专利名称：一种印染废水的脱色方法
技术领域：
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及印染废水的脱色方法。
目前，国内外关于锰的氧化物对印染废水的降解研究大都是人工合成产物，利用天然锰钾矿对印染废水的氧化降解研究未见报道。
本发明的技术方案如下一种印染废水的脱色方法，包括以下步骤(1)调节废水的pH值至呈酸性(如果印染废水本身已是酸性，则可以省略本步骤)；(2)加入天然锰钾矿，搅拌反应几个小时即可。
所述方法中，反应溶液酸度越大，反应进行得越快，当废水的pH值调节为4以下时，效果最佳。
所述天然锰钾矿用量越多、粒径越小，越有利于脱色反应，推荐粒径为160-200目。
所述方法中，在废水中加入电解质硝酸钙有助于脱色反应。光照也有利于脱色反应的进行。
本发明脱色方法的主要机理为天然锰钾矿因含有变价的Mn4+和Mn2+会表现出良好的氧化还原性，当锰钾矿与某些易被氧化或还原的分子或离子发生化学反应时，可表现为两种性质，一是Mn4+易获得电子被还原为低价的Mn3+或Mn2+，而与其相作用的离子或分子则失去电子被氧化。二是低价Mn2+可与某些高价阳离子反应，将其还原为低价离子。天然锰钾矿和染料发生了氧化还原反应，使其脱色。
本发明的脱色方法应用十分广泛，对不同的染料废水均具有良好的脱色效果。利用本发明的方法，采用采自湘潭锰矿的天然锰钾矿样品，对天津新欣染料厂生产的X-3B、K-2BP、X-BR、X-R、K-BR、K-GN、X-8B、K-G、X-GN、M-3RE等十种工业常用染料形成的废水进行脱色试验，都有很好的效果。
一、就X-3B染料进行了实验研究。
所用天然锰钾矿样品采自湘潭锰矿，经自来水冲洗、自然干燥、破碎、筛分等预处理后备用。印染废水由500ppm染料储备液和去离子水配制，所用染料X-3B为天津新欣染料厂生产的工业常用染料。pH值由HNO3和NaOH调节。实验所用试剂均为分析纯，所用水为去离子水。实验所用仪器主要有HP-8453紫外可见分光光度计，80-2B离心机，PHS-2C数字式酸度计，HZS-H型水浴恒温振荡器等。
实验过程在100ml锥形瓶中加入一定量及一定粒度的矿样，再加入50ml，20mg/L的印染废水，溶液pH值由HNO3和NaOH调节。然后放入水浴恒温振荡器内，在25℃(误差不超过+1℃)，200r/min条件下振荡一定时间，取出后立即用0.2微米微孔滤膜过滤，滤液于紫外分光光度计测定染料的浓度。计算染料的脱色率。
在一定浓度范围内，X-3B的浓度与它的吸光度符合朗伯—比耳定律A＝εbcε为摩尔吸光系数，其单位为L.mol-1.cm-1，b为液层厚度(以cm为单位)，c表示摩尔浓度用mol.L-1表示。本实验利用此原理在一定的浓度范围内用HP-8453紫外可见分光光度计于559纳米处测量溶液的吸光度从而得到不同X-3B溶液的浓度。根据以下公式计算染料脱色率，t时刻染料的脱色率表示为st＝((c0-ct)/c0)×100％其中st代表某时刻X-3B的脱色率；c0、ct分别代表初始时刻和中间t时刻染料的浓度。
实验结果当160-200目锰钾矿用量为0.2g，反应pH值为3，反应温度为25℃，振荡速度为200r/min，反应半小时，对初始浓度为20mg/l的X-3B印染废水的脱色率几乎达到100％。同时，我们发现，介质pH值、样品用量与粒径大小、共存电解质、反应时间、光照对染料脱色反应有影响。介质pH值是最重要的影响因素，其与X-3B脱色率之间的关系见附
图1，由图1可见，反应溶液酸度越大，反应进行得越快；当pH＞3时，pH值微小的改变对X-3B脱色率影响很大，脱色率随pH的降低而增大；PH＝3时，反应20分钟，脱色率就可达到99.48％；pH＜3时，pH值的变化对脱色率的影响不大。样品用量越多、粒径越小，越有利于脱色反应；共存电解质硝酸钙有助于脱色反应，而磷酸钠的存在则不利于脱色反应。光照也有利于脱色反应的进行。锰钾矿还可以重复使用，表一所示为锰钾矿重复使用时的脱色结果。
表一
二、锰钾矿对其余九种染料的脱色效果pH＝2.5，160-200目锰钾矿用量0.5g，废水用量50ml，染料浓度20ppm，振荡反应5小时，结果如表二所示表二
本发明的优点和积极效果本发明的脱色方法所采用的脱色剂天然锰钾矿原料易得，成本低，无二次污染，应用范围广泛，脱色效果明显。在我国南方沿北纬23°带东西长1500km、南北宽220km、氧化深度50-60m范围分布着十分丰富的氧化锰矿资源。另外，天然锰钾矿处理印染废水后，还可以重复使用。
权利要求
1.一种印染废水的脱色方法，包括以下步骤(1)调节废水的pH值至呈酸性；(2)加入天然锰钾矿，搅拌反应几个小时即可。
2.如权利要求1所述的脱色方法，其特征在于所述废水的pH值为4以下。
3.如权利要求1或2所述的脱色方法，其特征在于所述天然锰钾矿的粒径为160-200目。
4.如权利要求1或2所述的脱色方法，其特征在于在废水中还添加电解质硝酸钙。
5.如权利要求3所述的脱色方法，其特征在于在废水中还添加电解质硝酸钙。
6.如权利要求1或2所述的脱色方法，其特征在于脱色在光照条件下进行。
7.如权利要求3所述的脱色方法，其特征在于脱色在光照条件下进行。
8.如权利要求4所述的脱色方法，其特征在于脱色在光照条件下进行。
9.如权利要求5所述的脱色方法，其特征在于脱色在光照条件下进行。
全文摘要
本发明提供了一种印染废水的脱色方法，包括以下步骤调节废水的pH值至呈酸性；加入天然锰钾矿，搅拌反应几个小时即可。所述方法中，反应溶液酸度越大，反应进行得越快；天然锰钾矿用量越多、粒径越小，越有利于脱色反应；在废水中加入电解质硝酸钙有助于脱色反应；光照也有利于脱色反应的进行。本发明的脱色方法所采用的脱色剂天然锰钾矿原料易得，成本低，无二次污染，应用范围广泛，脱色效果明显。另外，天然锰钾矿处理印染废水后，还可以重复使用。
文档编号C02F1/66GK1429775SQ0310082
公开日2003年7月16日 申请日期2003年1月23日 优先权日2003年1月23日
发明者鲁安怀, 杨欣, 李改云, 高翔, 李巧荣, 王长秋 申请人:北京大学