一种复合型脱色剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术属化工技术领域，具体涉及一种固体复合型脱色剂、制备方法及其应用。由七水硫酸亚铁、聚合硫酸铁、过氧化钙和聚丙烯酰胺组成，具体步骤为：在室温条件下，将七水硫酸亚铁固体和聚合硫酸铁固体，与过氧化钙固体直接混合，粉碎，然后与速溶型阴离子聚丙烯酰胺超细粉混合，从而得到固体复合型脱色剂产品。该复合型脱色剂具备氧化还原特性，同时具备铁盐和聚丙烯酰胺的综合混凝特性，而且制备方法简单，原料易得，成本低，处理效果好，具有广泛的开发价值和应用前景，适用于印染等染料废水的快速处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工
，具体涉及一种复合型脱色剂、制备方法及其应用。
技术介绍
纺织印染染色废水，由于其水量大，色度高，成分复杂，废水中含有染料、浆料、 助剂、酸、碱、纤维杂质及无机盐等，染料结构中胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素， 具有较大的毒性。目前染色加工过程中10 20%的染料排入废水中，严重污染环境。随着染料工业的发展和印染加工技术的进步，染料结构的稳定性大为提高，给脱色处理增加了难度，目前印染废水的脱色问题已成为国内外废水处理中急需解决的一大难题。目前许多印染厂采用化学处理与生化处理相结合的方法，生化处理采用微生物法降解染料分子和有机物，但是生化处理过程中有害分子降级速率低，设备投资大，运行费用高，因此选择一种简单经济有效的处理方法成为印染废水脱色的研究重点。除生化法外，其它物理化学或化学脱色如吸附法、氧化还原法、离子交换法、膜法、混凝法等，都有大量研究及应用的报道，但是处理效果都不十分理想。化学混凝剂可分为无机和有机两大类。目前出现的无机混凝剂包括金属盐类和无机高分子聚合电解质，其中以铁盐、镁盐、铝盐以及硅、钙元素的化合物为主。根据应用情况来看，碱式氯化铝、硫酸铝、三价铁盐等单纯铝盐都对一些水溶性染料废水的脱色率不高，且使用的PH范围较窄。硫酸亚铁对于大部分水溶性染料均具有较好的脱色效果，例如处理硫化染色废水，色度去除率为95%，硫化物和BOD去除率为96%和59%。但由于硫酸亚铁脱色的机理是将生色基团还原，还原产物为有机小分子不能被有效混凝去除，因此CODcr 的去除率不高，且对溶液中碱度的消耗较大，混凝剂的用量也较大。大量的研究和应用实践表明，采用无机混凝剂包括铁盐、铝盐、镁盐及无机絮凝剂对以胶体或悬浮状态存在于废水中的染料具有良好的脱色效果，如分散染料、硫化染料、氧化后的还原染料、偶合后的冰染染料、颜料以及分子量较大的直接染料和中性染料；而对不易形成胶体微粒的水溶性染料如酸性染料、活性染料及部分小分子的直接染料废水则混凝脱色效果不理想。中国专利(申请号95101739)提供一种适于染料废水脱色用的双氰胺甲醛缩聚物制备的新方法，即“二步法缩合”工艺，使工艺过程较为稳定，易于控制，并通过原料选择和工艺条件的优化，使制备的双氰胺甲醛具有广谱高效的应用效果。但是上述两种方法都采用甲醛作为主要原料，由于残余甲醛对于水体生物有潜在的危害。同时上述合成工艺形成大量的胺的低聚物，因此如果投加量比较大时，去除水体中的COD效果不好，有时会反而升高。借助氧化还原作用破坏染料的共轭体系或发色基团是印染脱色处理的有效方法。 除常规的氯氧化法外，国内外研究重点主要集中在臭氧氧化、过氧化氢氧化、电解氧化和光氧化方面。臭氧是良好的脱色氧化剂，对于含水溶性染料废水如活性、直接、阳离子和酸性等染料，其脱色率很高；对分散染料也有较好脱色效果；但对其他以悬浮状态存在于废水中的还原、硫化和涂料，脱色效果较差。臭氧氧化也可以与其他处理技术结合应用。如用 FeSO4, Fe2 (SO4) 3及FeCl3凝聚后再用臭氧处理可提高脱色效果；臭氧一电解处理可直接使酸性染料的脱色率比单纯臭氧处理增加25、0%，对碱性及活性染料增加10% (Takahashi Nobuyuki et al. kogyo Yousi. 1982，(285) 10-16.)。臭氧加紫外辐射或同时进行电离辐射也可提高氧化效率。由于臭氧氧化对染料品种适应性广、脱色效率高，同时O3在废水中的还原产物以及过剩O3能迅速在溶液和空气中分解为02，不会对环境造成二次污染。因此O3脱色技术具有一定的工业化应用前景。目前臭氧氧化的主要缺点是运行费用相对偏尚οFenton试剂是液体过氧化氢和FeSO4按一定比例混合而成的一种强氧化药剂。 Fenton试剂在处理废水过程中除具有氧化作用外，还兼有混凝作用，因此脱色效率较高。近年来在染料及废水的脱色处理中得到了日益广泛的应用，传统的液体过氧化氢氧化目前都以Fenton试剂的形式出现。在实际应用过程中，一般可选用无机酸调节废水pH为2 5，再加用H202/Fe2+处理，在用Fenton试剂处理后，为进一步发挥Fe3+混凝作用，还可再调整pH 值并加入少量高分子助凝剂(Yamada kenji et al. Japan, kokai 29 44352.)。Fenton氧化技术目前都是以液体过氧化氢和硫酸亚铁，在使用时必须多点投加， 而且液体存放和使用过程中都不方便。因此如果以单一药剂的形式使用则在运输，储存和使用过程中带来很大优势。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种复合型脱色剂、制备方法及其应用，其不仅具有优良的对于染料废水的脱色效果，还具有制备方法简单、成本低、稳定性好、便于运输和储存等特点O为实现上述目的，本专利技术提出的复合型脱色剂，由硫酸亚铁(含七个结晶水)、聚合硫酸铁、过氧化钙以及速溶型阴离子聚丙烯酰胺组成。产品的总铁含量为13 19%，各有效组分的质量百分比为硫酸亚铁(七个结晶水)35% 45% 聚合硫酸铁30% 45% 聚丙烯酰胺0. 1% 0. 5% 其余为过氧化钙，其总质量满足100%。本专利技术中，所述硫酸亚铁、聚合硫酸铁、过氧化钙和聚丙烯酰胺均为均勻的超细粉。本专利技术所用的七水硫酸亚铁为市售的工业品体。硫酸亚铁是一种脱色剂和混凝剂，具有一定的脱色和混凝作用。本专利技术所用的固体聚合硫酸铁为市售的固体产品，是一种混凝剂，具有良好的混凝作用。本专利技术所用的过氧化钙为市售的固体产品，是一种混凝剂、氧化剂，具有良好的混凝及氧化作用。本专利技术所用的速溶性阴离子聚丙烯酸铵为市售的固体产品，是一种絮凝剂，具有良好的絮凝作用。本专利技术提出的复合型脱色剂的制备方法，具体步骤为(1)在室温条件下，将七水硫酸亚铁、聚合硫酸铁和过氧化钙按比例混合均勻，利用球磨机粉碎至150目；(2)向混合均勻的固体中加入速溶型阴离子聚丙烯酰胺超细粉，然后再混合均勻，得到固体复合型脱色剂。本专利技术中以七水硫酸亚铁和聚合硫酸铁，与过氧化钙直接混合，利用固体之间反应速度非常慢的特点，得到固体聚合硫酸铁，硫酸亚铁和过氧化钙的固体混合物，即无机脱色剂。依据要处理染料或者印染污水的特性，上述物质的比例可以适当调整。利用本专利技术制备得到的复合型脱色剂适于处理pH值为5 12范围的印染废水。本专利技术脱色剂还可与其他类型如无机混凝剂(例如聚合氯化铝、聚合硫酸铝、硫酸铝、聚合氯化铝铁)或有机絮凝剂(例如各种聚丙烯酰胺、聚胺、二烯丙基二甲基氯化铵均聚物和共聚物等)配合使用，可提高絮体粒径和絮凝速度，但助凝剂应在投加脱色剂反应后期使用。本专利技术中，所述固体脱色剂的粒径小于150目。本专利技术制备的复合型脱色剂一般控制过氧化钙的含量在25 35%。在水处理的过程中，当铁盐可以快速溶解，同时与过氧化钙发生催化氧化反应，达到快速降解溶解性染料的目的，同时由于速溶型阴离子聚丙烯酰胺可以在5 IOmin内能够完全溶解，从而形成更形成伸展型分子溶液，从而在吸附和架桥絮凝过程中可以更大优势发挥大分子的絮凝效果。这样可以将氧化还原、混凝和絮凝过程通过复合脱色剂一步反应实施，达到去除色度和其他污染物的目的，尤其是对于悬浮物质比较低的印染废水效果更为理想。而常规聚氯化铝和聚硫酸铁往往形成的絮体轻，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种复合型脱色剂，其特征在于由硫酸亚铁（含七个结晶水）、聚合硫酸铁、过氧化钙以及速溶型阴离子聚丙烯酰胺组成，产品的总铁含量为１３～１９％，各有效组分的质量百分比为：硫酸亚铁（七个结晶水）：　３５％～４５％聚合硫酸铁：３０％～４５％聚丙烯酰胺：０．１％～０．５％其余为过氧化钙，其总质量满足１００％。

【技术特征摘要】
1.一种复合型脱色剂，其特征在于由硫酸亚铁(含七个结晶水)、聚合硫酸铁、过氧化钙以及速溶型阴离子聚丙烯酰胺组成，产品的总铁含量为13 19%，各有效组分的质量百分比为硫酸亚铁(七个结晶水)35% 45% 聚合硫酸铁30% 45% 聚丙烯酰胺0. 1% 0. 5% 其余为过氧化钙，其总质量满足100%。2.一种如权利要求1所述的复合型脱色剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下(1)在室温条件下，将七水硫酸亚铁、聚合硫酸铁和过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李风亭，张冰如，忻少华，王洪涛，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31