利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法，该方法包括以下步骤：将粉煤灰进行焙烧；将经焙烧后得到的粉煤灰与染料废水混合，加入过硫酸盐进行反应，完成对废水中染料的去除。本发明专利技术利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法，通过利用粉煤灰的吸附作用以及其对过硫酸盐的活化作用协同去除染料，具有工艺简单、能耗低、安全环保、经济、催化效率高、去除效果好等优点，可解决常规的过渡金属离子活化速度过快、吸附剂再生难的问题，具有广阔的应用前景。

Synergistic removal of dyes with fly ash and persulfate

The invention discloses a method for removing dyes by synergistic use of fly ash and persulfate. The method comprises the following steps: roasting fly ash; mixing fly ash obtained after roasting with dye wastewater and adding persulfate to react to complete the removal of dyes in wastewater. The invention utilizes the method of synergistic removal of dyes by fly ash and persulfate, and synergistically removes dyes by utilizing the adsorption effect of fly ash and its activation effect on persulfate. The method has the advantages of simple process, low energy consumption, safety, environmental protection, economy, high catalytic efficiency and good removal effect, and can solve the problems of excessive activation speed of conventional transition metal ions and difficult regeneration of adsorbents. Questions have broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法
本专利技术属于水处理
，涉及一种利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法。
技术介绍
含有-N＝N-结构的偶氮染料和蒽醌染料占我国生产的染料总量60％以上，由于此类染料色谱齐全、化学性质稳定，被广泛应用在印染、木材加工等行业。此类染料难降解，在微生物作用下可产生具有强烈“三致”作用的芳香胺类中间产物，对人类和环境造成危害，因此偶氮染料和蒽醌染料的降解和去除方法成为研究热点。吸附法是人们最常用的一种物理处理法。粉煤灰是一种吸附剂，但是其存在吸附容量小、处理效率低、再生困难等问题。过硫酸盐高级氧化技术是最新发展起来的一类高级氧化新技术，是一种既快速且有效地降解染料的化学处理法，利用不同方式活化S2O82-产生具有极强氧化性的SO4-·，无选择性地氧化破坏偶氮染料或蒽醌染料的共轭体系，使偶氮或蒽醌染料降解为无色的小分子。目前常用的活化方式有过渡金属活化法，包括过渡金属离子Fe2+、Cu2+、Co2+、Ag+、Mn2+、Ce2+等均相活化法，与固体金属和金属氧化物铁屑、FeO、CuO、Fe3O4、黄铁矿等非均相活化法。然而，现有活化方法中，过渡金属对过硫酸盐的活化速度过快引起染料降解速率过低，需要采用新的催化剂或加入螯合剂等缓冲剂降低活化速度；热活化或微波加热活化需要消耗大量的能量；UV活化要有充足的光源且照射面积有限；其他如活性炭活化、碳纳米管活化、碱活化、超声活化等活化方式等都存在污染物去除效果不好、工程化应用难的问题。因此，获得一种工艺简单、能耗低、安全环保、经济、催化效率高、去除效果好的利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法，对于有效去除环境中的染料污染物具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、能耗低、安全环保、经济、催化效率高、去除效果好的利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法，包括以下步骤：S1、将粉煤灰进行焙烧；S2、将步骤S1中经焙烧后得到的粉煤灰与染料废水混合，加入过硫酸盐进行反应，完成对废水中染料的去除。上述的方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述焙烧过程中的升温速率为2℃/min～3℃/min；所述焙烧的温度100℃～300℃；所述焙烧的时间0.5h～1.5h。上述的方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述粉煤灰的粒径为100目～600目。上述的方法，进一步改进的，其特征在于，所述步骤S2中，所述粉煤灰的添加量为每升染料废水中添加粉煤灰8g～15g；所述过硫酸盐与粉煤灰的质量比为0.5～2.0∶1。上述的方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。上述的方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述染料废水的初始浓度为0.05g/L～0.8g/L。上述的方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述染料废水中的染料为偶氮染料和/或蒽醌染料；所述偶氮染料为活性红M-3BE偶氮染料或活性黄M-3RS偶氮染料；所述蒽醌染料为活性蓝X-BR蒽醌染料。上述的方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述反应在搅拌条件下进行；所述搅拌的速度为100转/min～400转/min。上述的方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述反应过程中调节废水的pH值为6～9。上述的方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述反应的温度为25℃～50℃；所述反应的时间为1.5h～4h。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术提供了一种利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法，通过利用粉煤灰的吸附作用以及其对过硫酸盐的活化作用协同去除染料，其中粉煤灰中含有FeO成分，FeO可作催化剂活化过硫酸盐产生SO4-·，且粉煤灰中的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等组分又能控制过硫酸盐的活化速度，能够缓释体系中的Fe2+，延长Fe2+的反应时间，持续不断地产生SO4-·降解废水中的染料成小分子；同时，粉煤灰通过高温焙烧能够提高颗粒的比表面积和表面孔隙结构，增强颗粒对染料吸附量，从而有利于后续活化过程中提高对染料的去除效果。另外，粉煤灰表面吸附的染料可由过硫酸盐降解，不需要再生，解决粉煤灰二次污染及再生困难的问题。本专利技术利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法，具有工艺简单、能耗低、安全环保、经济、催化效率高、去除效果好等优点，可解决常规的过渡金属离子活化速度过快、吸附剂再生难的问题，具有广阔的应用前景。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。图1为本专利技术实施例1中粉煤灰焙烧前后的扫描电镜图，其中a和b为焙烧前，c和d为焙烧后。图2为本专利技术实施例1中经焙烧后的粉煤灰吸附染料前后及活化过硫酸钠反应前后的红外光谱图，其中a为吸附染料前，b为吸附染料后，c为活化过硫酸钠反应后。图3为本专利技术实施例1中利用粉煤灰与过硫酸盐协同降解活性红M-3BE偶氮染料废水过程中的UV-Vis吸收光谱图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。实施例1：一种利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法，具体为利用粉煤灰的吸附作用以及其对过硫酸盐的活化作用协同去除水体中的活性红M-3BE偶氮染料，包括以下步骤：(1)取20g200目的粉煤灰置于马弗炉中，以升温速率为3℃/min升温至300℃焙烧1h，在马弗炉中自然冷却后，备用。(2)取5g步骤(1)中经焙烧后得到的粉煤灰投加到盛有500mL、浓度为0.7g/L的活性红M-3BE偶氮染料废水的烧杯中，并将烧杯置于40℃恒温水浴锅中；往烧瓶中加入4g过硫酸钠，以300转/min的搅拌速度使体系混合均匀，调节废水的pH值至9，在温度为40℃、转速为300转/min下搅拌反应4h，完成对废水中染料的去除。反应结束后抽滤回收粉煤灰。对照组1：将5g200目未经焙烧的粉煤灰投加到盛有500mL、浓度为0.7g/L活性红M-3BE偶氮染料废水的烧瓶中，将烧瓶放入40℃恒温水浴锅中；往烧瓶中加入4g过硫酸钠，以300转/min的搅拌速度使体系混合均匀，调节废水的pH值至9，在温度为40℃、转速为300转/min下搅拌反应4h，反应结束后抽滤回收粉煤灰。(即加入的粉煤灰未被焙烧，其他条件相同)对照组2：将盛有500mL、浓度为0.7g/L活性红M-3BE偶氮染料废水的烧瓶放入40℃恒温水浴锅中，往烧瓶中加入0.15g铁屑和4g过硫酸钠，以300转/min的搅拌速度使体系混合均匀，调节废水的pH值至9，在温度为40℃、转速为300转/min下搅拌反应4h。(即不加粉煤灰，铁屑加入量与粉煤灰中铁含量相同，其他条件相同)对照组3：将5g实施例1中经焙烧的粉煤灰投加到盛有500mL、浓度为0.7g/L活性红M-3BE偶氮染料废水的烧瓶中，将烧瓶放入40℃恒温水浴锅中，以300转/min的搅拌速度使体系混合均匀，调节废水的pH值至9，在温度为40℃、转速为300转/min下搅拌反应4h，反应结束后抽滤回收粉煤灰。(即加入焙烧的粉煤灰，但不加过硫酸钠，其他条件相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将粉煤灰进行焙烧；S2、将步骤S1中经焙烧后得到的粉煤灰与染料废水混合，加入过硫酸盐进行反应，完成对废水中染料的去除。

【技术特征摘要】
1.一种利用粉煤灰与过硫酸盐协同去除染料的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将粉煤灰进行焙烧；S2、将步骤S1中经焙烧后得到的粉煤灰与染料废水混合，加入过硫酸盐进行反应，完成对废水中染料的去除。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述焙烧过程中的升温速率为2℃/min～3℃/min；所述焙烧的温度100℃～300℃；所述焙烧的时间0.5h～1.5h。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述粉煤灰的粒径为100目～600目。4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述粉煤灰的添加量为每升染料废水中添加粉煤灰8g～15g；所述过硫酸盐与粉煤灰的质量比为0.5～2.0∶1。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻胜飞，赵鹏，朱雄晏，罗武生，喻武超，唐玉莲，李贤军，刘元，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，湖南绿璟节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43