CN102963950B - 一种利用钢渣处理印染废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用钢渣处理印染废水的方法，该方法包括下述步骤S1：在光源照射下，将印染废水、钢渣和过硫酸盐混合并搅拌均匀后获得混合液；S2：采用磁分离器将所述混合液进行固、液分离后获得上层清液，并将下层钢渣进行回收处理。本发明以钢渣作为吸附剂，利用钢渣具有一定的吸附性能、易于固液分离、性能稳定、无毒害作用、来源广泛、残留金属等优点，与光催化氧化相结合，充利用钢渣的特点实现对印染废水的深度处理，为印染废水的处理开辟一条新的思路，大大提高钢渣的利用率，解决钢渣利用率低、占用大量土地等一系列问题。既能回用工业废弃物钢渣，又能大幅度降低印染废水处理成本，达到“以废治废”的效果。

Description

一种利用钢渣处理印染废水的方法
技术领域
本发明属于环境污染治理技术领域，更具体地，涉及一种利用钢渣处理印染废水的方法。
背景技术
印染废水由于排放量大、危害大已引起人们的不断关注，由于其具有色度大、水质变化大、pH变化大、水温水量变化大等特点，逐渐成为研究的热点。目前国内外印染废水的处理技术和工艺比较多，名称也多种多样，主要有吸附法、膜分离技术、化学混凝法、臭氧氧化法、Fenton氧化法、光催化氧化法、生物处理法。国内外实际应用的印染废水处理技术及工艺虽然较多，但大多存在着结构庞大、污水停留时间长、污水传递次数多能耗大、操作管理繁琐不易实现自动化、季节因素的制约等缺点。
我国每年钢渣的排放量非常大，但因技术限制，利用率很低，仅为20％，目前累积堆存量已近1亿吨，而且每年仍以数百万吨的排渣量递增。钢渣的大量堆弃不仅占用了大量土地，还严重污染了生态环境，同时也造成资源的极大浪费，因此钢渣的综合利用势在必行。钢渣由于其疏松多孔，比表面积大，具有一定的吸附能力，传统上的应用是将其改性后作为吸附剂，但改性的过程较复杂、费用较高、且吸附的效率不高。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种简便有效、成本低廉的利用钢渣处理印染废水的方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种利用钢渣处理印染废水的方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1：在光源照射下，将印染废水、钢渣和过硫酸盐混合并搅拌均匀后获得混合液；
S2：采用磁分离器将所述混合液进行固、液分离后获得上层清液，并将下层钢渣进行回收处理。
更进一步地，所述过硫酸盐包括过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。
更进一步地，所述光源为氙灯、紫外灯或太阳光。
更进一步地，所述钢渣的粒径小于20目。
更进一步地，在所述混合液中，所述钢渣的质量浓度为10g/L，所述过硫酸盐的浓度为2mmol/L。
更进一步地，所述磁分离器将上述混合液进行固、液分离的时间不少于3分钟。
本发明不仅以钢渣作为吸附剂，利用钢渣具有一定的吸附性能、易于固液分离、性能稳定、无毒害作用、来源广泛、残留金属等优点，与光催化氧化相结合，充利用钢渣的特点实现对印染废水的深度处理，为印染废水的处理开辟一条新的思路，大大提高钢渣的利用率，解决钢渣利用率低、占用大量土地等一系列问题。既能回用工业废弃物钢渣，又能大幅度降低印染废水处理成本，达到“以废治废”的效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种利用钢渣处理印染废水的方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的实现利用钢渣处理印染废水的方法的装置的结构图；
图3为本发明实施例1中投药处理的效果图；
图4为本发明实施例2中钢渣投加量与印染废水处理效果关系图；
图5为本发明实施例3中过硫酸钾投加量与印染废水处理效果关系图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种的印染废水处理方法，并实现钢渣的资源化利用，以废治废。图1示出了本发明实施例提供的一种利用钢渣处理印染废水的方法的实现流程；具体包括：
S1：在光源照射下，将印染废水、钢渣和过硫酸盐混合并搅拌均匀后获得混合液；
S2：采用磁分离器将混合液进行固、液分离后获得上层清液，并将下层钢渣进行回收处理。
本发明实施例采用“钢渣吸附—氧化—磁分离”处理方法，利用钢渣具有优异吸附性能、易于固液分离、性能稳定、无毒害作用、来源广泛、残留金属等优点，投加过硫酸盐，最后在磁分离的作用效果下，对残留钢渣进行回收处理，实现对印染废水的深度处理，为印染废水的处理开辟一条新的思路。
在本发明实施例中，过硫酸盐是目前人们所知的水溶液中最强的氧化剂之一，其氧化性(标准氧化还原电位E0＝2.01V)甚至高于H2O2(E0＝1.76V)。但在常温下，过硫酸盐与有机污染物的反应速度较慢，因此需要激发过硫酸盐来加快反应速率。目前，已有研究表明，金属离子如Fe2+对过硫酸盐有一定的激发作用，产生硫酸根自由基(E0＝2.5～3.1V)，与Fenton反应类似，Fe2++过硫酸体系由一种过渡元素和一种氧化剂组成，反应式如下：S2O8 2-+2Fe2+→2Fe3++2SO4·-
S2O8 2-+Fe2+→Fe3++SO4 2-+SO4·-
Fe2++SO4·-→Fe3++SO4 2-
本发明利用钢渣中残留金属激发过硫酸盐，产生具有强氧化性的硫酸根自由基，氧化难降解的印染废水。且已有研究表明加热、紫外光均对过硫酸盐有一定的激发作用，产生硫酸根自由基，迅速将有机污染物降解。
本发明实施例提供的过硫酸盐包括过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。光源可以为氙灯、紫外灯或太阳光。钢渣的粒径小于20目。钢渣的质量浓度为10g/L，所述过硫酸盐的浓度为2mmol/L。磁分离器将上述混合液进行固、液分离的时间不少于3分钟。
图2示出了可以实现利用钢渣处理印染废水的方法的装置的结构，1表示钢渣、2表示磁分离器、3表示排渣口、4表示投药口、5表示控制器、6表示石英套管、7表示氙灯；石英套管及冷却水主要是防止氙灯温度过高，造成灯管损坏。
本发明实施例将钢渣研磨、筛选，用去离子水洗涤、烘干，备用；取一定量的印染废水加入反应器中；在紫外可见光光照条件下，同时投加钢渣及过硫酸钾，搅拌使其充分混合反应。停止搅拌，在磁分离器的作用下，实现固液分离；上清液排放，钢渣回收。本发明不仅以钢渣作为吸附剂，并利用其含有金属残留物等特性，与光催化氧化相结合，充利用钢渣的特点，大大提高钢渣的利用率，解决钢渣利用率低、占用大量土地等一系列问题。通过“钢渣吸附-氧化-磁分离”处理方法对印染废水进行深度处理，使印染废水处理水质达到国家颁布的《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)Ⅰ类标准要求，实现以废治废，节能减排，保护环境的目标。
为了更进一步的说明本发明实施例提供的利用钢渣处理印染废水的方法，现结合以下具体实例对本发明作进一步的说明：
实施例1
(1)将钢渣研磨、筛选，用去离子水洗涤、烘干，备用；
(2)取含20mg/L的活性艳红X-3B印染废水加入反应器中；
(3)在紫外可见光照射条件下和非光照条件下，分别投加钢渣，过硫酸钾，钢渣/过硫酸钾，并搅拌使其充分混合，对比各个处理效果。
(4)停止搅拌，在磁分离器的作用下，实现固液分离；上清液排放，钢渣回收。
处理效果如图3所示，结果表明单独投加钢渣的效果不好，吸附效果仅有10％左右，表明钢渣的吸附性能不佳；在紫外可见光条件下和非光照条件下，分别单独投加过硫酸钾，处理效果均不佳，但紫外可见光条件下处理效果略好，表明紫外对过硫酸钾有一定的激发作用；在紫外可见光条件下同时投加钢渣和过硫酸钾，X-3B的去除率达70％以上，且处理效果高于非光照条件下，表明钢渣和紫外可见光对过硫酸的激发有一定的协同作用，。反应在10分钟时，已基本完成，因此将反应时间控制在10min。
实施例2
(1)将钢渣研磨、筛选，用去离子水洗涤、烘干，备用；
(2)取20mg/L的活性艳红X-3B印染废水加入反应器中；
(3)在紫外可见光照射条件下，固定过硫酸钾的投加量为2mmol/L，并分别投加2、4、6、8、10、15g/L的钢渣，并搅拌使其充分混合。
(4)10分钟后停止搅拌，在磁分离器的作用下3分钟后实现固液分离；上清液排放，钢渣回收。
处理效果如图4所示，结果表明随着钢渣投加量的增大，处理效果越来越好。在投加量10g/L后，再增加钢渣的投加量，对X3B的降解效果影响不大，因此钢渣的投加量取10g/L为佳。
实施例3
(1)将钢渣研磨、筛选，用去离子水洗涤、烘干，备用；
(2)取20mg/L的活性艳红X-3B印染废水加入反应器中；
(3)在紫外可见光照射条件下，固定钢渣的投加量为10g，分别投加0、0.5、1、2、4mmol/L的过硫酸钾，并搅拌使其充分混合。
(4)10分钟后停止搅拌，在磁分离器的作用下3分钟后实现固液分离；上清液排放，钢渣回收。
处理效果如图5所示，结果发现随着过硫酸钾的投加量不断增大，X3B的降解效果越来越好，但投加量达到2mmol/L后，再增加过硫酸的投加量对X3B的影响效果甚微，因此确定过硫酸钾的最佳投加量为2mmol/L。
本发明的有益效果是：
(1)本发明对印染废水的处理效果很好，以活性艳红X-3B为例，浓度达20mg/L时，去除率可达70％以上，处理水质达到国家颁布的《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)Ⅰ类标准要求。
(2)本发明处理印染废水，处理时间短，仅10分钟反应即以完成95％以上，基本达到反应终点；该发明操作简单、运行方便，在光照条件下投加钢渣和过硫酸盐，混合搅拌即可。
(3)本发明较适用于中小型印染厂，由于反应条件简单，因此一次性投资小，且处理时间短、运行操作方便。
(4)本发明不仅以钢渣作为吸附剂，利用钢渣具有一定的吸附性能、易于固液分离、性能稳定、无毒害作用、来源广泛、残留金属等优点，与光催化氧化相结合，充利用钢渣的特点实现对印染废水的深度处理，为印染废水的处理开辟一条新的思路，大大提高钢渣的利用率，解决钢渣利用率低、占用大量土地等一系列问题。既能回用工业废弃物钢渣，又能大幅度降低印染废水处理成本，达到“以废治废”的效果。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用钢渣处理印染废水的方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1：在紫外可见光照射下，将印染废水、钢渣和过硫酸盐混合并搅拌均匀后获得混合液；
S2：采用磁分离器将所述混合液进行固、液分离后获得上层清液，并将下层钢渣进行回收处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过硫酸盐包括过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢渣的粒径小于20目。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述混合液中，所述钢渣的质量浓度为10g/L，所述过硫酸盐的浓度为2mmol/L。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁分离器将上述混合液进行固、液分离的时间不少于3分钟。
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