专利名称：一种快速降解三苯甲烷类染料废水的方法
技术领域：
本发明涉及染料废水的处理方法，更具体的说是三苯甲垸类染料废水的处理 方法。
背景技术：
随着印染与染料工业的发展，生产废水已成为当前主要的水体污染源之一。
染料作为一种大量存在的环境重要污染源，其世界年产量约为80 90万吨。我 国染料年产量达15万吨，位居世界前列。在染料的生产和使用中约有10% 15 %的染料随废水排入环境。我国染料工业、纺织印染业发达，染料废水对环境的 污染更为严重。根据1998年环境公报的数据，目前我国工业废水治理率约为87.4 %，治理合格率仅为已有装置处理总量的63%。而作为环境污染物的染料种类 多、结构复杂，全世界使用的合成染料达3万多种。三苯甲垸类染料作为一种常 见的染料污染，是一种多苯环化合物，其结构的主要特征是在中心碳原子周围连 接有三个苯环，其中一个苯环与碳原子以双键相连。该类染料是继偶氮染料、蒽 醌染料之后使用量第三大的染料，在其生产、使用过程中产生大量废水。其中某 些染料及中间降解产物被报道具有"三致"作用(王自齐、冯裕庭，染料类化学物质 的危害性研究,[J]化工劳动保护工业卫生与职业病分册-1998年1期)。染料废 水中残存的染料组分即使浓度很低，排入水体也会造成水体透光率降低，导致水 体生态系统的破坏。
三苯甲烷类染料废水的处理难点是(1)COD高，可生化性差；(2)色度高、 成分复杂、脱色难度大。随着染料工业的发展和后整理技术的进步，新型助剂、 染料、整理剂等难生物降解的有机物在印染行业被大量使用，致使印染废水中的 COD增高、BOD/COD更低。对于染料污染物的去除通常采用的物理方法如 活性炭吸附、超滤、反渗透、化学絮凝、离子交换等等。然而，这些方法都没有 对染料分子进行降解，它们只是一种对污染物的富集过程，因此还会产生二次污 染。结果还需要耗费大量资金进一步再生吸附剂和固体废物进行后续处理。此外，为了满足深度染色的要求，传统的生物处理方法也难以对高浓度的染料废水进行 脱色和降解。
在过去的十几年中，高级氧化技术已发展成为去除有机染料废水的有效手 段，诸如湿式氧化、湿式催化氧化、超临界水氧化、光催化氧化、微波辅助光催 化和微波诱导催化等都得到了长足的发展(邵兵，高级氧化技术在污水处理中的
应用进展[J],经济技术协作信息，2008年26期)。这些方法都具有各自的特点和 不足，湿式氧化、湿式催化氧化、超临界水氧化技术都需要在高温、高压下进行， 对反应设备要求较高，须耐高温、高压，并耐腐蚀。光催化氧化和微波辅助光催 化技术需要提供紫外光以及光利用率低和光量子效率低的问题。微波诱导催化受 到场地器材的制约目前应用到实际中存在较大困难。另外，上述的这些方法对能 源的需求都相对较高，从节能的角度来看并不是一种理想的降解方式。因此，研 究和开发对能源需求低、反应条件温和的高级氧化技术来降解染料废水中有机染 料污染物具有十分重要的现实意义。
发明内容
1. 发明要解决的技术问题
针对现有的处理三苯甲烷类染料废水的工艺对能源的需求都相对较高，反应 设备要求复杂，本发明提供了一种快速降解三苯甲烷类染料废水的方法，应用铋 酸钠与硝酸银共同作用下降解三苯甲烷类染料废水，在搅拌的情况下投加两种化 学试剂降解三苯甲垸类染料废水的方法，使得降解方法所用设备简单、能耗小、 操作方便、无需光照且无二次污染，能在短时间内达到脱色、降解、除去染料的 目标。
2、 技术方案
本发明提出了一种快速降解三苯甲烷类染料废水的方法，具体技术方案如
下
(A) 格栅除杂、静置沉淀和pH调节，其中废水的pH值要控制在7 10左右；
(B) 废水引入简单的反应容器，之后投加铋酸钠和硝酸银组成的混合物，在搅 拌的作用下保持多相均一混合反应，该过程中染料废水的温度保持在室 温，压力为常压，废水排出。
4上述的步骤B停留时间为5 15分钟左右，时间以不少于5分钟为佳，过长 效果不会有明显提高。使用时只需将此两种化合物按NaBiO3:AgNO3为1:(0.5-4) 的比例同时投加入已预处理的废水中。上述混合物总投入量为1g/L~5g/L，在强 烈搅拌的情况下降解废水。
铋酸钠为黄色无定形粉末，不溶于水，在酸性介质中有强氧化性，可直接购 得。硝酸银是一种无色透明斜方晶体或白色细结晶，同样是一种常用的化学试剂。 当两种化合物投入水中后即刻出现黑色粉末，该不溶物能在搅拌的作用下降解有 机废水。 3.有益效果-
与5有技术相比，本发明的有益效果体现在-
(1) 本发明废水处理方式用于处理染料废水的适用性强，常温下即可进行。所 发明的催化氧化剂具有很强的氧化能力，能氧化大多数有机染料。
(2) 本发明废水处理方法无需采用任何外加能量，只仅仅需要对废液进行搅 拌，不受光照影响。
(3) 发明的处理方法能高效降解有机染料，无二次污染。
(4) 本发明中所调配的氧化剂能多次连续使用，无需再生，活性高。此外，所 需原料配制简单，价格低廉。
(5) 整套体系运转成本很低，设备简单，以降解100mL浓度为40mg/L的甲 基紫为例，运行时间5分钟，化学药剂的初始投入为0.014元(该部分 可以重复利用多次)，耗电0.0017元。
图1为本发明方法俾解罗丹明B的脱色率变化图2为本发明降解体系下孔雀石绿的紫外-可见光吸收光谱图； 图3为本发明的降解体系下甲基紫的紫外-可见光吸收光谱图； 图4为本发明的降解体系下结晶紫的紫外-可见光吸收光谱具体实施方式
以下通过具体实例进一步说明本发明。 实施例1:
配制20 mg/L罗丹明B水溶液模拟染料废水，量取100 mL染料溶液装入 反应瓶中。瓶中置一搅拌子，在搅拌器的作用下搅拌溶液。称取200mg NaBi03 以及50mgAgNCb投加入上述溶液，在搅拌的作用下开始反应。随后测定罗丹 明B浓度随反应时间的变化情况，实验结果表明，14 min内罗丹明B浓度降低 99%， 15分钟后TOC下降54%，具体参见图1 。
实施例2:
配制20 mg/L孔雀石绿水溶液模拟染料废水，量取50 mL染料溶液装入反 应瓶中。瓶中置一搅拌子，在搅拌器的作用下搅拌溶液。称取100 mg NaBJ03以 及200mgAgNO3投加入上述反应液。当反应开始后测定孔雀石绿浓度随反应 时间的变化情况，实验结果表明，8min内孔雀石绿脱色率超过95%， 15分钟 后TOC下降21c/。，具体参见图2。
实施例3:
配制40 mg/L甲基紫水溶液模拟染料废水，量取100 mL染料溶液装入反应 瓶中。瓶中置一搅拌子，在搅拌器的作用下搅拌溶液。称取300 mg NaBi03以 及100mgAgNO3投加入上述溶液，在搅拌的作用下开始反应。随后测定甲基 紫浓度随反应时间的变化情况，实验结果表明，4min内甲基紫浓度降低92。/0， 15分钟后TOC下降75W，具体参见图3。
实施例4:
配制20 mg/L结晶紫水溶液模拟染料废水，量取50 mL染料溶液装入反应 瓶中。瓶中置一搅拌子，在搅拌器的作用下搅拌溶液。称取25mgNaBiOs以 及25mgAgNOs投加入上述溶液，在搅拌的作用下开始反应。随后测定结晶紫 浓度随反应时间的变化情况，实验结果表明，3min后结晶紫浓度降低94y。， 15 分钟后TOC下降43c/。，具体参见图4。实施例5:
配制20 mg/L罗丹明B水溶液模拟染料废水，量取100 mL染料溶液装入 反应瓶中。瓶中置一搅拌子，在搅拌器的作用下搅拌溶液。称取100mg NaBi03 以及50mgAgNO3投加入上述溶液，在搅拌的作用下开始反应。当罗丹明B几 乎全被降解之后离心分离出催化剂，干燥后再次投加使用，保持再次反应的体系 与之前的反应体系完全一致。该过程重复了7次，实际反应时间为114min，第 七次配制的罗丹明B溶液依旧完全脱色。
本发明并不限于以上具体实施例。
权利要求
1.一种快速降解三苯甲烷类染料废水的方法，其步骤为(A)将三苯甲烷类染料废水格栅除杂和静置沉淀，用pH值调节为7～10；(B)废水引入反应容器，加入NaBiO3和AgNO3的混合物，在搅拌的作用下保持多相均一混合反应，温度保持在室温，压力为常压，废水处理后排出。
2. 根据权利要求1所述的快速降解三苯甲烷类染料废水的方法，其特征在于步 骤(B)中停留时间为5~15分钟。
3. 根据权利要求2所述的快速降解三苯甲垸类染料废水的方法，其特征在于步 骤(B)中NaBi03和AgN03的混合物投入量为1g/L~5g/L。
4. 根据权利要求1 ~3中任一项所述的快速降解三苯甲烷类染料废水的方法，其 特征在于步骤(B)中以重量比NaBi03:AgN03为1:(0.5~4)的比例同时投加 入废水中。
5. 根据权利要求1所述的快速降解三苯甲烷类染料废水的方法，其特征在于反 应后可回收NaBi03和AgN03,继续使用。
全文摘要
本发明公开了一种快速降解三苯甲烷类染料废水的方法。先格栅除杂、静置沉淀和pH调节，其中三苯甲烷类染料废水的pH值要控制在7～10左右；废水引入简单的反应容器，之后投加铋酸钠和硝酸银组成的混合物，在搅拌的作用下保持多相均一混合反应，该过程中染料废水的温度保持在室温，压力为常压，废水排出。本发明的处理方法对难以生物降解的典型三苯甲烷类染料能高效地进行降解，并且无须采用任何光源或其他外界能量如微波等即可进行催化反应，对设备要求极低，能耗少，运行成本低，操作方便、无二次污染、是一种常温下即可进行的降解方法。
文档编号C02F1/72GK101560027SQ20091002944
公开日2009年10月21日 申请日期2009年4月10日 优先权日2009年4月10日
发明者欢 何, 恺 喻, 成 孙, 杨绍贵, 超 秦, 郭会琴 申请人:南京大学