[發(fā)明專利]絡(luò)合劑協(xié)同硫化改性零價鐵處理染料廢水的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710954698.4
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107601642A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許春華;張練
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F101/38
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37219
• 代理人: 楊磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及絡(luò)合劑協(xié)同硫化改性零價鐵處理染料廢水的方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著印染行業(yè)的蓬勃發(fā)展，染料達(dá)到大量使用，這勢必會產(chǎn)生大量的染料有機(jī)廢水，染料廢水因其具有色度高，毒性大，有機(jī)物含量高，酸堿度等水質(zhì)波動大等特點(diǎn)，排放到水體中對環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重的危害。其中，偶氮染料又是用量最大一類，約占全部染料的70％，且性質(zhì)非常穩(wěn)定，難以降解，一旦進(jìn)入人體將會產(chǎn)生“三致”危害。因此，開發(fā)高效，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)的降解有機(jī)廢水處理技術(shù)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價值。

零價鐵技術(shù)是近30年來應(yīng)用比較廣泛的降解修復(fù)技術(shù)，因其具有還原性強(qiáng)(E⁰(Fe²⁺/Fe)＝-0.44)，比表面積大，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在污水處理中被作為一種綠色經(jīng)濟(jì)的修復(fù)技術(shù)，并且在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域也取得了較好的效果。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，零價鐵也存在著一些缺陷，比如表面極易鈍化而阻礙零價鐵的進(jìn)一步反應(yīng)，對污染物的選擇性較差，適宜的pH范圍較窄，特別是納米零價鐵較易團(tuán)聚為微米顆粒，這就嚴(yán)重影響對污染物的去除。

目前，染料廢水的處理方法大致分為物理法、化學(xué)法和生物法。而物理法降解不徹底，容易產(chǎn)生二次污染，而且后續(xù)處理成本也較高；化學(xué)法是近年來研究比較重視的技術(shù)，Water Reseach雜志在2015年發(fā)表過一篇使用硫酸鐵，硼氫化鈉和硫化鈉制備納米Fe/FeS材料的文章，在處理含三氯乙烯的廢水時具有較好的效果。然而，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)這種納米顆粒比較容易團(tuán)聚為微米顆粒而影響零價鐵的腐蝕反應(yīng)，而且制備條件苛刻，成本較高，因此，該方法未能取得實(shí)際應(yīng)用；生物法則需要特殊的微生物，處理周期較長，對環(huán)境條件要求苛刻，因此，都不能達(dá)到理想的工業(yè)應(yīng)用要求。

中國專利文件CN106946314A(申請?zhí)枺?01710212433.7)公開了一種高效降解有機(jī)廢水的方法，步驟如下：首先，在傳統(tǒng)Fenton的基礎(chǔ)上，待二價鐵離子全部氧化成三價鐵后加入絡(luò)合劑；絡(luò)合反應(yīng)后，加入過氧化氫，使過氧化氫與絡(luò)合鐵化合物在紫外光照射下發(fā)生類Fenton反應(yīng)，繼續(xù)產(chǎn)生羥基自由基。

上述專利文件盡管對于印染廢水的降解率有一定程度的提高，但是，需要將廢水pH值調(diào)節(jié)至2-4，屬于強(qiáng)酸性環(huán)境，而且需要加入過氧化氫并且在紫外光照射下進(jìn)行反應(yīng)，處理?xiàng)l件較為嚴(yán)格。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，尤其是為了克服零價鐵技術(shù)存在的易鈍化、易團(tuán)聚、反應(yīng)速率低、適宜pH范圍窄的缺陷，本發(fā)明提供了絡(luò)合劑協(xié)同硫化改性零價鐵處理染料廢水的方法，該方法能有效地提高零價鐵去除染料廢水中染料的速率和效率，尤其是酸性紅73，并且具有材料制備簡單、操作方便、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)有效等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明概述：本發(fā)明采用市售微米級零價鐵，利用硫化鈉對零價鐵進(jìn)行改性修飾，制備出平均粒徑為30微米左右的Fe/FeS顆粒，在處理染料廢水時加入微量絡(luò)合劑EDTA后，絡(luò)合劑與硫化改性微米零價鐵具有一定的協(xié)同作用，能夠有效提高尤其是酸性紅73等染料的去除速率，且不會產(chǎn)生二次污染，屬于一種綠色經(jīng)濟(jì)的廢水處理技術(shù)。

術(shù)語解釋：

酸性紅73：雙偶氮鍵類染料中的一種，結(jié)構(gòu)式為:

其水溶液呈紅色，具有致癌、致畸、致突變的危害。

EDTA:乙二胺四乙酸二鈉，一種絡(luò)合試劑，化學(xué)式為C₁₁H₁₄N₂Na₂O₈·2H₂O。

HEPES:緩沖試劑，名為N-羥乙基哌嗪-1-乙磺酸，化學(xué)式為C₈H₁₈N₂O₄S。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種絡(luò)合劑協(xié)同硫化改性零價鐵處理染料廢水的方法，包括步驟如下：

(1)調(diào)節(jié)染料廢水的pH為6.5-7.5；

(2)加入硫化改性零價鐵，同時加入絡(luò)合劑，在好氧攪拌中性條件下反應(yīng)，即可去除廢水中的染料。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(1)廢水中染料的濃度范圍是60-120mg/L，進(jìn)一步優(yōu)選80-110mg/L，最優(yōu)選100mg/L；

優(yōu)選的，所述的染料廢水為含酸性紅73的染料廢水。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(1)用緩沖試劑HEPES調(diào)節(jié)廢水的pH。