CN102491457B - 一种偶氮染料废水脱色的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种偶氮染料废水脱色处理方法，首先检测偶氮染料废水中的NaCl含量，如果NaCl含量低于25克/每升废水，则向废水中投加NaCl，使偶氮染料废水中的NaCl含量达到25克/每升废水，造成高盐条件，如果废水中的NaCl含量已经达到或超过25克/每升废水，则不向废水中投加NaCl；然后调节偶氮染料废水的PH值≥10.5，在20℃恒温条件下，加入铝与铁或铜的合金粉末，铝与该过渡金属的摩尔比1∶1-19∶1，合金粉末加入量为2-5克/每升废水，搅拌使合金处于悬浮状态，持续时间1小时。本发明采用合金还原加氢能力，能够实现在高盐条件下，对高浓度偶氮染料废水的快速脱色，处理偶氮染料废水既快速又方便，而且处理效率高。

Description

一种偶氮染料废水脱色的处理方法
技术领域
本发明涉及一种偶氮染料废水的处理方法，属于染料废水处理技术领域。
背景技术
偶氮染料化学性质稳定，其产生的废水量大、色度深、有机污染物含量高、水质变化剧烈、BOD/CODcr值低，是一种典型的难降解印染废水，现有的处理技术包括Fenton氧化法、湿式催化氧化法、光氧化法、活性炭吸附法等等，但由于这些技术存在着处理废水原始浓度低、对高盐量、高色度不适应、处理时间长、处理费用高等问题，对于现实偶氮染料废水处理的具体应用仍不理想。
中国专利文献CN1872712公开了一种《偶氮染料废水处理方法》，该方法包括下列步骤：将偶氮染料废水放入废水处理池；根据超声辐照方式安装超声波发生装置，根据可见光辐照方式安装可见光光源；同时打开超声波发生装置和可见光光源，对偶氮染料废水进行超声和光共同辐照；对废水进行处理的同时检测染料分解结果，若分解达到饱和，则停止处理。该方法需要光照及超声波能量，受废水色度影响大，装置结构复杂、成本较高。CN101962218A公开了一种《降解偶氮染料废水的方法》，以溶液燃烧合成法制备的La4Ni3O10粉体为催化剂，添加到含偶氮染料的废水中，静置一定时间即可有效地将偶氮染料脱色降解，搅拌作用可以加速偶氮染料的降解进程，该方法也存在La4Ni3O10粉体的制备复杂、成本较高的问题。
发明内容
本发明针对现有偶氮染料废水脱色处理技术存在的问题，提供一种成本低、处理方便且效率高的偶氮染料废水脱色的处理方法，该方法能够高效处理高浓度的偶氮染料废水，最佳处理范围在2000ppm以下。
本发明的偶氮染料废水脱色的处理方法，包括以下步骤：
首先检测偶氮染料废水中的NaCl含量，如果NaCl含量低于25克/每升废水，则向废水中投加NaCl，使偶氮染料废水中的NaCl含量达到25克/每升废水，造成高盐条件，如果废水中的NaCl含量已经达到或超过25克/每升废水，则不向废水中投加NaCl；然后调节偶氮染料废水的PH值≥10.5，在20℃恒温条件下，加入铝与铁或铜的合金粉末，铝与铁或铜的摩尔比1∶1-19∶1，合金粉末加入量为2-5克/每升废水，搅拌使合金处于悬浮状态，持续时间1小时。
铝与铁或铜的合金粉末中铝与铁或铜的最佳摩尔比为19∶1。
铝与铁和铜的合金粉末采用现有的球磨技术或者熔融技术制备。球磨技术就是将铝粉和铁粉或铜粉按摩尔比1∶1-19∶1配料后放入高能球磨机进行球磨，使两种金属机械合金化，制成合金粉末。熔融法是将铝粉和铁粉或铜粉按摩尔比1∶1-19∶1配料后进行熔化融合在一起，冷却后再破碎成粉末。
本发明是利用铝系合金置于高盐溶液中形成完整的微电池回路而发生的一种类电池的氧化还原反应，在微电池中零价铝在碱性条件下作阳极失去电子被氧化腐蚀，难降解有机物在惰性电极表面接受电子被还原，这种腐蚀微电池反映的速率比一般的化学腐蚀反应更快。从电极反应中得到的氢原子具有较大的活性，能与偶氮染料发生还原加氢作用，使偶氮键断裂，分子开环，从而达到脱色的效果。本发明处理偶氮染料废水既快速，又方便，而且处理效率高，具有很好的现实应用性。
附图说明
图1是偶氮染料X-3B不同初始浓度下合金脱色效果对比图。其中(a)5000mg/L，(b)3000mg/L，(c)2000mg/L。
图2是碱性条件下溶液初始破pH对合金脱色酸性红3R效果的影响示意图。其中(a)pH＝9.0，(b)pH＝10.5，(c)＝10.90。
图3是不同金属粉末在碱性条件下的脱色效果示意图。其中(a)Al，(b)Al-Fe，(c)Al8-Fe，(d)Al15-Fe，(e)Al19-Fe。
图4是NaCl对合金脱色X-3B的影响示意图。其中(a)空白，(b)25g/LNaCl。
具体实施方式
实施例1
配制初始浓度分别为(a)5000mg/L、(b)3000mg/L、(c)2000mg/L的活性红X-3B溶液，均量取100mL。将三份X-3B溶液均添加NaCl 2.5g，用NaCO3调节pH值为10.75，恒温20℃下添加200mgAl19-Fe(Al与Fe的摩尔比为19∶1)合金粉末，并搅拌使合金呈悬浮状态，持续1小时。实验在给定的间隔内(前五分钟取三个样，第十分钟取一个样，第十五分钟取一个样，第三十分钟取一个样，第六十分钟取一个样)取定量溶液测其浓度，实验结果如图1所示。该实施例说明本铝系合金体系对高浓度偶氮染料有快速降解作用，且在2000ppm以下处理效果最佳。
实施例2
取浓度为2000mg/L的酸性红3R溶液100mL三份，分别用NaCO3溶液调节pH值为(a)9.0、(b)10.5和(c)10.90。每份酸性大红溶液均加入2.5gNaCl，恒温20℃下加入300mgAl19-Cu(Al与Cu的摩尔比为19∶1)合金粉末，搅拌使合金呈悬浮状态，并持续为1小时。实验在给定的间隔内(在前五分钟取七个样，一小时后再取一个样)取定量溶液测其浓度，实验结果如图2所示。该实施例说明在碱性条件下随着pH的增大，Al19-Cu合金的脱色效果越好，最佳范围在pH≥10.5。
实施例3
配制浓度为2000mg/L的活性红X-3B溶液，量取五份，每份100ml，每份均添加NaCl2.5g，用NaCO3调节pH值为10.90，恒温20℃下分别添加(a)Al、(b)Al-Fe(Al与Fe的摩尔比为1∶1)、(c)Al8-Fe(Al与Fe的摩尔比为8∶1)、(d)Al15-Fe(Al与Fe的摩尔比为15∶1)和(e)Al19-Fe(Al与Fe的摩尔比为19∶1)粉末400mg，搅拌使粉末呈悬浮状态，并持续1小时。实验在给定的间隔内(在前5分钟取七个样，第10分钟取一个，第十五分钟取一个，第三十分钟取一个，第四十五分钟取一个，第六十分取一个)取定量溶液测其浓度，实验结果如图3所示。该实施例说明Al粉对活性红X-3B脱色效果较差，Al-Fe合金的脱色效果随着铝铁的摩尔比增加而增加，Al19-Fe合金的脱色已接近完全，效果最好。
实施例4
配制浓度2000ppm的活性红X-3B溶液，均量取100mL，添加NaCl2.5g和空白试验，用NaCO3调节pH值为10.75，恒温20℃下添加500mgAl19-Fe(Al与Fe的摩尔比为19∶1)合金粉末，并搅拌使合金呈悬浮状态，并持续1小时。实验在给定的间隔内(前五分钟取四个样，第十分钟取一个样，第十五分钟取一个样第三十分钟取一个样，第六十分钟取一个样。)取定量溶液测其浓度，实验结果如图4所示，a和b分别为不添加盐、和添加氯化钠溶液的脱色效果曲线。可以看出，脱色效率最高的为氯化钠溶，最低的为无盐溶液。

Claims (2)

1.一种偶氮染料废水脱色的处理方法，其特征是：包括以下步骤：
首先检测偶氮染料废水中的NaCl含量，如果NaCl含量低于25克/每升废水，则向废水中投加NaCl，使偶氮染料废水中的NaCl含量达到25克/每升废水，造成高盐条件，如果废水中的NaCl含量已经达到或超过25克/每升废水，则不向废水中投加NaCl；然后调节偶氮染料废水的pH值≥10.5，在20℃恒温条件下，加入铝与铁或铜的合金粉末，铝与铁或铜的摩尔比1∶1-19∶1，合金粉末加入量为2-5克/每升废水，搅拌使合金处于悬浮状态，持续时间1小时。
2.根据权利要求1所述的偶氮染料废水脱色的处理方法，其特征是：铝与铁或铜的合金粉末中铝与铁或铜的摩尔比为19∶1。 
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