一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法技术

一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法，按如下步骤：（1）将含铬金属络合染料废水pH值调为3.0，然后加入聚合羟基铁柱撑膨润土作为催化剂；（2）通过混合过氧化氢以及外加紫外光源构建多相UV‑Fenton体系；所述的处理方法以序批式间歇反应为主。本发明专利技术其具有以下优点（1）羟基自由基氧化能力强，能快速降解有机污染物，出水能满足涉及有机物排放的标准；（2）该体系利用了环境友好的氧化剂—过氧化氢，其最终分解产物是O2和H2O，符合“绿色氧化”的理念；（3）催化剂能够通过吸附作用去除铬离子，出水能满足涉及铬离子排放的标准；（4）催化剂能够重复循环使用。

An integrated treatment method for chromium containing metal complex dye wastewater

An integrated treatment method for wastewater containing chromium metal complexing dyes is described in the following steps: (1) pH value of the wastewater containing chromium metal complexing dyes is adjusted to 3.0, and then polymerized hydroxyl iron pillared bentonite is added as catalyst; (2) multiphase UV Fenton system is constructed by mixing hydrogen peroxide with an external ultraviolet light source; and Batch sequencing is the main method. The invention has the following advantages: (1) strong hydroxyl radical oxidation ability, rapid degradation of organic pollutants, effluent can meet the standards related to organic pollutants discharge; (2) the system utilizes environmentally friendly oxidant - hydrogen peroxide, and the final decomposition products are O2 and H2O, which conform to the concept of \green oxidation\; (3) catalysis. Chemicals can remove chromium ions by adsorption, and the effluent can meet the discharge standards of chromium ions. (4) The catalyst can be reused.

【技术实现步骤摘要】
一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法
本专利技术涉及染料废水处理领域，特别涉及含铬金属络合染料废水的一体化处理方法。
技术介绍
我国是染料生产和使用大国。染料在生产和使用过程中产生大量染料废水，该类废水具有色度大、COD高、成分复杂、抗生化降解等特性，导致大部分废水难以有效处理而直接排放于各大水体，导致周围水生态系统遭到破坏，进一步加剧我国水资源紧缺现状。金属络合染料是染料的一个重要分支，具有特殊的光泽度和透明度以及着色力强、耐热和耐酸性等特点。金属络合染料具有优良的上染率、匀染性、遮盖性、耐洗摩、耐缩绒和耐日晒等性能，被广泛应用于羊毛、聚酰胺纤维、纤维素、家具、纸张、油漆、皮革、油墨、印刷和鞋油的着色和染色。同时，金属络合染料因具有很好的光热稳定性、结构可修饰性以及波谱特性，在光盘存储介质、太阳能电池、催化和电子照相的有机调色剂等高科技领域得到广泛应用。从结构上看，金属络合染料是一类以含有氨基、羧基、羟基、磺酸基及硝基偶氮苯为母体染料并与过渡金属元素生成分子内络合物的统称。该类染料通常由两部分组成：一部分为有机部分称为配位体，通常是以碳为基础构成的芳香环状结构；另一部分为无机部分称为络合离子，主要是铬，其次为钴、铜等有毒有害重金属离子。有机配位体中的原子至少含有一对未共享电子，易于与其他元素共享此对电子来降低分子内能。作为络合离子的过渡金属元素核外电子层含有未充满电子的空轨道，能够容纳外来电子以降低分子内能，使金属络合染料处于更加稳定的状态。有机配位体与重金属离子的络合，大大提高金属络合染料的水溶性、物化稳定性和光稳定性，增强了其抗生物降解能力，导致传统的废水处理方法难以满足该类废水处理的要求。目前，国内外对这类染料废水的处理方法主要有吸附法、化学与生物联用法、Fenton及UV-H2O2高级氧化法等。研究表明：吸附法能在一定程度上吸附处理金属络合染料废水，但由于金属络合染料的高水溶性以及吸附剂饱和吸附量对吸附去除效果的限制，导致该方法难以满足实际废水处理的需求；生物处理法因金属络合染料有机配位体难降解的特性和重金属离子的毒性而受到限制。Fenton和UV-H2O2技术凭借体系产生的羟基自由基能有效降解矿化有机体，却不能对处于游离的重金属离子加以去除，而游离的重金属离子是一种有毒有害污染物，能在环境中长期存在，并且通过生物富集和生物放大作用最终危害人体健康。因此，对金属络合染料废水的处理必须同时满足高效降解矿化有机配位体和有效去除重金属离子这两方面的要求。本专利技术以聚合羟基铁柱撑膨润土作为催化剂，与紫外光和过氧化氢共同构建多相UV-Fenton体系，利用该体系生成的羟基自由基高效矿化含铬金属络合染料的有机配位体并释放出游离态的铬离子，而后通过聚合羟基铁柱撑膨润土对铬离子的吸附作用，达到从废水中一体化同时去除金属离子和降解有机污染物从而达标排放的目的。该方法简单、高效且稳定，针对含铬金属络合染料废水的处理具有很强的实用价值，也有助于含有机络合金属废水处理技术的开发。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法，使用该方法可以高效且稳定地处理含铬金属络合染料废水并达标排放，并有助于含有机络合金属废水处理技术的开发。为实现以上目的，本专利技术以聚合羟基铁柱撑膨润土作为催化剂构建多相UV-Fenton体系，利用该体系生成的羟基自由基高效降解含铬金属络合染料的有机配位体并释放出游离态的铬离子，然后通过聚合羟基铁柱撑膨润土对铬离子的吸附作用，达到从废水中一体化同时去除铬离子和降解有机污染物的目的。本专利技术所述的一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法，其特征在于按如下步骤。（1）将含铬金属络合染料废水pH值调为3.0，然后加入聚合羟基铁柱撑膨润土作为催化剂。（2）通过混合过氧化氢以及外加紫外光源构建多相UV-Fenton体系，该体系产生的羟基自由基能高效降解金属络合染料的有机配位体。（3）同时聚合羟基铁柱撑膨润土能稳定吸附去除释放出游离态的铬离子，从而使处理后的废水达标排放。本专利技术的处理的废水其对象是含铬金属络合染料废水。本专利技术的操作方式以序批式间歇反应为主。本专利技术其具有以下优点（1）羟基自由基氧化能力强，能快速降解有机污染物，出水能满足涉及有机物排放的标准；（2）该体系利用了环境友好的氧化剂—过氧化氢，其最终分解产物是O2和H2O，符合“绿色氧化”的理念；（3）催化剂能够通过吸附作用去除铬离子，出水能满足涉及铬离子排放的标准；（4）催化剂能够重复循环使用。附图说明图1是含铬金属络合染料一体化处理的流程图。图2是催化剂聚合羟基铁柱撑膨润土重复使用过程中对金属络合染料中性枣红GRL脱色的影响示意图。图3是催化剂聚合羟基铁柱撑膨润土重复使用过程中对金属络合染料中性桃红BL脱色的影响示意图。图4是催化剂聚合羟基铁柱撑膨润土重复使用过程中对金属络合染料中性兰BNL脱色的影响示意图。图5是催化剂聚合羟基铁柱撑膨润土重复使用过程中对金属络合染料矿化的影响示意图。图6是催化剂聚合羟基铁柱撑膨润土重复使用过程中对重金属离子吸附去除影响的示意图。具体实施方式本专利技术将通过以下实施例作进一步说明。具体应用时措施如下：在光化学反应器中心（或反应池中央）设置石英套管，内置紫外灯管，石英套管和光化学反应器（反应池中央）之间的中间区域为反应降解区，反应区下部设置搅拌装置。金属络合染料废水调节初始pH值为3.0，紫外灯管（254nm）置于反应器/池中央石英套管中作为光源。在反应区加入聚合羟基铁柱撑膨润土和过氧化氢构建多相UV-Fenton一体化废水处理体系。比较实施例1-1。含铬金属络合染料的一体化处理效果：光化学反应装置内层设置石英套管，套管内放置紫外灯（254nm）作为反应光源；中间层为多相UV-Fenton羟基自由基产生区；外层连接恒温水浴。反应器底部设置搅拌器使反应体系混合均匀。体系设定聚合羟基铁柱撑膨润土用量为1g/L，含铬金属络合染料（中性桃红BL）废水初始浓度为50mg/L，过氧化氢浓度为10mmol/L，以紫外灯（254nm）作为光源构建基本的多相UV-Fenton一体化废水处理体系。多相UV-Fenton体系对含铬金属络合染料（中性桃红BL）的降解动力学常数k值为0.1056min-1，能快速对染料进行脱色，处理40min染料脱色率接近100%。从进一步的矿化结果分析，处理30min后，含铬金属络合染料（中性桃红BL）废水中COD的去除开始显著提高。处理120min后，多相UV-Fenton一体化处理体系对COD去除率达82.2%，出水满足相关色度、CODCr和BOD5的排放标准。随含铬金属络合染料（中性桃红BL）的降解，溶液中铬离子浓度逐渐减少，体现了铁柱撑膨润土对铬离子的高效吸附去除能力。处理120min后，溶液中的铬离子浓度由初始的2.050mg/L降至0.384mg/L，低于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中相关铬的排放标准。比较实施例1-2。体系循环运行对含铬金属络合染料的一体化处理的效果：光化学反应装置内层设置石英套管，套管内放置紫外灯（254nm）作为反应光源；中间层为多相UV-Fenton羟基自由基产生区；外层连接恒温水浴。反应器底部设置搅拌器使反应体系混合均匀。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法，其特征在于按如下步骤：（1）将含铬金属络合染料废水pH值调为3.0，然后加入聚合羟基铁柱撑膨润土作为催化剂；（2）通过混合过氧化氢以及外加紫外光源构建多相UV‑Fenton体系；所述的处理方法以序批式间歇反应为主。

【技术特征摘要】
1.一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法，其特征在于按如下步骤：（1）将含铬金属络合染料废水pH值调为3.0，然后加入聚合羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建新，戴慧旺，苗笑增，袁雪霞，袁伟，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36