīng)完畢后通過添加二價鐵來增加吸附劑的吸附量并再進(jìn)行重金屬吸附，最后固液分離達(dá)到處理重金屬廢水目的。處理染料廢水是將pH調(diào)節(jié)至6-7，投加吸附劑反應(yīng)后固液分離達(dá)到處理染料廢水目的。此專利處理過程繁瑣，吸附劑需要多步反應(yīng)才能完成制備，并需另外投加二價鐵來對吸附劑進(jìn)行擴(kuò)容，制備成本較高。

公開號為CN102029144A的中國專利申請公開了一種可同時吸附廢水中染料與重金屬離子的吸附劑，此專利是利用竹炭的特殊微孔結(jié)構(gòu)和殼聚糖的吸附性能，以海藻酸鈉為交聯(lián)劑，研制了一種可同時高效去除印染廢水中重金屬和染料的吸附劑。此專利中吸附劑制備過程涉及三種不同材料處理，過程復(fù)雜，吸附劑使用操作繁瑣并且還需要添加輔助藥劑來增強(qiáng)對染料的吸附，同時吸附劑的理化性能和機(jī)械強(qiáng)度都難以穩(wěn)定可靠。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于原位共沉淀反應(yīng)處理含重金屬染料廢水的方法，以期解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少部分技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于原位共沉淀反應(yīng)處理含重金屬染料廢水的方法，包括：向待處理的含重金屬染料廢水中加入Fe²⁺，然后在曝氣條件下向所述的含重金屬染料廢水中加入堿，曝氣結(jié)束后固液分離即可。

優(yōu)選地，在所述的含重金屬染料廢水中，所述重金屬包括以離子狀態(tài)存在的銅、鎘、錳、鉛和鋅中的一種或多種；所述染料包括陽離子染料和/或陰離子染料。更優(yōu)選地，所述陽離子染料包括亞甲基藍(lán)、結(jié)晶紫和中性紅中的一種或多種；所述陰離子染料包括剛果紅和/或酒石黃。

優(yōu)選地，在所述的含重金屬染料廢水中，所述重金屬的濃度范圍為20～2000mg/L；所述染料的濃度范圍為10～1000mg/L。

優(yōu)選地，所述Fe²⁺選自亞鐵鹽或含F(xiàn)e²⁺的廢水，所述亞鐵鹽更優(yōu)選硫酸亞鐵和/或氯化亞鐵；所述Fe²⁺的加入量優(yōu)選50～2800mg/L，更優(yōu)選為加入后體系中Fe²⁺的摩爾濃度是所述重金屬的摩爾濃度的2倍。

優(yōu)選地，所述曝氣包括鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣和表面曝氣中的一種或多種，所述曝氣使反應(yīng)體系中的溶解氧保持大于2mg/L。