專利名稱：微波協同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法
技術領域：
本發明涉及環境保護技術領域，特別是涉及一種微波協同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法。
背景技術：
染料在生產、使用和降解過程中會產生大量的染料廢水。染料成分復雜，染料及染料中間體通常難以自然降解去除，會嚴重污染環境，也在一定程度上威脅著人類的身體健康。染料廢水具有“高濃度、高色度、高PH值、難降解、多變化”的特點，成為難處理的工業廢水之一。利用芬頓高級氧化體系可以使有機污染物有效分解、甚至徹底礦化轉化成無害的無機物(如二氧化碳和水等)，符合“綠色氧化”的理念。微波輻射可提高芬頓試劑降解有機 污染物的反應速率和去除率，并可降低反應活化能。微波具有很強的穿透作用，加熱反應物分子更快速、均勻，可以縮短反應時間，節省能源，提高反應轉化率。因此，將微波引入芬頓反應，對于利用芬頓反應高級氧化技術處理廢水，提高其處理效率具有顯著的意義。目前，國內外已有微波催化芬頓法氧化處理有機廢水的研究報道。Sivalingam研究表明，微波輻射可提高芬頓試劑降解有機污染物的反應速率和去除率，并可降低反應活化能。Horikoshi將微波與芬頓技術相結合用于處理難降解有機廢水。但是，這些技術的最大弊端是，所用芬頓試劑不能利用微波的“熱點效應”，即快速局部加熱能力，耗能嚴重；此夕卜，這些技術中的芬頓試劑不易回收，甚至產生鐵泥二次污染物。
發明內容
本發明的目的在于提供一種微波協同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法。即在微波反應器中，通過對磁性類芬頓催化劑用量、雙氧水用量等關鍵因素的動態調控得到較高的脫色率。本發明的技術思路是，將高強度微波輻射聚焦到磁性吸波型的固體類芬頓催化劑——納米MgFe2O4表面上，由于催化劑點位與微波能的強烈相互作用，微波能被轉變成熱量，從而使某些表面點位選擇性地被很快加熱至很高溫度，進而導致反應器中的有機物與受激發的表面中心接觸發生反應，從而達到降解染料，脫色染料廢水的目的。本發明所述的微波協同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法，通過下列步驟實現
將磁性類芬頓試劑——納米MgFe2O4與待處理的染料廢水混合均勻，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質量比為3:1000-5:1000，然后加入質量比濃度為30%的雙氧水，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為1:1_6:1，在功率為800W的微波處理裝置中輻照10分鐘。上述方法中，進一步優化的方案是，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質量比為5:1000，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為1:1。
本發明方法通過微波的熱效應和非熱效應增強磁性類芬頓試劑和雙氧水的反應性能，降低能耗，在較短的時間內實現高的脫色處理效果。主要通過控制類芬頓催化劑和雙氧水的用量得到理想的脫色率。本發明的優點是，通過磁性類芬頓試劑的強烈吸波作用，微波在催化劑固體表面形成熱點，加速催化降解反應，降低能耗；適用于現有的染料廢水，如酸性染料，活性染料，還原染料、陽離子染料等；處理前不需要調節廢水pH值；磁性類芬頓催化劑可以通過磁場回收。
具體實施例方式實施例I :
在諧振腔式微波反應器中處理含有還原藍RSN的染料廢水。廢水中的還原染料濃度為200mg/L,磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質量比為3:1000，質量比濃度為 30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為6:1，微波功率為800W，輻照時間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達到固液分離。經測定，脫色率為81. 6%。實施例2:
在諧振腔式微波反應器中處理含有還原藍RSN的染料廢水。廢水中的還原染料濃度為200mg/L,磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質量比為4:1000，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為5:1，微波功率為800W，輻照時間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達到固液分離。經測定，脫色率為97. 7%。實施例3:
在諧振腔式微波反應器中處理含有陽離子藍X-GRRL的染料廢水。廢水中的陽離子染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質量比為5:1000，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為2:1，微波功率為800W，輻照時間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達到固液分離。經測定，脫色率為99.8%。實施例4:
在諧振腔式微波反應器中處理含有陽離子藍X-GRRL的染料廢水。廢水中的陽離子染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質量比為4:1000，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為I. 25:1，微波功率為800W，輻照時間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達到固液分離。經測定，脫色率為99.7%。實施例5:
在諧振腔式微波反應器中處理含有酸性普拉黃RXL的染料廢水。廢水中的酸性染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質量比為3:1000，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為3:1，微波功率為800W，輻照時間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達到固液分離。經測定，脫色率為84. 1%。實施例6:
在諧振腔式微波反應器中處理含有酸性普拉黃RXL的染料廢水。廢水中的酸性染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質量比為5:1000，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為1:1，微波功率為800W，輻照時間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達到固液分離。經測定，脫色率為92. 7%。
實施例7:
在諧振腔式微波反應器中處理含有活性艷紅X-3B的染料廢水。廢水中的活性染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質量比為3:1000，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為3:1，微波功率為800W，輻照時間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達到固液分離。經測定，脫色率為97. 5%。實施例8:
在諧振腔式微波反應器中處理含有活性艷紅X-3B的染料廢水。廢水中的活性染料濃 度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質量比為5:1000，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為2:1，微波功率為800W，輻照時間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達到固液分離。經測定，脫色率為98. 9%。
權利要求
1.一種微波協同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法，其特征在于通過下列步驟實現 將磁性類芬頓試劑——納米MgFe2O4與待處理的染料廢水混合均勻，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質量比為3:1000-5:1000，然后加入質量比濃度為30%的雙氧水，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為1:1_6:1，在功率為800W的微波處理裝置中福照10分鐘。
2.根據權利要求I所述的微波協同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法，其特征在于，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質量比為5:1000，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為1:1。
全文摘要
一種微波協同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法，將磁性類芬頓試劑——納米MgFe2O4與待處理的染料廢水混合均勻，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質量比為3:1000-5:1000，然后加入質量比濃度為30%的雙氧水，質量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質量比為1:1-6:1，在功率為800W的微波處理裝置中輻照10分鐘。通過磁性類芬頓試劑的強烈吸波作用，微波在催化劑固體表面形成熱點，加速催化降解反應，降低能耗；適用于現有的染料廢水，磁性類芬頓催化劑可以通過磁場回收。
文檔編號C02F1/30GK102874915SQ201210409509
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者劉一萍, 盧明, 董靜, 劉倩倩, 孫振宇, 黃建驊 申請人:西南大學