CN109851026A - 一种染料废水处理方法 - Google Patents

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唐玉霖
胡蔼然
张诗佳
邵光辉
杨欣
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Abstract

本发明涉及一种染料废水处理方法，将复合材料分散至废水中，调节pH值至5.0‑9.0，然后加入过硫酸盐溶液，常温振荡至反应结束后固液分离，所述复合材料为铁水尾渣与聚氨酯废料的聚合物。与现有技术相比，本发明复合材料制备方便、工艺流程简单，环境友好，二次污染小，去除率高，不需要消耗额外能量，降低了成本，具有广阔的实际应用前景，能够工程化推广应用于有机废水深度处理中。

Description

一种染料废水处理方法
技术领域
本发明属于工业废水治理技术领域，具体涉及一种染料废水处理方法。
背景技术
染料废水具有水量大、温度高、有机物浓度高、成分复杂等特点，属于生物降解性较差的工业废水。现阶段，如何实现染料废水的合理降解，达标排放已成为制约染料行业可持续性发展的因素。
铁水尾渣是炼钢过程中的一种副产品。它由生铁熔炼过程中产生的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类组成。其比表面积较大，含有多种成分：SiO2 15％-17％，CaO 40％-50％，FeO和Fe2O3 12％-16％，Fe 6％-8％，Al2O3 3％-5％，MgO 3％-5％。铁水尾渣目前主要作为固体废弃物，长期堆存将占用大量土地，且会造成大气、水系的污染危害。聚氨酯广泛用于泡沫塑料、涂料、橡胶等多个方面，在生产生活中废弃的聚氨酯主要以填埋方式去除，降解效率低、占地多，造成二次环境污染。
目前，虽然采用一些诸如吸附、光化学、电化学、高级氧化等深度处理方式降解染料废水取得了良好效果。其中，活性炭吸附是一种很好的方法，但吸附饱和后形成二次污染及再生问题比较突出；而光化学、电化学等高级氧化技术由于处理成本、能耗高、反应效率低等因素的制约，限制其在染料废水处理中应用与推广。当前，过硫酸盐活化法产生硫酸根自由基，可以用于难生物降解物质的去除。常见的激活方法包括热活化、紫外光活化、过渡金属及炭活化等，但热活化和紫外光活化需要耗费大量能量，而直接利用过渡金属催化剂会产生较多的金属污泥，增加后续处理成本。因此，本发明利用铁水尾渣和废弃聚氨酯塑料制备复合材料，并用其吸附-催化过硫酸盐降解染料废水有望解决上述耗能和污泥的问题。
中国专利CN102963950B公开了一种利用钢渣处理染料废水的方法，该方法包括下述步骤：在紫外光源照射下，将染料废水、钢渣和过硫酸盐混合并搅拌均匀后获得混合液。该方法需要在紫外可见光的照射下才能进行反应，对光源有要求，而且电耗严重。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种利用铁水尾渣和聚氨酯废料低成本地合成复合材料，并将其用于去除染料废水中有机污染物的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种染料废水处理方法，其特征在于，将复合材料分散至废水中，调节pH值至5.0-9.0，然后加入过硫酸盐溶液，常温振荡至反应结束后固液分离，所述复合材料为铁水尾渣与聚氨酯废料的聚合物。
优选地，所述复合材料具体制备方法为，将铁水尾渣和聚氨酯废料混合，在90-110℃温度下，利用机械搅拌将它们混合均匀并完成固化处理，将固化后的聚合物在惰性气氛条件下于600-800℃处理2-4h，退火后即得到复合材料。进一步优选地，所述复合材料在100℃温度下利用机械搅拌将它们混合均匀并完成固化处理，将固化后的混合物在惰性气氛条件下于700℃处理3h。铁水尾渣为钢铁工业的副产品，含有大量金属离子，可促进催化氧化反应的进行；聚氨酯为生产生活中产生的聚氨酯废料，在高温下成炭，大大提高材料的吸附和催化性。
优选地，所述的铁水尾渣复合材料在染料废水中的投放量为4-10g/L，此投放量下对难生物降解物质的降解率显著。
优选地，所述的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过二硫酸钠、过二硫酸钾中的一种或几种混合物，具有强氧化性，可在复合材料的表面产生具有强氧化性的硫酸根自由基或羟基自由基快速降解难降解有机物分子。
优选地，所述的过硫酸盐溶液浓度为0.5-2.5mmol/L，此浓度下的难生物降解物质的降解率显著。
优选地，振荡频率为150-250r/min，振荡时间为5-60min，进一步优选地，振荡频率为200r/min。
优选地，所述的染料废水为偶氮类或醌亚胺类染料废水，浓度为5-20mg/L。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明方法工艺过程简单，环境友好，二次污染小，去除率高，不需要消耗额外能量，包括超声、光和电。降低了成本，具有广阔的实际应用前景，能够工程化推广应用于染料废水深度处理中。在本发明中，利用金属离子催化过硫酸盐的氧化反应去除染料废水中的难生物降解物质，其中金属离子如Fe2+在炭表面对过硫酸盐有一定的激发作用，产生硫酸根自由基和羟基自由基可由如下反应式表示：
S2O8 2-+2Fe2+→2Fe3++2SO4·-
S2O8 2-+Fe2+→Fe3++SO4 2-+SO4·-
Fe2++SO4·-→Fe3++SO4 2-
SO4·-+OH-→SO4 2-+OH·
Carbon surface-OOH+S2O8 2-→SO4·-+Carbon surface-OO·+HSO4 -
Carbon surface-OOH+S2O8 2-→SO4·-+Carbon surface-O·+HSO4 -
本专利未引入光源，减少处理成本，同时，本专利利用铁水尾渣和废聚氨酯塑料制备的复合材料，大大提高了材料吸附染料污染物性能，同时复合材料中可以在表面高效催化过硫酸盐，形成羟基自由基和硫酸根自由基，制备的复合材料与工艺有望去除染料废水，且对不同成分的染料废水有不同的去除效果，达到以“废治废的”目的。尾渣表面产生具有强氧化性的硫酸根自由基或羟基自由基快速降解难降解有机物分子，既减少了冶金废料的处理堆放成本、重金属废渣、废塑料的降解的危害，又实现染料废水的有效降解，达到了一举多得的效果。
附图说明
图1为4g/L复合材料去除染料废水1的实验效果图；
图2为5g/L复合材料去除染料废水1的实验效果图；
图3为10g/L复合材料去除染料废水2的实验效果图；
图4为不同浓度复合材料吸附染料废水1的实验效果图；
图5为不同浓度复合材料吸附染料废水2的实验效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种染料废水处理方法，将铁水尾渣和聚氨酯废料混合，在100℃温度下，利用机械搅拌将它们混合均匀并完成固化处理，将固化后的聚合物在惰性气氛条件下于700℃处理3h，退火后得到复合材料。称取复合材料0.4g分散至99mL亚甲基蓝染料废液(染料废水1)中，溶液浓度为10mg/L，一组加入1mL溶液浓度为50mmol/L的过硫酸钾溶液，另一组加入等量的水。常温振荡，控制振荡频率为200r/min，一定时间间隔取一定体积溶液固液分离后测定其吸光度值。经测定，60min后，复合材料吸附染料废水1的降解率为6.27％；复合材料激活过硫酸盐溶液降解染料废水1的降解率达到为63.3％，如图1所示。
实施例2
一种染料废水处理方法，将铁水尾渣和聚氨酯废料混合，在90℃温度下，利用机械搅拌将它们混合均匀并完成固化处理，将固化后的聚合物在惰性气氛条件下于800℃处理2h，退火后得到复合材料。称取复合材料0.5g分散至99mL亚甲基蓝染料废液(染料废水1)中，溶液浓度为5mg/L，一组加入1mL溶液浓度为50mmol/L的过二硫酸钾溶液，另一组加入等量的水。常温振荡，控制振荡频率为200r/min，一定时间间隔取一定体积溶液固液分离后测定其吸光度值。经测定，60min后，复合材料吸附染料废水1的降解率为13.7％；复合材料激活过硫酸盐溶液降解染料废水1的降解率为36.8％。如图2所示。
实施例3
一种染料废水处理方法，将铁水尾渣和聚氨酯废料混合，在110℃温度下，利用机械搅拌将它们混合均匀并完成固化处理，将固化后的聚合物在惰性气氛条件下于600℃处理2h，退火后得到复合材料。称取复合材料1g分散至95mL甲基橙染料废液(染料废水2)中，溶液浓度为20mg/L，一组加入5mL溶液浓度为50mmol/L的过硫酸钾溶液，另一组加入等量的水。常温振荡，控制振荡频率为200r/min，一定时间间隔取一定体积溶液固液分离后测定其吸光度值。经测定，60min后，复合材料吸附染料废水2的降解率为36.8％；复合材料激活过硫酸盐溶液降解染料废水2的降解率为64.6％。如图3所示。
实施例4
一种染料废水处理方法，将铁水尾渣和聚氨酯废料混合，在105℃温度下，利用机械搅拌将它们混合均匀并完成固化处理，将固化后的聚合物在惰性气氛条件下于750℃处理3.5h，退火后得到复合材料。称取不同质量的复合材料分别分散至100mL，5mg/L染料废水1和15mg/L染料废水2中，常温振荡，控制振荡频率为200r/min，一定时间间隔取一定体积溶液固液分离后测定其吸光度值。复合材料对染料废水1、染料废水2的吸附实验表明，复合材料对染料废水具有一定的吸附富集作用。60min后，8mg/L的复合材料反应对5mg/L的染料废水1的吸附率为10.3％，对15mg/L染料废水2的吸附率达到31.0％。在复合材料表面的吸附既能降低溶液中染料废水的浓度，同时通过富集手段提高了尾渣表面污染物浓度，有利于后续复合材料催化过硫酸盐氧化降解染料废水，如图4、5所示。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种染料废水处理方法，其特征在于，将复合材料分散至废水中，调节pH值至5.0-9.0，然后加入过硫酸盐溶液，常温振荡至反应结束后固液分离，所述复合材料为铁水尾渣与聚氨酯废料的聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种染料废水处理方法，其特征在于，所述复合材料具体制备方法为，将铁水尾渣和聚氨酯废料混合，在90-110℃温度下，利用机械搅拌将它们混合均匀并完成固化处理，将固化后的聚合物在惰性气氛条件下于600-800℃处理2-4h，退火后即得到复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种染料废水处理方法，其特征在于，所述复合材料在100℃温度下利用机械搅拌将它们混合均匀并完成固化处理，将固化后的聚合物在惰性气氛条件下于700℃处理3h。
4.根据权利要求1所述的一种染料废水处理方法，其特征在于，所述复合材料在染料废水中的投放量为4-10g/L。
5.根据权利要求1所述的一种染料废水处理方法，其特征在于，所述的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过二硫酸钠或过二硫酸钾中的一种或几种混合物。
6.根据权利要求1所述的一种铁水尾渣复合材料去除染料废水的方法，其特征在于，所述的过硫酸盐溶液浓度为0.5-2.5mmol/L。
7.根据权利要求1所述的一种铁水尾渣复合材料去除染料废水的方法，其特征在于，振荡频率为150-250r/min，振荡时间为5-60min。
8.根据权利要求7所述的一种铁水尾渣复合材料去除染料废水的方法，其特征在于，振荡频率为200r/min。
9.根据权利要求1所述的一种铁水尾渣复合材料去除染料废水的方法，其特征在于，所述染料废水为偶氮类或醌亚胺类染料废水，浓度为5-20mg/L。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113929202A (zh) * 2021-11-25 2022-01-14 太原理工大学 一种改性钢渣在活化过硫酸盐处理印染废水中的应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101921017A (zh) * 2009-06-09 2010-12-22 深圳市环境工程科学技术中心 仿水草生物载体、聚氨酯复合材料及水质净化工艺
CN104129841A (zh) * 2014-08-22 2014-11-05 中国科学院南京土壤研究所 一种活化剂复合材料活化过硫酸盐降解水体中有机污染物的方法
CN105540816A (zh) * 2015-12-15 2016-05-04 浙江工业大学 利用CoFe2O4/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法
CN106512946A (zh) * 2016-12-21 2017-03-22 福建师范大学 一种掺杂pu鞋材废料的污泥基生物炭的制备方法
CN108059229A (zh) * 2017-12-20 2018-05-22 苏州科技大学 一种铁碳活化过硫酸盐处理高浓度难降解碱性废液的方法
CN108996486A (zh) * 2018-08-21 2018-12-14 中国科学院南京土壤研究所 一种分级多孔炭及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101921017A (zh) * 2009-06-09 2010-12-22 深圳市环境工程科学技术中心 仿水草生物载体、聚氨酯复合材料及水质净化工艺
CN104129841A (zh) * 2014-08-22 2014-11-05 中国科学院南京土壤研究所 一种活化剂复合材料活化过硫酸盐降解水体中有机污染物的方法
CN105540816A (zh) * 2015-12-15 2016-05-04 浙江工业大学 利用CoFe2O4/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法
CN106512946A (zh) * 2016-12-21 2017-03-22 福建师范大学 一种掺杂pu鞋材废料的污泥基生物炭的制备方法
CN108059229A (zh) * 2017-12-20 2018-05-22 苏州科技大学 一种铁碳活化过硫酸盐处理高浓度难降解碱性废液的方法
CN108996486A (zh) * 2018-08-21 2018-12-14 中国科学院南京土壤研究所 一种分级多孔炭及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘希涛: "《活化过硫酸盐在环境污染控制中的应用》", 30 April 2018 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113929202A (zh) * 2021-11-25 2022-01-14 太原理工大学 一种改性钢渣在活化过硫酸盐处理印染废水中的应用

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