一种降解孔雀绿废水的方法
【专利说明】一种降解孔雀绿废水的方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于环境保护领域，特别涉及一种降解孔雀绿废水的方法。
【背景技术】
[0003]孔雀绿，是一种有机染料，易溶于水，水溶液呈蓝绿色，工业应用广泛，主要用于棉布、羊毛、麻制品、皮革、陶瓷制品等的染色；此外，孔雀绿对鱼体寄生虫和鱼卵中霉菌等的杀灭效果显著，因而也广泛应用在水产养殖中。但是孔雀绿能对水体中的鱼、虾产生毒性，可通过食物链对哺乳动物以及人类产生致畸、致癌、致突变等作用，并对肿瘤生长起到促进作用，因而这种物质在陆地和水生生态系统中的生物积累对环境和人类健康都有影响。因此，对孔雀绿废水进行处理已成为当务之急。
[0004]目前研宄的降解孔雀绿的方法主要包括微生物法、吸附法、微波法、光催化法和芬顿试剂法等等，其中以微生物法和光催化降解研宄最多。生物降解主要是通过微生物的相关酶系对染料分子进行氧化或还原，破坏其发色基团或不饱和键，使染料分子最终降解为无机物或成为微生物自身需要的营养物，主要降解途径是:孔雀绿经过羟基化后，降解生成米氏酮和苯酚；此外，孔雀绿还可以通过逐步的脱甲基反应，降解生成二甲氨基二苯甲酮和对氨基苯酚，二甲氨基二苯甲酮可以通过加羟基或逐步的脱甲基反应进一步降解。光催化法降解孔雀绿可能的途径是孔雀绿的中心碳原子和羟基自由基作用，中心碳原子的C-C键断裂生成4-羟基二乙氨基苯胺和4-二甲氨基苯甲酮，这些碎片分子进一步开环氧化为对羟基苯甲酸和苯甲酸等，这些带苯环的酸性物质再进一步氧化为草酸，丁烯二酸，甲酸等小分子的酸。这些方法在降解过程中容易产生有毒的酚类、苯胺和酮类物质，降解过程复杂，反应条件难于控制，与此同时，反应时间较长(如光催化降解孔雀绿为小分子化合物需要40小时)，耗费较大的能量。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种降解孔雀绿废水的方法，该方法耗费较少的能量就可以实现孔雀绿的降解，与此同时，还可以回收隐色孔雀石绿，实现孔雀绿废水的资源化利用。隐色孔雀石绿也称无色孔雀石绿，是一种棕褐色或淡蓝绿色粉末，可用于生化研宄，做酸碱指示剂和显色剂，也可以用于铈、铱和铁氰化物的测定和金、锰的光度测定。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种降解孔雀绿废水的方法，该方法包括以下步骤:
(1)将孔雀绿废水格栅沉沙；
(2)将步骤I处理后的孔雀绿废水加热至10~40°C，调节pH至4~10，沉淀溶液中的金属离子，I小时后过滤，得到滤液； (3)以步骤2处理后的滤液为电解液，在三电极体系中，-0.9—1.2 V的条件下，还原5小时左右，孔雀绿废水发生电化学还原反应，生成隐色孔雀石绿沉淀；将还原后的电解液过滤，得到隐色孔雀石绿晶体；其中，还原电极采用石墨电极、钛电极、铁电极、金电极、镀釕钛电极、铜电极、纳米刻蚀银电极和碳化钨电极中的一种；
(4)将步骤3过滤后的滤液作为电解液在三电极体系中重新进行电化学氧化，采用的氧化电极为BDD电极、金电极或纳米铂电极中的一种，在氧化电压为1.0 — 1.3 V的条件下氧化5小时左右，使得其余的有机物被降解，废水的C0D〈60mg/L。
[0007]本发明的有益效果在于:采用先还原再氧化的方法降解孔雀绿，在较短的5小时之内可以把孔雀绿还原为隐色孔雀石绿沉淀出来，降低废水的COD值的同时，得到化工原料隐色孔雀石绿，也使孔雀绿大分子分解为较小分子的污染物，有利于孔雀绿的进一步降解；接着采用氧化法氧化尚未完全降解的孔雀绿废水，减少了降解时间，降低了电解能耗。
【附图说明】
[0008]图1是电化学还原孔雀绿的反应原理示意图；
图2是电化学氧化孔雀绿废水的反应原理示意图。
【具体实施方式】
[0009]本发明将孔雀绿废水，经过格栅沉淀后，调节溶液pH值，沉淀过滤去除溶液中生成的Fe (OH)2, Fe (OH) 3等沉淀物后，在电解池中电化学还原孔雀绿废水，直至生成蓝褐色的隐色孔雀石绿沉淀；过滤沉淀，继续进行电化学氧化，直至孔雀绿废水进一步降解。电化学还原孔雀绿的反应途径见图1所示，孔雀绿在阴极容易发生脱电荷加氢电化学还原反应，生成沉淀，大大降低了溶液的COD值，减少了溶液继续电化学氧化需要消耗的电能和时间。
[0010]需要说明的是，本发明在电化学还原的三电极体系中，参比电极可以采用饱和甘汞电极，对电极可以采用铂电极，还原电极采用石墨电极、钛电极、铁电极、金电极、镀釕钛电极、铜电极、纳米刻蚀银电极和碳化钨电极中的一种。在电化学氧化的三电极体系中，参比电极可以采用饱和甘汞电极，对电极可以采用铂电极，氧化电极可以采用BDD电极、金电极或纳米铂电极中的一种。
[0011]下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
[0012]实施例1:
(1)将孔雀绿废水格栅沉沙；
(2)将步骤I处理后的孔雀绿废水加热至15°C，调节pH至4，I小时后过滤；废水中的Fe2+、Fe3+，Ca2+等形成沉淀，并被滤去，将过滤得到的滤液进行下一步处理；
(3)以步骤2处理后的滤液为电解液，采用钛电极为还原电极，采用饱和甘汞电极做参比电极，以铂电极为工作电极；在还原电压为-0.9 V的条件下还原5小时，孔雀绿废水发生电化学还原反应，生成隐色孔雀石绿沉淀。将还原后的电解液过滤，得到隐色孔雀石绿晶体；
(4)将过滤后的废水重新进行电化学氧化，采用的氧化电极为BDD电极，采用饱和甘汞电极做参比电极，以铂电极为工作电极；在氧化电压为1.0 V的条件下氧化5小时，使得其余的有机物被氧化。
[0013]通过本实施例降解后得到隐色孔雀石绿晶体，得率为60%，经电化学氧化处理后的水中的COD为50 mg/Lo
[0014]实施例2:
(1)将孔雀绿废水格栅沉沙；
(2)将步骤I处理后的孔雀绿废水加热至15°C，调节pH至6，I小时后过滤；废水中的Fe2+、Fe3+，Ca2+等形成沉淀，并被滤去，将过滤得到的滤液进行下一步处理；
(3)以步骤2处理后的滤液为电解液，采用钛电极为还原电极，采用饱和甘汞电极做参比电极，以铂电极为工作电极；在还原电压为-1.1 V的条件下还原5小时，孔雀绿废水发生电化学还原反应，生成隐色孔雀石绿沉淀。将还原后的电解液过滤，得到隐色孔雀石绿晶体；
(4)将还原后的废水重新进行电化学氧化，采用的氧化电极为BDD电极，采用饱和甘汞电极做参比电极，以铂电极为工作电极；在氧化电压为1.3 V的条件下氧化5小时，使得其余的有机物被氧化。
[0015]通过本实施例降解后得到隐色孔雀石绿晶体，得率为72%，经电化学氧化处理后的水中的COD为50 mg/Lo
[0016]实施例3:
(1)将孔雀绿废水格栅沉沙；
(2)将步骤I处理后的孔雀绿废水加热至25°C，调节pH至7，I小时后过滤；废水中的Fe2+、Fe3+，Ca2+等形成沉淀，并被滤去，将过滤得到的滤液进行下一步处理；
(3)以步骤2处理后的滤液为电解液，采用石墨电极为还原电极，采用饱和甘汞电极做参比电极，以铂电极为工作电极；在还原电压为-1.2V的条件下还原5小时，孔雀绿废水发生电化学还原反应，生成隐色孔雀石绿沉淀。将还原后的电解液过滤，得到隐色孔雀石绿晶体；
(4)将还原后的废水重新进行电化学氧化，采用的氧化电极为BDD电极，采用饱和甘汞电极做参比电极，以铂电极为工作电极；在氧化电压为1.3 V的条件下氧化5小时，使得其余的有机物被氧化。
[0017]通过本实施例降解后得到隐色孔雀石绿晶体，得率为75%，经电化学氧化处理后的水中的COD为45 mg/Lo
[0018]实施例4:
(1)将孔雀绿废水格栅沉沙；
(2)将步骤I处理后的孔雀绿废水加热至30°C，调节pH至8，I小时后过滤；废水中的Fe2+、Fe3+，Ca2+等形成沉淀，并被滤去，将过滤得到的滤液进行下一步处理；
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