CN108033544A - 一种黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其包括如下步骤：步骤一，将黄铜矿和待处理染料废水混合，调节pH至3～5，搅拌后加入双氧水试剂；步骤二，反应预设时间后进行固液分离。本发明使用黄铜矿做催化剂，并结合双氧水氧化处理染料废水中的难降解有机物，有效提高废水中有机物的去除率。

Description

一种黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，特别是用一种黄铜矿催化双氧水来处理染料废水的方法。
背景技术
染料生产工艺复杂，会产生大量废水，且废水具有有机物种类繁多，可生化性差，化学需氧量COD和色度高，排放量大等特点。这种染料生产的废水是一种典型的难降解有机废水，被公认为是最难处理的工业废水之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，能够有效处理染料废水中的难降解有机物。
本发明提供的技术方案如下：
一种黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其包括如下步骤：
步骤一，将黄铜矿和待处理染料废水混合，调节pH至3～5，搅拌后加入双氧水试剂；
步骤二，反应预设时间后进行固液分离。
优选地，在步骤一中，所述黄铜矿的添加量为8-10g/L，所述双氧水试剂的投加浓度为20mmol/L。
优选地，所述搅拌通过曝气装置实现。
优选地，在步骤二中，反应的所述预设时间为15-360min。
优选地，所述黄铜矿中含硫30％～35％，含铁25％～30％，含铜30％～35％，其余为杂质。
优选地，所述黄铜矿的粒径范围为100～200目。
优选地，在步骤一中，加入双氧水后进行再次搅拌，使各物质充分反应。
优选地，所述再次搅拌通过曝气装置实现。
优选地，所述固液分离后得到黄铜矿；
所述步骤二之后进一步包括：
将所述固液分离得到的黄铜矿返回步骤一重复利用。
本发明提供的一种黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，能够带来以下至少一种有益效果：
1、黄铜矿/双氧水体系涉及黄铜矿的吸附、黄铜矿在溶液中的催化氧化，黄铜矿催化H2O2氧化过程中同时溶出铁离子和铜离子，反应过程尤为复杂。废水中的有机物最先扩散到黄铜矿表面，然后与黄铜矿表面的物质发生反应形成络合物，接着发生系列的电子转移，最终产生的氧化产物发生脱落吸附及活性位点的再生，即实现了对有机物的处理。
2、黄铜矿在反应过程中作为催化剂基本不消耗，容易回收利用，且经过多次重复利用后仍有较高的催化活性，可进一步节约处理成本，提高资源利用率。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本申请的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明的一种实施例的黄铜矿/双氧水体系对废水的处理效果示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
本发明的黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，使用黄铜矿做催化剂，催化双氧水产生·OH来氧化处理染料废水中的难降解有机物。
在本发明的一个实施例中，将黄铜矿与待处理染料废水混合后，调节pH至3～5，在曝气搅拌的条件下，加入双氧水试剂，使反应物充分接触，反应一定时间后进行固液分离。
其中，黄铜矿的添加量为9g/L，双氧水试剂的投加浓度为20mmol/L。
本发明原理如下：
黄铜矿是一种铜铁硫化物的矿物，其表面的Fe2+与H2O2反映，生成·OH，进而氧化降解吸附在黄铜矿表面的有机物。羟基自由基(·OH)因其有极高的氧化电位(2.80eV)，其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O或矿物盐，无二次污染。
黄铜矿中含有的铜有助于Fe2+/Fe3+的循环，提高黄铜矿的催化活性。具体原理如下：
CuFeS2+8H2O2→Cu2++Fe3++8H2O+2SO4 2-；
Fe3++H2O2→Fe2++·HO2+H+；
CuFeS2+16Fe3++8H2O→Cu2++17Fe2++2SO4 2-+16H+；
Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH。
在其他实施例中，前述的pH可以是3～5之间的任一取值，如3、3.5、4、4.5、5。搅拌的过程也可以通过除曝气装置之外的其他搅拌机实现。反应的预设时间根据实验判断，或根据经验判断，可以是15-360min之间取值，例如15min，30min，60min，100min，200min，300min，350min等。
黄铜矿的组成为含硫30％～35％，含铁25％～30％，含铜30％～35％，其余为杂质。例如，含硫30％，31％，32％，33％，34％，35％；含铁25％，26％，27％，28％，29％，30％；含铜30％，31％，32％，33％，34％，35％；其余为杂质。
黄铜矿的粒径范围为100～200目，例如为100，110，120，140，150，180，190，200目。
在其他实施例中，当加入双氧水试剂后可再次进行搅拌，使各物质充分反应，以提高反应效果。再次的搅拌也可以通过曝气装置或其他的搅拌机实现。
黄铜矿在反应过程中作为催化剂基本不消耗，容易回收利用，所以可将固液分离后的黄铜矿再返回步骤一进行重复利用。且经过多次重复利用后仍有较高的催化活性，可进一步节约处理成本，提高资源利用率。
结合一个具体应用实例对本发明的染料废水的处理方法加以说明，参照图1。
1、待处理的染料废水的COD浓度为350mg/L，UV478为0.306，所采用的反应器体积为5L。
2、将黄铜矿和染料废水在反应器内混合后，调节pH至3～5。
3、在反应器内曝气，并加入双氧水试剂，使各反应物充分接触，反应15～360min后，进行固液分离。
4、黄铜矿的添加量为9g/L，H2O2的投加浓度为20mmol/L。
通过处理，参照图1所示，在反应120min后，染料废水的COD和色度基本不再变化，此时COD去除率达到50％以上，色度去除率达到85％以上，基本脱除了废水的颜色。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将黄铜矿和待处理染料废水混合，调节pH至3～5，搅拌后加入双氧水试剂；
步骤二，反应预设时间后进行固液分离。
2.根据权利要求1所述的黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其特征在于：
在步骤一中，所述黄铜矿的添加量为8-10g/L，所述双氧水试剂的投加浓度为15-25mmol/L。
3.根据权利要求1所述的黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其特征在于：
所述搅拌通过曝气装置实现。
4.根据权利要求1所述的黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其特征在于：
在步骤二中，反应的所述预设时间为15-360min。
5.根据权利要求1所述的黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其特征在于：
所述黄铜矿中含硫30％～35％，含铁25％～30％，含铜30％～35％，其余为杂质。
6.根据权利要求1所述的黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其特征在于：
所述黄铜矿的粒径范围为100～200目。
7.根据权利要求1所述的黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其特征在于：
在步骤一中，加入双氧水试剂后进行再次搅拌，使各物质充分反应。
8.根据权利要求7所述的黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其特征在于：
所述再次搅拌通过曝气装置实现。
9.根据权利要求1-8任一项所述的黄铜矿催化双氧水氧化处理染料废水的方法，其特征在于：
所述固液分离后得到黄铜矿；
所述步骤二之后进一步包括：
将所述固液分离得到的黄铜矿返回步骤一重复利用。
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