针对阳离子染料的印染废水的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种针对阳离子染料的印染废水的处理方法，其是以酸值为1.5~4.5mmol/g，pH小于7的改性秸秆为吸附剂，在印染废水pH为6~8的条件下对阳离子染料进行吸附，对阳离子染料亚甲基蓝的饱和吸附容量可达96mg/g，对结晶紫的饱和吸附容量可达80mg/g。吸附了染料的改性秸秆，遇强酸溶液时，强酸性的H

【技术实现步骤摘要】
针对阳离子染料的印染废水的处理方法
本专利技术涉及废水处理
，具体地说是涉及一种针对阳离子染料的印染废水的处理方法。
技术介绍
阳离子染料大量用于织物和腈纶纱的染色，还推广应用到改性涤纶和锦纶，在整个印染废水排放总量中占有很大比重；因其具有种类多、色度高、毒性强，需要处理的水量大等特点，是一种典型难以降解的工业废水。如果将未达到浓度标准的印染废水排入周围水体，不仅会污染水体，且会经过水循环和食物链在生物体富集，威胁生物体健康。传统的印染废水处理工艺包括：化学处理（如氯氧化法、高级氧化法、絮凝沉淀法、电化学法）、物理方法（如吸附法、膜分离法、萃取法）和生物降解法等，这些方法都已广泛应用于生产过程中，工艺已基本成熟，但同时，上述方法也存在各种不足以及缺陷，如成本高、操作条件要求苛刻、废水处理量小、运行费用高、对设备要求高、易产生二次污染等问题。开发一种环境友好、便宜且方便的脱色技术用于阳离子染料废水的脱除是当今环保行业重点关注的课题。吸附法以其能够选择性地富集某些化合物的特性在废水处理领域有着特殊的地位，常用的吸附剂有生物炭、活性炭、分子筛、吸附树脂和其他一些吸附材料。植物秸秆是一种可再生资源，以植物秸秆为原料，经高温炭化和活化而成的活性炭和生物炭因表面及内部都有高度发达的孔隙结构，具有较大的比表面积，依靠活性炭或生物炭的孔隙结构可对染料分子进行物理吸附，因而作为吸附剂其在废水处理领域具有较大的利用价值，得到了广泛关注。例如，在专利文献CN201910070734.X中公开了一种染料吸附的改性生物炭及其制备方法，包括以下步骤：A、将农作物秸秆进行清洗、晾干；B、将晾干后的农作物秸秆加入粉碎机中进行两次粉碎并过筛；C、将过筛后的粉碎物加入热解炉中热解，热解过程中通入氮气，得到生物炭；D、将生物炭加入浓硫酸中进行初步氧化，之后加入浓硝酸中进行混合氧化，得到氧化生物炭；E、将氧化生物炭加入煅烧炉中，并不断通入氮气，煅烧后冷却至室温，得到改性生物炭；F、将改性生物炭进行研磨，即得到染料吸附的改性生物炭。该改性生物炭利用孔隙结构，对阳离子染料和阴离子染料均有吸附作用，但是其制备成本较高，能耗较大，且利用孔隙进行吸附后难以解析再利用，这进一步提高了其应用成本。因此，尽管活性炭和生物炭在用于染料废水的吸附分离时展现出良好的应用潜力，但价格较高，且其应用性能并不理想，一定程度上限制了它的大规模应用。因此，研究一种针对印染废水且成本较低的、便于大规模应用的处理方法具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种针对阳离子染料的印染废水的处理方法，以解决现有技术成本高、能耗大、不适宜大规模应用的问题。本专利技术采用的技术方案是：一种针对阳离子染料的印染废水的处理方法，包括以下步骤：a、将秸秆粉碎后放入旋转炉中，通入空气或氧气，升温至140~200℃，并进行氧化反应2~5h，反应结束后即得棕色改性秸秆；b、采用Boehm滴定法测定所述改性秸秆的酸值，同时，称取1.00g改性秸秆加入到10mLH2O中震荡24h，并测定pH；选择酸值为1.5~4.5mmol/g，pH小于7的改性秸秆为吸附剂；c、检测待处理印染废水所含阳离子染料的摩尔浓度；按改性秸秆总酸值与阳离子染料摩尔比100∶1~15向印染废水中投放吸附剂，搅拌吸附5～24小时，吸附过程印染废水pH为6~8，吸附完成后进行过滤分离；d、将分离的改性秸秆用0.1~1M的盐酸浸泡，经过滤后得到含阳离子染料的滤液和再生的改性秸秆，阳离子染料经处理后再次应用于印染过程中。步骤a中，氧化反应温度为160~190℃。步骤a中，所述秸秆粉碎至2mm以下。步骤a中，所述秸秆为芦苇秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆和/或小麦秸秆。步骤b中，选择酸值为2~3mmol/g，pH为4~5的改性秸秆为吸附剂。步骤c中，按改性秸秆总酸值与阳离子染料摩尔比100∶5~10向印染废水中投放吸附剂。步骤c中，所述阳离子染料为亚甲基蓝和/或结晶紫。Boehm滴定法：准确称取重为1.0g的改性秸秆样品，并加入50mL0.1mol/L的NaOH溶液，振荡24h平衡后过滤，精确量取滤液10mL进行滴定。用标准0.1mol/L的盐酸溶液滴定浸泡前后NaOH溶液的变化，滴定终点为pH=7.0，测定出样品吸附NaOH的量，计算出单位质量的样品所消耗的NaOH的量，作为其表面酸性基团的数量（即酸值）。酸性基团数量(mmol/g)=[NaOH溶液消耗量(mL)×0.1(mol/L)]/[样品质量(g)×0.2]。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、本专利技术将秸秆粉体直接加热氧化，所需反应温度低，产率高（可达70%以上），无焦油产生，节能环保，工艺简单，操作简便，降低了能耗和成本，便于工业化推广应用。2、本专利技术以酸值为1.5~4.5mmol/g，pH小于7的改性秸秆为吸附剂，优选酸值为2~3mmol/g，pH值为4~5的改性秸秆为吸附剂，在吸附时，酸性基团解离掉H+后使改性秸秆的表面带有较多的负电荷，对带正电荷的阳离子染料等吸附效果显著，对阳离子染料亚甲基蓝的饱和吸附容量可达96mg/g，对结晶紫的饱和吸附容量可达80mg/g，改性秸秆对染料的吸附量分别变为原来的数倍，可用于印染废水处理。吸附了染料的改性秸秆，遇强酸溶液时，强酸性的H+可置换较弱酸性的阳离子染料，达到解吸浓缩回收利用，避免二次污染的目的。3、综合利用秸秆，具有效率髙，可再生，对环境友好，价廉易得，符合环保及可持续发展的要求。附图说明图1是本专利技术实施例2制得的改性秸秆的照片。图2是本专利技术实施例7制得的改性秸秆的照片。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的阐述，下述实施例仅作为说明，并不以任何方式限制本专利技术的保护范围。在下述实施例中未详细描述的过程和方法是本领域公知的常规方法，实施例中所用试剂除另有说明外均可市购或通过本领域普通技术人员熟知的方法制备。下述实施例均实现了本专利技术的目的。实施例1：称取酸值为1.6mmol/g、60-180目的芦苇粉0.0160g，加入到75.00ml10.0mg/L的亚甲基蓝（MB）溶液中（投料比：酸性基团（mol）：MB（mol）=100:8，pH=6.6），在50r/min震荡24h后，取上层清液测定吸光度，计算确定吸附量为16mg/g。实施例2：将200g粉碎后60-180目的芦苇粉放入5L的实验室用旋转炉中，向旋转炉内通入200mL·min-1的氧气，以均匀分布在旋转炉外的3只300w的红外加热管加热约30min升温至180℃，恒温4h，制得棕色产品173g（产率87%）、酸值为2.66mmol/g、pH4.20的改性芦苇，如图1所示。称取上述改性芦苇0.0097g，加入到75.00mL10.0mg/L的亚甲基蓝（MB）溶液中（投料比：酸性基团（mol）：MB（mol）=100:8，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对阳离子染料的印染废水的处理方法，其特征是，包括以下步骤：/na、将秸秆粉碎后放入旋转炉中，通入空气或氧气，升温至140~200℃，并进行氧化反应2~5h，反应结束后即得棕色改性秸秆；/nb、采用Boehm滴定法测定所述改性秸秆的酸值，同时，称取1.00g改性秸秆加入到10mLH

【技术特征摘要】
1.一种针对阳离子染料的印染废水的处理方法，其特征是，包括以下步骤：
a、将秸秆粉碎后放入旋转炉中，通入空气或氧气，升温至140~200℃，并进行氧化反应2~5h，反应结束后即得棕色改性秸秆；
b、采用Boehm滴定法测定所述改性秸秆的酸值，同时，称取1.00g改性秸秆加入到10mLH2O中震荡24h，并测定pH；选择酸值为1.5~4.5mmol/g，pH小于7的改性秸秆为吸附剂；
c、检测待处理印染废水所含阳离子染料的摩尔浓度；按改性秸秆总酸值与阳离子染料摩尔比100∶1~15向印染废水中投放吸附剂，搅拌吸附5～24小时，吸附过程印染废水pH为6~8，吸附完成后进行过滤分离；
d、将分离的改性秸秆用0.1~1M的盐酸浸泡，经过滤后得到含阳离子染料的滤液和再生的改性秸秆，阳离子染料经处理后再次应用于印染过程中。


2.根据权利要求1所述的针对阳离子染料的印染废水的处理方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，马志领，焦运红，谢吉星，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：河北;13