CN111252847A - 一种甲基橙偶氮染料废水降解脱色的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，其中公开了豆制品废水中加入少量草酸铵，在光照或者35℃条件下，能够对甲基橙偶氮染料进行快速、高效地氧化降解脱色。工艺及操作简单，实用性强，既解决了甲基橙染料废水污染，又能防止豆制品废水的二次氧化分解产生的部分有毒有害的成分，以降低对环境的破坏。

Description

一种甲基橙偶氮染料废水降解脱色的方法
技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法，具体为一种甲基橙偶氮染料废水降解脱色的方法。
背景技术
偶氮染料是合成染料中最多的品种，以甲基橙为代表的水溶性偶氮染料，被广泛应用于纺织、造纸、印染、制药和食品工业，由此产生大量的工业废水，由于偶氮染料结构复杂、化学性质稳定、毒性较大以及可生化性差，大多数传统方法很难使其降解，从而造成严重的环境问题，因此，研究有效且实用的降解方法具有相当重要的理论意义和现实意义。
目前，国内外对甲基橙等偶氮染料废水的处理方法主要有物理吸附法、生物法、化学法等。单一的物理吸附法，吸附剂易饱和难再生；生物法利用筛选的微生物进行降解，但微生物对营养物质、pH、温度等条件有一定要求，难以大规模使用，常和其它方法联合使用。传统的化学法成本高，容易带来二次污染。目前，以产生自由基为基础的高级氧化技术(AOPs)研究较多，它能够有效地破坏多种高毒、结构稳定且难以生物降解的有机污染物，具有高效、环境无害等优点。但存在技术要求复杂、设备投入大、运行费用高、周期长等问题，多停留在实验室研究阶段，实践上应用不足。TiO2光催化技术在污水处理中表现出良好的光催化降解效果，具有廉价、氧化能力强、无二次污染等优点，但量子产率低，光生空穴-电子易复合，太阳能利用率低，以TiO2为主的光催化剂只能吸收太阳光中波长300～400nm的紫外线部分。实际应用中，光催化光源一般紫光灯。因此，找到一种廉价、实用的处理方法应用在工业废水的处理是未来一项迫切的任务。
豆制品加工过程产生大量的废水，在温度较高的条件下极易因氧化和微生物污染而腐败变质。因此，如何有效利用豆制品废水，减少因变质而带来的环境污染，也是当前生产企业面临的一个现实问题。
大豆种子富含脂氧合酶，是催化脂质降解的关键酶。在豆制品加工过程产生的黄浆废水中，酶促脂肪酸氧化产生的自由基、氢过氧化物或H2O2等产物，能协同氧化胡萝卜素、叶绿素、蛋白质-SH等。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种甲基橙偶氮染料废水降解脱色的方法，能够简便快速降解甲基橙染料废水，以豆制品加工过程中产生黄浆水或泡豆水为主要原料，少量草酸铵在一定的条件下，能明显加快豆制品废水降解甲基橙脱色反应进程。
技术方案：本发明所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，将甲基橙偶氮染料废水和豆制品废水混合，然后加入草酸铵，于30～40℃条件或室外光照条件下静置0.5～2h。
所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，所述豆制品废水为黄浆水、泡豆水中的一种或两种。
所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，泡豆水的制备包括以下步骤：将大豆浸泡于5～6倍质量的水中，浸泡14～24h，滤去浸泡水得到湿豆，滤去的浸泡水即为泡豆水，新制备泡豆水于25～35℃培养箱中静置20～28h，然后调节pH4.5～5.5，备用。
所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，黄浆水的制备包括以下步骤：将大豆浸泡于5～6倍质量的水中，浸泡14～24h，滤去浸泡水得到湿豆，将湿豆以体积比豆:水为1:6～1:10加入到豆浆机中进行打浆，过滤得湿豆渣，备用；再把过滤所得热豆浆进一步煮沸，并保持5～10min；将熟制的豆浆冷却至80～85℃，加入凝固剂进行点浆，静置10～20min，过滤收集黄浆水，新制备黄浆水于25～35℃培养箱中静置20～28h，然后调节pH4.5～5.5，备用。
所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，所述凝固剂为无水硫酸钙。
所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，凝固剂加入量为干豆质量的3.5％～4.5％。
所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，在加入草酸铵之前，加入湿豆渣。
单一草酸铵对甲基橙的催化降解并无明显效果，但在豆制品废水中加入少量草酸铵，尤其是光照或一定温度条件下，能明显加快豆制品废水氧化降解甲基橙的进程，优于单一的豆制品废水，同样也优于在豆制品废水中加入少量的纳米二氧化钛。豆制品废水蛋白质等有机物浓度高，在温度较高的情况下，容易腐败变质，在脱色降解过程中，通过调节到合适的pH，可以保证豆制品废水脱色后在较高温度下，相当长一段时间不易变质，减少了环境污染。本发明以典型偶氮染料废水甲基橙为例，充分利用大豆活性较高的脂肪氧合酶酶促不饱和脂肪酸发生反应产生的自由基、氢过氧化物等活性成分，在光照和草酸铵作用下，协同加快甲基橙脱色反应速率，有效达到快速降解甲基橙的效果。该方法工艺及操作简单，实用性强，豆制品废水来源广泛，所用草酸铵价格实惠。
有益效果：本发明简单方便，无需过多的设备投入，无需复杂的技术手段和工艺条件就能得到自由基及氢过氧化物等活性成分，加入草酸铵的豆制品废水能使甲基橙脱色反应速率加快，工艺及操作简单，实用性强，既解决了甲基橙染料废水污染，又能防止豆制品废水因进一步氧化和腐败而变质产生部分有毒有害的成分，降低对环境的破坏。
附图说明
图1为添加草酸铵的黄浆水对甲基橙脱色的影响。
具体实施方式
实施例1
1、黄浆水制备工艺
将大豆浸泡于约5～6倍质量的水中，浸泡14～24h，滤去浸泡水，以豆:水＝1:8(体积比)加入到豆浆机中进行打浆。采用专用滤网过滤得豆渣，备用。再把过滤所得热豆浆进一步煮沸，并保持5min。将熟制的豆浆冷却至85℃，加入凝固剂无水硫酸钙进行点浆，加入量为干豆的4.0％，静置10min，过滤收集黄浆水。黄浆水是大豆制备豆制品过程中豆浆热凝固、压滤时产生的废水，泡豆水是滤出浸泡大豆后的废水，豆渣为打浆后滤除热豆浆后的剩余固形物。新制备黄浆水或泡豆水于30℃培养箱中静置24h，然后调pH5，备用。
2、甲基橙降解脱色工艺
取静置的黄浆水，适当稀释后加入150mL三角瓶中，调pH5，然后加入一定量的甲基橙溶液，使甲基橙在混合液中的浓度为5～10mg/L，混合液中加入0.5g草酸铵，混匀后，于35℃恒温培养箱中或室外光照条件下静置0.5～2h，脱色效果显著。
实施例2
取50mL的黄浆水，适当稀释后加入150mL三角瓶中，调pH5。然后加入甲基橙，使甲基橙在黄浆水中的浓度为5～10mg/L，并加入0.5g草酸铵。混匀后，于35℃恒温培养箱中1～2h，脱色效果显著。
实施例3
取50mL的黄浆水，适当稀释后加入150mL三角瓶中，调pH5。然后加入甲基橙，使甲基橙在黄浆水中的浓度为5～10mg/L，并加入0.5g草酸铵。混匀后，于室外光照下静置0.5h，脱色效果显著。
实施例4
取50mL的黄浆水，适当稀释后加入150mL三角瓶中，调pH5。加1g湿豆渣，混匀，静置1～2h，然后再分别加入甲基橙(其终浓度为5～10mg/L)和0.5g草酸铵。摇匀后，于室外光照下静置1h，脱色效果显著。
实施例5
取50mL的泡豆水，适当稀释后加入150mL三角瓶中，调pH5。加1g湿豆渣，混匀，静置1～2h，然后再分别加入甲基橙(其终浓度为5～10mg/L)和0.5g草酸铵。摇匀后，于室外光照下静置2h，脱色效果显著。
实施例6
取50mL的黄浆水，适当稀释后加入150mL三角瓶中，调pH5，然后加入甲基橙，使甲基橙终浓度为5～10mg/L，摇匀后，于室外光照下静置2h，作为对照组。
取50mL的黄浆水，适当稀释后加入150mL三角瓶中，调pH5，然后加入甲基橙，使甲基橙终浓度为5～10mg/L，并加入0.5g二氧化钛，摇匀后，于室外光照下静置2h，作为二氧化钛组。
取50mL的黄浆水，适当稀释后加入150mL三角瓶中，调pH5，然后加入甲基橙，使甲基橙终浓度为5～10mg/L，并加入0.5g草酸铵，摇匀后，于室外光照下静置2h，作为草酸铵组。结果如图1所示，加草酸铵的黄浆水使甲基橙脱色的速率最快，其次是加二氧化钛的黄浆水，最后对照组是黄浆水作用于甲基橙的脱色速率。

Claims (7)

1.一种甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，其特征在于将甲基橙偶氮染料废水和豆制品废水混合，然后加入草酸铵，于30～40℃条件或室外光照条件下静置0.5～2h。
2.根据权利要求1所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，其特征在于所述豆制品废水为黄浆水、泡豆水中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，其特征在于泡豆水的制备包括以下步骤：将大豆浸泡于5～6倍质量的水中，浸泡14～24h，滤去浸泡水得到湿豆，滤去的浸泡水即为泡豆水，新制备泡豆水于25～35℃培养箱中静置20～28h，然后调节pH4.5～5.5，备用。
4.根据权利要求2所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，其特征在于黄浆水的制备包括以下步骤：将大豆浸泡于5～6倍质量的水中，浸泡14～24h，滤去浸泡水得到湿豆，将湿豆以体积比豆:水为1:6～1:10加入到豆浆机中进行打浆，过滤得湿豆渣，备用；再把过滤所得热豆浆进一步煮沸，并保持5～10min；将熟制的豆浆冷却至80～85℃，加入凝固剂进行点浆，静置10～20min，过滤收集黄浆水，新制备黄浆水于25～35℃培养箱中静置20～28h，然后调节pH4.5～5.5，备用。
5.根据权利要求4所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，其特征在于所述凝固剂为无水硫酸钙。
6.根据权利要求4所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，其特征在于凝固剂加入量为干豆质量的3.5％～4.5％。
7.根据权利要求1所述的甲基橙偶氮染料废水降解脱色方法，其特征在于在加入草酸铵之前，加入湿豆渣。
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