一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法技术

本发明专利技术公开了一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法，具体包括以下步骤：（1）在避光条件下，向印染废水中加入TiO2纳米管进行预吸附；（2）待步骤（1）预吸附达到吸附平衡后，对印染废水进行光照，使印染废水在TiO2纳米管的催化作用下进行光催化反应；（3）光催化反应后，向印染废水中加入无机混凝剂，使TiO2纳米管混凝、沉降，实现固液分离，得到上层液体和下层固体；（4）将步骤（3）中的上层液体加入到藻类处理装置中进行降解，使上层液体中的小分子物质被藻类降解、利用。该方法对印染废水中的难生物降解有机物的去除率稳定在95%以上，其对印染废水去除效率高，成本较低，无二次污染，且具有良好的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法
本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法。
技术介绍
随着纺织行业的不断发展，印染废水排放量极大，不但色度高，而且有机物含量也极高，造成严重的污染。亚甲基蓝、苏丹红、酸性橙Ⅱ、罗丹明B是最常用的染料，由于具有色泽鲜艳、固色率高、染色牢度好等特点，成为目前发展最快的几种染料。然而，它们使用过程中产生大量的有机废水，处理不当会对人产生毒副作用，并且在水中难以降解、还降低水体透明度，破坏水质，导致水生物难以生存。目前去除染料废水中难生物降解有机污染物的方法主要有吸附法、膜分离法、化学混凝法、氧化法、电化学法、生物法。吸附法是染料废水处理中应用最多的一种方法，该种方法具有投资少、操作简便、周期短等优势，吸附法通常可以选择性吸附某些化合物，这使得该方法在染料废水处理中发挥着重大的作用；混凝法具有工艺简单、占地面积少、对疏水性染料脱色效率高的优点，但其对亲水性染料处理效果差、投资成本高、泥渣产生多、易造成二次污染的缺陷限制了其应用；生物法因其不会产生二次污染，运行成本低廉等优点得到越来越多关注，但对于染料废水的处理而言，微生物的生存对外界条件要求较为苛刻。针对处理印染废水中难生物降解有机污染物的问题，单一工艺不能满足处理要求，探索一套组合处理工艺尤为重要。中国专利申请号CN201610627361.8，专利技术名称为“一种去除水中亚甲基蓝的吸附材料及其对水中亚甲基蓝的去除方法”，公布了一套去除亚甲基蓝方法，将自制吸附材料添加至含亚甲基蓝溶液中，调节混合溶液pH值，然后将其放入恒温振荡器中振荡，待吸附完成后，利用滤膜对吸附后的余液进行过滤，即完成对水中亚甲基蓝的去除。该方法具有操作简单等优点，但在其降解过程中需用滤膜对吸附后的余液进行过滤，这一步增大了操作难度，且该处理方法成本高效率低。当处理的废水量大时，该方法不能采用，即适用范围有限。中国专利申请号CN201810571516.X，专利技术名称为“一种光催化-微生物降解复合水处理装置和一种光催化-微生物降解复合水处理方法”。该专利技术通过光催化与生物降解的协同作用，对污水进行净化处理，提高了污水净化效率。使得污水中有机物含量明显降低不仅能改善污水透视度（SS），降低污水COD及BOD5，同时总氮及总磷也起到了很大的改善。但是尽管效果显著，但这种方法的光催化水处理装置较为复杂，装置包含光催化膜、膜支撑结构和悬浮装置，而悬浮装置又包括若干浮球和若干配重块，所述浮球和配重块通过拉绳连接于光催化膜和或支撑框架上，使用时操作难度大且工序复杂，不易大面积推广使用。因此，研发一种应用范围广、能耗较低、处理效果稳定，且对环境污染小的组合处理工艺处理印染废水中难生物降解有机污染物尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的就在于提供一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法，能高效、稳定的去除印染废水中的亚甲基蓝、苏丹红、酸性橙Ⅱ、罗丹明B等难生物降解的有机污染物，具有较好的应用潜力。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法，具体包括以下步骤：（1）预吸附：在避光条件下，向印染废水中加入TiO2纳米管进行预吸附；（2）光催化反应：待步骤（1）预吸附达到吸附平衡后，对印染废水进行光照，使印染废水在TiO2纳米管的催化作用下进行光催化反应，将有机污染物降解为小分子物质；（3）混凝：光催化反应后，向印染废水中加入无机混凝剂，使TiO2纳米管混凝、沉降，实现固液分离，得到上层液体和下层固体；（4）生物降解：将步骤（3）中的上层液体加入到藻类处理装置中，使上层液体中未被光催化完全降解的有机物进一步被藻类降解、利用。进一步地，所述印染废水为含有亚甲基蓝、苏丹红、酸性橙Ⅱ和罗丹明B中任意一种或两种有机污染物的废水。进一步地，步骤（1）中所述印染废水中有机污染物的浓度为20~50mg/L；TiO2纳米管的加入质量与印染废水的体积比为1~3g：1L。进一步地，步骤（1）中对含有TiO2纳米管的印染废水进行搅拌，搅拌速率为200~300r/min，在室温条件下搅拌20~60min。进一步地，步骤（2）中的光催化反应条件为：在光照条件下，不断搅拌，搅拌时间为20~30min，搅拌速率为200~300r/min。进一步地，步骤（3）中所述的无机混凝剂为聚合硫酸铁铝混凝剂或聚合氯化铝混凝剂中的一种，废水中无机混凝剂加入质量与印染废水的体积比为0.03~0.06g：1L。进一步地，步骤（4）中所述藻类处理装置中藻细胞个数为8.0×106~1.0×107cells/mL，温度控制为20~30℃，提供3000~4000lux光照，每天光照12h，光照2~4天。进一步地，所述藻类为绿藻、褐藻和小球藻中任意一种。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、TiO2纳米管具有较大的比表面积，对印染废水中的有机污染物的吸附能力强，且不易造成有机污染物的轻易解吸，吸附之后在光催化反应作用下，能将有机污染物降解为能被生物降解、利用的小分子物质，然后利用繁殖能力强的藻类进行降解，从而将印染废水中的有机污染物去除。2、本专利技术采用吸附、光催化、混凝、生物降解的联合去除印染废水中有机污染物的方法，对含有亚甲基蓝、苏丹红、酸性橙Ⅱ和罗丹明B单组分或两种组分混合的印染废水，各组分的去除率稳定在95%以上。3、本专利技术的组合处理工艺简单，对环境适应能力强，能耗小，降解效率高，成本较低，易于操作、易控制，且无二次污染，在实际应用中具有良好的社会效益和经济效益。具体实施方式一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法，包括以下步骤：（1）预吸附：在遮光条件下，向印染废水中加入TiO2纳米管进行预吸附；此步骤要求在遮光条件下进行，主要是防止TiO2纳米管对印染废水中有机物进行光降解。（2）光催化反应：待步骤（1）预吸附达到吸附平衡后，对印染废水进行光照，使印染废水在TiO2纳米管的催化作用下进行光催化反应，将大分子有机污染物降解为小分子有机污染物；（3）混凝：光催化反应后，向印染废水中加入无机混凝剂，使TiO2纳米管混凝、沉降，实现固液分离，得到上层液体和下层固体；（4）生物降解：将步骤（3）中的上层液体加入到藻类处理装置中，使上层液体中的小分子有机污染物被藻类降解、利用。其中，所述印染废水为含有亚甲基蓝、苏丹红、酸性橙Ⅱ和罗丹明B中任意一种或两种废水。所用的TiO2纳米管为市售较常见产品，价格实惠，性能稳定，方便易得。其中，步骤（1）中所述印染废水中有机污染物的浓度为20~50mg/L；TiO2纳米管的加入质量与印染废水的体积比为1~3g：1L。其中，步骤（1）中对含有TiO2纳米管的印染废水进行搅拌，搅拌速率为200~300r/min，在室温条件下搅拌20~60min。TiO2纳米管的比表面积大，吸附能力强，通过预吸附有利于后续光催化降解，使光催化反应更加高效。那是因为TiO2纳米管层间填充的-OH/-ONa基团可以直接交换环境中的阳离子污染物，对多种阳离子表现出了优异的吸附能力，并且不易造成有机污染物的轻易解吸，有效的避免了二次环境污染。TiO2纳米管兼备了纳米材料大比表面积的特征同时又具有光降解的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）预吸附：在避光条件下，向印染废水中加入TiO2纳米管进行预吸附；（2）光催化反应：待步骤（1）预吸附达到吸附平衡后，对印染废水进行光照，使印染废水在TiO2纳米管的催化作用下进行光催化反应，将有机污染物降解为小分子物质；（3）混凝：光催化反应后，向印染废水中加入无机混凝剂，使TiO2纳米管混凝、沉降，实现固液分离，得到上层液体和下层固体；（4）生物降解：将步骤（3）中的上层液体加入到藻类处理装置中，使上层液体中未被光催化完全降解的有机物进一步被藻类降解、利用。

【技术特征摘要】
1.一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）预吸附：在避光条件下，向印染废水中加入TiO2纳米管进行预吸附；（2）光催化反应：待步骤（1）预吸附达到吸附平衡后，对印染废水进行光照，使印染废水在TiO2纳米管的催化作用下进行光催化反应，将有机污染物降解为小分子物质；（3）混凝：光催化反应后，向印染废水中加入无机混凝剂，使TiO2纳米管混凝、沉降，实现固液分离，得到上层液体和下层固体；（4）生物降解：将步骤（3）中的上层液体加入到藻类处理装置中，使上层液体中未被光催化完全降解的有机物进一步被藻类降解、利用。2.根据权利要求1所述的一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法，其特征在于，所述印染废水为含有亚甲基蓝、苏丹红、酸性橙Ⅱ和罗丹明B中任意一种或两种有机污染物的废水。3.根据权利要求1所述的一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法，其特征在于，步骤（1）中所述印染废水中有机污染物的浓度为20~50mg/L；TiO2纳米管的加入质量与印染废水的体积比为1~3g：1L。4.根据权利要求1所述的一种去除印染废水中难生...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓旻，王韬，张世欣，王维，黄廷，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50