CN110776176A - 一种印染技术产生的有色染料废水处理方法 - Google Patents

一种印染技术产生的有色染料废水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，包括以下步骤：步骤一，吸附剂的制备：将焦炭先在活化液中浸泡处理，浸泡温度为85‑95℃，浸泡2‑5h，浸泡结束，风干至表面含水率为3‑6％，随后再送入管式炉中热处理10‑20min，热处理温度为400‑800℃，热处理结束，再进行溅射刻蚀处理形成蚀坑。本发明焦炭本身具有很强的吸附能力，先采用活化液处理目的使焦炭活性得到提高，同时表面可形成微孔，在后续溅射刻蚀处理中更易形成蚀坑，同时更易被复合助剂填蚀坑，管式炉中的热处理活化目的使微孔孔径变的更均匀和粒径增大，从而在复合助剂的填蚀下更易包覆复合助剂。

Description

一种印染技术产生的有色染料废水处理方法
技术领域
本发明涉及有色染料废水处理技术领域，具体涉及一种印染技术产生的有色染料废水处理方法。
背景技术
随着社会经济的发展，印染技术发展越来越快速，而工业化进程的加快带来的水环境污染问题越来越引起人们的广泛关注，印染技术中会需要大量的有色染料，而染料是指能使其他物质获得鲜明而牢固色泽的一类有机化合物，由于现在使用的颜料都是人工合成的，所以也称为合成染料。染料和颜料一般都是自身有颜色，并能以分子状态或分散状态使其他物质获得鲜明和牢固色泽的化合物。染色牢度是衡量染色成品的重要质量指标之一，容易褪色的染色牢度低，不易褪色的染色牢度高。染色牢度在很大程度上取决于其化学结构。此外，染料在纤维上的物理状态、分散程度、染料与纤维的结合情况、染色方法和工艺条件等也有很大影响。
现有技术中，染料废水处理主要采用吸附法，吸附法中使用的吸附剂较为常规，以及吸附方法较为简单，从而限制了有色染料废水的处理技术。
甲基紫是一种三苯甲烷类碱性阳离子染料，被这类阳离子染料污染的工业废水，往往具有色度深、毒性强、难降解、pH波动大、组分浓度高等特点，同时染料的颜色能抑制阳光在水中的透射，降低光合作用，从而破坏水中的生态平衡，引起环境问题。
中国专利文献CN108751329A公开了一种甲基紫染料废水的处理方法，涉及染料污水处理技术领域；具体是将焦炭在60-80℃水浴中加热60-80min，干燥后研磨至100-140目；调整甲基紫染料废水的pH为5.5-6.5；向调整pH后的甲基紫染料废水中加入吸附剂，振荡30-40min后，静置70-100min；甲基紫染料废水的浓度为2-4mg/L；该文献中给出了甲基紫染料的去除方法，采用吸附剂较为常规，处理方法也较为现有，因而需要进一步的改善处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，包括以下步骤：
步骤一，吸附剂的制备：将焦炭先在活化液中浸泡处理，浸泡温度为85-95℃，浸泡2-5h，浸泡结束，风干至表面含水率为3-6％，随后再送入管式炉中热处理10-20min，热处理温度为400-800℃，热处理结束，再进行溅射刻蚀处理形成蚀坑，随后再蚀坑内加入复合助剂，然后热压烧结处理，热压烧结结束，冷却得到吸附剂；
步骤二，吸附剂的改性处理：将吸附剂置于环糊精中溶液中，超声分散20-30min，超声功率为100-200W，同时采用紫外辐照5-10min，辐照总剂量为1-2kGy，辐照结束，离心干燥，即可；
步骤三，甲基紫废水的调节：将甲基紫废水采用盐酸调节pH至5.5-6.5，随后向其中加入聚苯乙烯微球乳液，然后以100-500r/min的转速搅拌20-30min；
步骤四，废水与吸附剂的共混：将步骤二改性的吸附剂与步骤三中的甲基紫废水进行混合，混合转速为200-500r/min，混合时间为20-30min，然后再振荡处理，振荡处理结束，静置；
步骤五：废水处理：将步骤四静置的废水与吸附剂的共混液送入到60Cor辐射源的辐照箱内，辐照计量率为20-25Gy/min，辐照时间为30-40min，辐照结束，即可。
优选地，所述活化液的制备方法为：向质量分数为20-30％的稀土氯化镧溶液中加入稀土氯化镧溶液总量10％的磷酸，随后加入稀土氯化镧溶液总量2-6％的尿素，然后以200-400r/min的转速搅拌20-30min，搅拌结束，随后再加入稀土氯化镧溶液总量1-4％的活化增强剂，最后将转速升至1000-1500r/min，搅拌2-7h，搅拌结束，得到活化液。
优选地，所述活化增强剂为联苯胺盐酸盐、活性二氧化硅粉按照重量比1:(2-6)混合而成。
优选地，所述活化增强剂为联苯胺盐酸盐、活性二氧化硅粉按照重量比1:4混合而成。
优选地，所述溅射刻蚀处理形成蚀坑的具体步骤为：先将热处理后的椰壳破碎碳以Ga+离子为离子源进行溅射，离子束流大小为2500-3000pA，溅射刻蚀至椰壳破碎碳的蚀坑为1-10mm。
优选地，所述离子束流大小为2750pA，溅射刻蚀至椰壳破碎碳的蚀坑为5.5mm。
优选地，所述复合助剂的制备方法为向将硅酸铝溶液中加入木质素，然后先超声分散10-20min，超声功率为50-100W，最后再加入木质素总量2-5倍的碳化硅，继续超声分散20-30min，超声功率为200-300W，超声结束、离心、洗涤、干燥，最后再研磨过20-100目，得到复合助剂。
优选地，所述热压烧结处理具体条件为：热压压力为20-50MPa，热压温度为1000-1200℃。
优选地，所述热压压力为35MPa，热压温度为1100℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明焦炭本身具有很强的吸附能力，先采用活化液处理目的使焦炭活性得到提高，同时表面可形成微孔，在后续溅射刻蚀处理中更易形成蚀坑，同时更易被复合助剂填蚀坑，管式炉中的热处理活化目的使微孔孔径变的更均匀和粒径增大，从而在复合助剂的填蚀下更易包覆复合助剂，复合助剂的制备采用硅酸铝溶液分散木质素，同时添加碳化硅进行填充，硅酸铝溶液稳定性更，可提高焦炭本身吸附时的稳定性，加入的木质素具有很强的亲水性，从而提高焦炭与废水的接触效果，硅酸铝加入另一方面可提高与甲基紫的接触效果。
(2)吸附剂的改性处理中采用环糊精中溶液进行包覆处理，环糊精具有呈锥形的圆环空腔结构，能够将吸附剂进行包覆，从而使吸附剂可不断的进行吸附废水，废水与吸附剂的共混液送入到60Cor辐射源的辐照箱内处理，目的是激发吸附剂与废水的接触效果，从而进一步提高吸附剂的处理效果。
(3)本发明实施例3中染料去除率可达到99.4％，平衡吸附量可达到27.4mg/g，而对比例4中染料去除率为85.4％，平衡吸附量可达到14.5mg/g，因而实施例3相对于对比例4，平衡吸附量提高了13mg/g，平衡吸附量具有显著提高，同时甲基紫废水的调节中加入聚苯乙烯微球乳液也具有提高染料去除效果，可能聚苯乙烯微球乳液比表面积大，具有承载效果，能够作为载体将甲基紫废水与吸附剂结合，提高去除效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，包括以下步骤：
步骤一，吸附剂的制备：将焦炭先在活化液中浸泡处理，浸泡温度为85℃，浸泡2h，浸泡结束，风干至表面含水率为3％，随后再送入管式炉中热处理10min，热处理温度为400℃，热处理结束，再进行溅射刻蚀处理形成蚀坑，随后再蚀坑内加入复合助剂，然后热压烧结处理，热压烧结结束，冷却得到吸附剂；
步骤二，吸附剂的改性处理：将吸附剂置于环糊精中溶液中，超声分散20min，超声功率为100W，同时采用紫外辐照5min，辐照总剂量为1kGy，辐照结束，离心干燥，即可；
步骤三，甲基紫废水的调节：将甲基紫废水采用盐酸调节pH至5.5，随后向其中加入聚苯乙烯微球乳液，然后以100r/min的转速搅拌20min；
步骤四，废水与吸附剂的共混：将步骤二改性的吸附剂与步骤三中的甲基紫废水进行混合，混合转速为200r/min，混合时间为20min，然后再振荡处理，振荡处理结束，静置；
步骤五：废水处理：将步骤四静置的废水与吸附剂的共混液送入到60Cor辐射源的辐照箱内，辐照计量率为20Gy/min，辐照时间为30min，辐照结束，即可。
本实施例的活化液的制备方法为：向质量分数为20％的稀土氯化镧溶液中加入稀土氯化镧溶液总量10％的磷酸，随后加入稀土氯化镧溶液总量2％的尿素，然后以200r/min的转速搅拌20min，搅拌结束，随后再加入稀土氯化镧溶液总量1％的活化增强剂，最后将转速升至1000r/min，搅拌2h，搅拌结束，得到活化液。
本实施例的活化增强剂为联苯胺盐酸盐、活性二氧化硅粉按照重量比1:2混合而成。
本实施例的溅射刻蚀处理形成蚀坑的具体步骤为：先将热处理后的椰壳破碎碳以Ga+离子为离子源进行溅射，离子束流大小为2500pA，溅射刻蚀至椰壳破碎碳的蚀坑为1mm。
本实施例的复合助剂的制备方法为向将硅酸铝溶液中加入木质素，然后先超声分散10min，超声功率为50W，最后再加入木质素总量2-5倍的碳化硅，继续超声分散20min，超声功率为200W，超声结束、离心、洗涤、干燥，最后再研磨过20目，得到复合助剂。
本实施例的热压烧结处理具体条件为：热压压力为20MPa，热压温度为1000℃。
实施例2：
本实施例的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，包括以下步骤：
步骤一，吸附剂的制备：将焦炭先在活化液中浸泡处理，浸泡温度为95℃，浸泡5h，浸泡结束，风干至表面含水率为6％，随后再送入管式炉中热处理20min，热处理温度为800℃，热处理结束，再进行溅射刻蚀处理形成蚀坑，随后再蚀坑内加入复合助剂，然后热压烧结处理，热压烧结结束，冷却得到吸附剂；
步骤二，吸附剂的改性处理：将吸附剂置于环糊精中溶液中，超声分散30min，超声功率为200W，同时采用紫外辐照10min，辐照总剂量为2kGy，辐照结束，离心干燥，即可；
步骤三，甲基紫废水的调节：将甲基紫废水采用盐酸调节pH至6.5，随后向其中加入聚苯乙烯微球乳液，然后以500r/min的转速搅拌30min；
步骤四，废水与吸附剂的共混：将步骤二改性的吸附剂与步骤三中的甲基紫废水进行混合，混合转速为500r/min，混合时间为30min，然后再振荡处理，振荡处理结束，静置；
步骤五：废水处理：将步骤四静置的废水与吸附剂的共混液送入到60Cor辐射源的辐照箱内，辐照计量率为25Gy/min，辐照时间为40min，辐照结束，即可。
本实施例的活化液的制备方法为：向质量分数为30％的稀土氯化镧溶液中加入稀土氯化镧溶液总量10％的磷酸，随后加入稀土氯化镧溶液总量6％的尿素，然后以400r/min的转速搅拌30min，搅拌结束，随后再加入稀土氯化镧溶液总量4％的活化增强剂，最后将转速升至1500r/min，搅拌7h，搅拌结束，得到活化液。
本实施例的活化增强剂为联苯胺盐酸盐、活性二氧化硅粉按照重量比1:6混合而成。
本实施例的溅射刻蚀处理形成蚀坑的具体步骤为：先将热处理后的椰壳破碎碳以Ga+离子为离子源进行溅射，离子束流大小为3000pA，溅射刻蚀至椰壳破碎碳的蚀坑为10mm。
本实施例的复合助剂的制备方法为向将硅酸铝溶液中加入木质素，然后先超声分散20min，超声功率为100W，最后再加入木质素总量5倍的碳化硅，继续超声分散30min，超声功率为300W，超声结束、离心、洗涤、干燥，最后再研磨过100目，得到复合助剂。
本实施例的热压烧结处理具体条件为：热压压力为50MPa，热压温度为1200℃。
实施例3：
本实施例的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，包括以下步骤：
步骤一，吸附剂的制备：将焦炭先在活化液中浸泡处理，浸泡温度为90℃，浸泡3.5h，浸泡结束，风干至表面含水率为4.5％，随后再送入管式炉中热处理15min，热处理温度为600℃，热处理结束，再进行溅射刻蚀处理形成蚀坑，随后再蚀坑内加入复合助剂，然后热压烧结处理，热压烧结结束，冷却得到吸附剂；
步骤二，吸附剂的改性处理：将吸附剂置于环糊精中溶液中，超声分散25min，超声功率为150W，同时采用紫外辐照7.5min，辐照总剂量为1.5kGy，辐照结束，离心干燥，即可；
步骤三，甲基紫废水的调节：将甲基紫废水采用盐酸调节pH至6.0，随后向其中加入聚苯乙烯微球乳液，然后以300r/min的转速搅拌25min；
步骤四，废水与吸附剂的共混：将步骤二改性的吸附剂与步骤三中的甲基紫废水进行混合，混合转速为350r/min，混合时间为25min，然后再振荡处理，振荡处理结束，静置；
步骤五：废水处理：将步骤四静置的废水与吸附剂的共混液送入到60Cor辐射源的辐照箱内，辐照计量率为22.5Gy/min，辐照时间为35min，辐照结束，即可。
本实施例的活化液的制备方法为：向质量分数为25％的稀土氯化镧溶液中加入稀土氯化镧溶液总量10％的磷酸，随后加入稀土氯化镧溶液总量4％的尿素，然后以300r/min的转速搅拌25min，搅拌结束，随后再加入稀土氯化镧溶液总量1-4％的活化增强剂，最后将转速升至1250r/min，搅拌3.5h，搅拌结束，得到活化液。
本实施例的活化增强剂为联苯胺盐酸盐、活性二氧化硅粉按照重量比1:4混合而成。
本实施例的溅射刻蚀处理形成蚀坑的具体步骤为：先将热处理后的椰壳破碎碳以Ga+离子为离子源进行溅射，离子束流大小为2750pA，溅射刻蚀至椰壳破碎碳的蚀坑为5.5mm。
本实施例的复合助剂的制备方法为向将硅酸铝溶液中加入木质素，然后先超声分散15min，超声功率为75W，最后再加入木质素总量3.5倍的碳化硅，继续超声分散25min，超声功率为250W，超声结束、离心、洗涤、干燥，最后再研磨过60目，得到复合助剂。
本实施例的热压压力为35MPa，热压温度为1100℃。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加复合助剂。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未采用活化液处理。
对比例3.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是甲基紫废水的调节中未加入聚苯乙烯微球乳液。
对比例4.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是采用中国专利文献CN108751329A公开了一种甲基紫染料废水的处理方法中实施例1原料及方法。
实施例1-3及对比例1-4性能测试结果如下
Figure BDA0002283520720000061
Figure BDA0002283520720000071
从实施例1-3及对比例1-4得出，本发明实施例3中染料去除率可达到99.4％，平衡吸附量可达到27.4mg/g，而对比例4中染料去除率为85.4％，平衡吸附量可达到14.5mg/g，因而实施例3相对于对比例4，平衡吸附量提高了13mg/g，平衡吸附量具有显著提高，同时甲基紫废水的调节中加入聚苯乙烯微球乳液也具有提高染料去除效果，可能聚苯乙烯微球乳液比表面积大，具有承载效果，能够作为载体将甲基紫废水与吸附剂结合，提高去除效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，吸附剂的制备：将焦炭先在活化液中浸泡处理，浸泡温度为85-95℃，浸泡2-5h，浸泡结束，风干至表面含水率为3-6％，随后再送入管式炉中热处理10-20min，热处理温度为400-800℃，热处理结束，再进行溅射刻蚀处理形成蚀坑，随后再蚀坑内加入复合助剂，然后热压烧结处理，热压烧结结束，冷却得到吸附剂；
步骤二，吸附剂的改性处理：将吸附剂置于环糊精中溶液中，超声分散20-30min，超声功率为100-200W，同时采用紫外辐照5-10min，辐照总剂量为1-2kGy，辐照结束，离心干燥，即可；
步骤三，甲基紫废水的调节：将甲基紫废水采用盐酸调节pH至5.5-6.5，随后向其中加入聚苯乙烯微球乳液，然后以100-500r/min的转速搅拌20-30min；
步骤四，废水与吸附剂的共混：将步骤二改性的吸附剂与步骤三中的甲基紫废水进行混合，混合转速为200-500r/min，混合时间为20-30min，然后再振荡处理，振荡处理结束，静置；
步骤五：废水处理：将步骤四静置的废水与吸附剂的共混液送入到60Cor辐射源的辐照箱内，辐照计量率为20-25Gy/min，辐照时间为30-40min，辐照结束，即可。
2.根据权利要求1所述的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，其特征在于，所述活化液的制备方法为：向质量分数为20-30％的稀土氯化镧溶液中加入稀土氯化镧溶液总量10％的磷酸，随后加入稀土氯化镧溶液总量2-6％的尿素，然后以200-400r/min的转速搅拌20-30min，搅拌结束，随后再加入稀土氯化镧溶液总量1-4％的活化增强剂，最后将转速升至1000-1500r/min，搅拌2-7h，搅拌结束，得到活化液。
3.根据权利要求2所述的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，其特征在于，所述活化增强剂为联苯胺盐酸盐、活性二氧化硅粉按照重量比1:(2-6)混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，其特征在于，所述活化增强剂为联苯胺盐酸盐、活性二氧化硅粉按照重量比1:4混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，其特征在于，所述溅射刻蚀处理形成蚀坑的具体步骤为：先将热处理后的椰壳破碎碳以Ga+离子为离子源进行溅射，离子束流大小为2500-3000pA，溅射刻蚀至椰壳破碎碳的蚀坑为1-10mm。
6.根据权利要求5所述的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，其特征在于，所述离子束流大小为2750pA，溅射刻蚀至椰壳破碎碳的蚀坑为5.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，其特征在于，所述复合助剂的制备方法为向将硅酸铝溶液中加入木质素，然后先超声分散10-20min，超声功率为50-100W，最后再加入木质素总量2-5倍的碳化硅，继续超声分散20-30min，超声功率为200-300W，超声结束、离心、洗涤、干燥，最后再研磨过20-100目，得到复合助剂。
8.根据权利要求1所述的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，其特征在于，所述热压烧结处理具体条件为：热压压力为20-50MPa，热压温度为1000-1200℃。
9.根据权利要求8所述的一种印染技术产生的有色染料废水处理方法，其特征在于，所述热压压力为35MPa，热压温度为1100℃。
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