一种处理染料废水同时回收染料的方法技术

本发明专利技术公开了一种处理染料废水同时回收染料的方法，是在强力搅拌下向染料废水处理池中依次投加铝盐、镁盐和白云灰粉，控制镁铝摩尔比5:1～4:1范围内，反应终点pH在8.5～9.5范围内；反应结束后停止搅拌静置沉淀1h完成固液分离，废水达到排放要求直接外排；固体沉淀物进一步脱水、洗涤、干燥、粉碎，即为回收的含有染料的复合功能材料。本发明专利技术回收产物用于塑料制品既具有很强的有机体系亲和性从而改善其在塑料制品中的分散性，又具有染色、阻燃、补强功能。

【技术实现步骤摘要】
一种处理染料废水同时回收染料的方法
本专利技术涉及一种处理染料废水同时回收染料的方法，属于水处理

技术介绍
我国染料生产量约占世界60％。染料中含有苯环类有机物，生物毒性较大。染料废水浓度高、颜色深、难生物降解，这给染料废水处理增加了很大难度。染料废水的处理有各类吸附剂吸附净化法、絮凝沉淀法、高级氧化法、电化学法，都存在处理成本高的问题。水滑石的基本结构式为：Mx2+My3+(OH)2x+3y-nz(An-)Z·mH2O，其中的M2+和M3+分别代表二价和三价阳离子，An-代表n价阴离子。水滑石具有类似水镁石的层状结构，在水镁石的结构单元层中，二价阳离子部分被三价阳离子替代，产生结构正电荷，从而需要引入阴离子进入结构单元层间平衡结构正电荷。处于结构层间的阴离子与结构正电荷属于远程静电平衡，作用力较弱，其中的阴离子可以被其它阴离子交换，因而水滑石具有优异的阴离子交换性能。水滑石在环保中的应用受到广泛关注，包括制备过渡金属催化剂、水处理吸附剂等方面。水滑石作为吸附剂净化染料废水也有很多研究，但是在实际应用上还存在一些障碍，主要是合成水滑石生产成本高的缘故。专利技术专利号031317588公开了水处理中即时合成层状双氢氧化物净化水的技术方法，但是没有考虑从废水中回收染料并加以应用，以补偿废水处理的成本。也没有考虑使用白云灰作为即时合成水滑石的原料，以降低处理废水的成本。针对目前存在的问题，本专利技术经过系统的实验研究专利技术了在处理染料废水同时回收染料的新方法。
技术实现思路
本专利技术为了避免上述现有技术所存在的不足之处，旨在提供一种处理染料废水同时回收染料的方法。一方面，本专利技术方法处理的废水可以达到排放要求(《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-2012)直接外排；另一方面本专利技术方法回收的含有染料的复合功能材料具有优异的耐光老化性能和耐热稳定性，作为颜料用于塑料制品，能够改善其在塑料制品中的分散性，有助于提高制品的强度，还具有较好的阻燃功能。本专利技术处理染料废水同时回收染料的方法，是在强力搅拌下(搅拌速度大于100/min)向染料废水处理池中依次投加铝盐、镁盐和白云灰粉，控制镁铝摩尔比5:1～4:1范围内，反应终点pH在8.5～9.5范围内；反应结束后停止搅拌静置沉淀1h完成固液分离，废水达到排放要求直接外排；固体沉淀物进一步脱水、洗涤、干燥、粉碎，即为回收的含有染料的复合功能材料。所述白云灰粉为白云岩于700-900℃煅烧后获得的产物，所述白云岩中白云石含量≥95％，铁含量≤0.2％。所述铝盐为不含铁的氯化铝和/或硫酸铝。所述镁盐为氯化镁和/或硫酸镁。本专利技术使用纯度较高的白云岩是避免杂质组分对回收染料所得颜料使用性能的影响。本专利技术使用不含铁的镁盐和铝盐，主要是避免铁对回收染料所得颜料颜色的干扰。本专利技术方法适用于阴离子染料废水，既实现了废水处理，又回收了染料得到功能性材料。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：即时合成水滑石处理染料废水并同时回收染料的主要机理是染料阴离子在即时合成水滑石层间的嵌入。在染料废水处理中即时合成水滑石，需要适当比例的镁离子、铝离子、碱性物质。本专利技术投加白云灰即煅烧白云岩，是最廉价的碱性物质，替代烧碱有助于降低水处理的成本。投加白云灰一方面提供了镁铝离子水解必须的碱性物质，同时还提供了部分镁离子，减少了镁盐的需求量，同时有助于降低成本。水滑石的形成和稳定要求水溶液维持在弱碱性(pH＝8.5～9.5)。在水处理过程中搅拌会导致废水吸收空气中的CO2，与水中的钙离子反应形成方解石沉淀并降低pH值，白云灰中的氧化镁在弱碱性条件下溶解比较缓慢，提供了pH缓冲，有助于水滑石的形成和稳定。空气中二氧化碳被弱碱性的溶液吸收后很容易进入水滑石层间，容易影响阴离子染料在水滑石的嵌入，也即影响水中阴离子染料的去除。由于处理染料废水使用白云灰作为即时合成水滑石的碱性物质，溶解到水中的钙离子与吸收的二氧化碳化合形成方解石沉淀(图1，出现方解石的特征衍射峰)，消除了吸收二氧化碳对阴离子染料在水滑石层间嵌入的影响。高能度染料废水中染料回收率达到95％以上。废水中染料在水滑石和方解石表面的吸附，不仅影响水滑石和方解石的晶体生长和晶体形貌(图2)，而且改变了水滑石和方解石表面物理化学性质，相当于同步完成了水滑石和方解石表面有机改性，提高了产物在有机体系中的相容性。废水中的染料嵌入水滑石结构层间，提高了染料分子耐光老化性能、热稳定性(图3)。作为颜料用于塑料制品，因其具有良好的有机体系亲和性，从而改善其在塑料制品中的分散性，有助于提高制品的强度。由于水滑石是最常用的无机阻燃剂，因而复合材料还具有较好的阻燃功能。在填充质量百分数为60％的条件下，极限氧指数为38.4％，拉伸强度为15.5MPa，断裂伸长率215％，关键技术指标均达到镁铝基阻燃剂性能。附图说明图1是本专利技术方法即时合成水滑石处理胭脂红废水回收产物的XRD图谱，显示物相主要由水滑石和方解石组成，并且水滑石的衍射峰与普通的水滑石相比特征衍射峰很弱，表明处理染料废水即时合成的水滑石结晶度很低。图2细小叶片状水滑石和微米粒状方解石，表明收到染料阴离子的抑制作用水滑石和方解石的结晶粒度都变小。图3是本专利技术方法回收颜料的热重曲线。显示水滑石分解峰值温度为249℃，释放出结构水，相比普通水滑石分解温度降低100℃左右；方解石分解峰值温度为544℃，释放出CO2，相比普通方解石分解温度降低120℃左右，有助于发挥其阻燃效应。具体实施方式选择优质白云岩，白云石的含量96％，破碎过2mm筛，放入马弗炉中900℃煅烧1h，取出冷却得到白云灰；称量胭脂红0.1g放入800mL的烧杯中，加入500mL水搅拌溶解，配成胭脂红浓度200mg·L-1溶液；分别称量0.51gMgCl2·6H2O和0.24gAlCl3·6H2O加入烧杯中，搅拌溶解完全；然后向烧杯中加入0.90g白云灰，烧杯放在磁力搅拌器上搅拌1h、静置1h；检测反应平衡液的pH值8.9、COD浓度15.51mg/L计算得到染料去除率96％以上，各项指标符合废水排放要求；倾倒方式倒出上部大部分上清液，底部沉淀转移到50mL离心管中离心洗涤3次；离心管放入烘箱中100℃烘干，研磨过200目筛，即得到处理染料废水回收染料得到的复合颜料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理染料废水同时回收染料的方法，其特征在于：在强力搅拌下向染料废水处理池中依次投加铝盐、镁盐和白云灰粉，控制镁铝摩尔比5:1～4:1范围内，反应终点pH在8.5～9.5范围内；反应结束后停止搅拌静置沉淀1h完成固液分离，废水达到排放要求直接外排；固体沉淀物进一步脱水、洗涤、干燥、粉碎，即为回收的含有染料的复合功能材料。

【技术特征摘要】
1.一种处理染料废水同时回收染料的方法，其特征在于：在强力搅拌下向染料废水处理池中依次投加铝盐、镁盐和白云灰粉，控制镁铝摩尔比5:1～4:1范围内，反应终点pH在8.5～9.5范围内；反应结束后停止搅拌静置沉淀1h完成固液分离，废水达到排放要求直接外排；固体沉淀物进一步脱水、洗涤、干燥、粉碎，即为回收的含有染料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天虎，陈冬，刘海波，徐亮，路萍，徐礼坤，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34