一種染料廢水處理工藝的制作方法
【專利摘要】為解決現有工業方法處理染料廢水存在的處理難度大，處理效果不佳且會存在二次污染風險的問題，本發明提出一種染料廢水處理工藝。本發明一種染料廢水處理工藝，采用Fe?Ni?Mn/Al2O3非均相催化劑，將所述催化劑加入染料廢水中，并外加低頻超聲波對染料廢水進行協同降解，并在降解過程中鼓入氬氣空氣比為1:1的飽和氣體。本發明一種染料廢水處理工藝的技術效果是：對染料廢水的降解效果好，優于單獨超聲波降解和催化劑直接處理染料廢水降解效果之和，其操作簡單易行，成本低，解決了染料廢水產量大、難降解等問題。
【專利說明】一種染料廢水處理工藝
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種高濃度、難降解有機廢水處理工藝，尤其涉及一種染料廢水處理工藝。
【背景技術】
[0003]染料廢水主要來自于染料及染料中間體的生產企業，由染整過程中排放出的染料、漿料、助劑等組成。隨著印染工業的迅猛發展，染料廢水已成為水體中幾種最主要的污染源之一。
[0004]染料是染料廢水中的主要污染物，帶有各類顯色基團(如-N= N-,-N = O等)和部分極性基團(-SO3 Na，-0H，-NH2)，成分復雜，色度深、可生化性差，常含具有生物毒性或“三致效應”的多種有機物，屬難降解的有機污染物。其特性:
(I)廢水中的有機物絕大部分是以苯、萘、蒽、醌等芳香團作為母體，且帶有顯色基團，顏色很深，有很強的污染性。
[0005](2)染料廢水多呈酸性，也有的呈堿性，一般含鹽量都很大。
[0006](3)染料品種越來越多，并朝著抗光解、抗氧化、抗生物降解的方向發展。
[0007](4)廢水所含BODdPCOD較高。
[0008](5)染料能吸收光線、降低水體透明度，導致視覺污染。
[0009]目前染料廢水的處理方法包括物化法、生物法、物化一生物聯合法。染料中所含的水不溶性染料如分散染料、硫化染料在廢水中呈膠體狀或懸浮狀，易于被無機混凝劑脫色，而所含水溶性染料如活性染料則不易被無機混凝劑脫色，且該類方法所需藥劑投加量大，設備和操作成本高，無機陰離子易造成二次污染;活性炭吸附、厭氧水解僅對水溶性染料有較好效果，好氧活性污泥對染料脫色多歸因于活性污泥的吸附，但此類方法污泥產生量大；化學氧化中的臭氧氧化是脫色的較好方法但是成本較高，次氯酸鈉是成本較低的脫色劑，能引發和加速偶氮鍵裂解，但易產生致癌的苯胺和其他有毒物質。因此傳統處理技術難以達到技術和經濟上的要求。
[0010]超聲波降解技術是一種新型水處理技術，集水相燃燒、自由基氧化、高溫熱解和超臨界氧化于一體，無二次污染、適用范圍廣，但單獨采用超聲波降解有機物存在:低效率、高耗能現象。
[0011]高級氧化法中的非均相催化技術具有運行條件溫和、催化劑投加量少、投加方式簡單、處理效率高、處理速度快、設備簡單和操作方便等優點。但其催化效果不如均相催化劑，且反應不易控制。
[0012]可見，現有工業方法處理染料廢水存在著處理難度大，處理效果不佳且會存在二次污染風險的問題。
【發明內容】
[0013]為解決現有工業方法處理染料廢水存在的處理難度大，處理效果不佳且會存在二次污染風險的問題，本發明提出一種染料廢水處理工藝。
[0014]本發明一種染料廢水處理工藝，采用Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化劑，將所述催化劑加入染料廢水中，并外加低頻超聲波對染料廢水進行協同降解，并在降解過程中鼓入氬氣空氣體積比為1:1的飽和氣體。
[0015]進一步的，所述染料廢水處理條件為:染料廢水初始濃度〈5001^/1、？田直為3.0?5.0、催化劑投加量5.0?8.0 g/L、超聲波輸出功率和頻率分別為200?300W和20?40kHz。
[0016]進一步的，在所述染料廢水加入催化劑的同時，還加入有H2O2，且H2O2的加入量為5.0 mL/Lο
[0017]進一步的，所述染料廢水處理工藝，包括以下步驟:
51、將染料廢水置于待處理廢水儲水池中，并將其pH值調至3.0-5.0；
52、將步驟SI中的染料廢水放入廢水處理工作池中，并在工作池中加入Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化劑，開啟攪拌器進行攪拌；
53、在開啟攪拌的同時，開啟接超聲發生器和換能器，并通過曝氣頭在染料廢水中充入飽和氣體，強化超聲降解2?3 h；
54、將步驟S3中處理后的廢水放入處理后廢水儲水池中，在檢測符合排放標準后排放。
[0018]進一步的，所述步驟SI中染料廢水初始濃度調節為〈500mg/Lo
[0019]進一步的，所述步驟S2中Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化劑按濃度為5.0?8.0g/L的量加入染料廢水中。
[0020]進一步的，所述步驟S2中廢水處理工作池中還加入有H2O2,且H2O2按濃度為5.0mL/L的量加入染料廢水中。
[0021]進一步的，所述步驟S3中超聲發生器的輸出功率和頻率分別為200?300W和20?40 kHz;所述飽和氣體為Ar + air的混合氣體，且二者按體積比1:1混合。
[0022]進一步的，所述步驟S2中的廢水處理工作池壁設置有冷卻水降溫夾套。
[0023]本發明步驟SI中pH值調至3.0-5.0，是因為在酸性條件下，催化劑Fe-N1-Mn /Al2O3能更好發揮對染料廢水的降解作用;本發明在保持了超聲降解技術和非均相催化技術各自的優點的同時，利用低頻超聲與非均相催化劑Fe-N1-Mn /Al2O3存在的協同效應，使非均相催化劑Fe-N1-Mn /Al2O3的藥劑投加量減少，且低頻超聲產生輸出功率和頻率分別為200?300W和20?40 kHz，可以降低能耗;在反應體系中鼓入飽和氣體也可促進染料廢水的降解，混合氣體為(air +Ar)時促進效果較好;H2O2的加入，會進一步提高染料中有機污染物的降解率；由于超聲作用產生的空化效應，易引起廢水處理工作池內溶液溫度過高，但廢水處理工作池壁設置有冷卻水降溫夾套，通過冷卻水和水流速度，能很好控制廢水處理工作池內溶液的溫度，使其保持在20-400C ;Fe-N1-Mn/Al203催化劑表面能不斷地清洗和更新，保持較多的催化活性位。經過本發明一種染料廢水處理工藝處理后的染料廢水色度去除率可達90%以上。
[0024]本發明一種染料廢水處理工藝的技術效果是:對染料廢水的降解效果好，優于單獨超聲波降解和催化劑直接處理染料廢水降解效果之和，其操作簡單易行，成本低，解決了染料廢水產量大、難降解等問題。
【附圖說明】
[0025]附圖1為本發明一種染料廢水處理工藝的廢水處理系統示意圖。
【具體實施方式】
[0026]
附圖1為本發明一種染料廢水處理工藝的廢水處理系統示意圖，圖中，I為待處理廢水儲水池、2為廢水處理工作池、3為超聲發生器、4為換能器、5為處理后廢水儲水池、6為攪拌器、7為曝氣頭、8為Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化劑、9為冷卻水降溫夾套，由圖可知，本發明一種染料廢水處理工藝為:在待處理廢水儲水池中，將待處理廢水的廢水初始濃度調節至< 500 mg/L，pH值調節至3.0?5.0;然后將廢水放入廢水處理工作池中，并在廢水中放入Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化劑和H2O2，開啟超聲發生器和換能器，并通過曝氣頭在染料廢水中充入Ar、air飽和氣體，通過強化低頻超聲降解2?3 h;將處理后的廢水放入處理后廢水儲水池。
[0027]實施例1:
一種染料廢水處理工藝為:在待處理廢水儲水池中，將待處理廢水的廢水初始濃度調節至489 mg/L, pH值調節至5.0;然后將廢水放入廢水處理工作池中，并在廢水中分別加入5.0 g/L的Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化劑和5 mL/L的H2O2,開啟超聲發生器和換能器，其中，超聲發生器的輸出功率和頻率分別為200W和20 kHz;并通過曝氣頭在染料廢水中充AAr + air飽和氣體，且二者按體積比1:1混合。通過強化低頻超聲降解3 h;將處理后的廢水放入處理后廢水儲水池。經檢測，處理后廢水的色度去除率為95.5%。
[0028]實施例2:
一種染料廢水處理工藝為:在待處理廢水儲水池中，將待處理廢水的廢水初始濃度調節至495 mg/L, pH值調節至3.0;然后將廢水放入廢水處理工作池中，并在廢水中分別加入8.0 g/L的Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化劑和5mL/L的H2O2,開啟超聲發生器和換能器，其中，超聲發生器的輸出功率和頻率分別為300W和40 kHz;并通過曝氣頭在染料廢水中充入Ar、air飽和氣體，且二者按體積比1:1混合。通過強化低頻超聲降解2 h;將處理后的廢水放入處理后廢水儲水池。經檢測，處理后廢水的色度去除率為98.2%。
[0029]實施例3:
一種染料廢水處理工藝為:在待處理廢水儲水池中，將待處理廢水的廢水初始濃度調節至481mg/L，pH值調節至4.3;然后將廢水放入廢水處理工作池中，并在廢水中分別加入6.0 g/L的Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化劑和5mL/L的H2O2,開啟超聲發生器和換能器，其中，超聲發生器的輸出功率和頻率分別為250W和30 kHz;并通過曝氣頭在染料廢水中充AAr + air飽和氣體，且二者按體積比1:1混合。通過強化低頻超聲降解2 h;將處理后的廢水放入處理后廢水儲水池。經檢測，處理后廢水的色度去除率為97%。
[0030]本發明一種染料廢水處理工藝通過低頻超聲與非均相催化劑Fe-N1-Mn/Al2O3的協同效應，其對染料廢水的降解效果優于單獨超聲波降解和催化劑直接處理染料廢水降解效果之和，其操作簡單易行，成本低，解決了染料廢水產量大、難降解等問題。
[0031]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種染料廢水處理工藝，采用Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化劑，將所述催化劑加入染料廢水中，并外加低頻超聲波對染料廢水進行協同降解，并在降解過程中鼓入氬氣空氣體積比為1:1的飽和氣體。2.根據權利要求1所述染料廢水處理工藝，其特征在于，所述染料廢水處理條件為:染料廢水初始濃度〈500 11^/1、?!1值為3.0?5.0、催化劑投加量5.0 - 8.0 g/L、超聲波輸出功率和頻率分別為200?300W和20?40 kHz。3.根據權利要求1所述染料廢水處理工藝，其特征在于，在所述染料廢水加入催化劑的同時，還加入有H2O2,且H2O2的加入量為5.0 mL/L。4.根據權利要求1至3中任一項所述染料廢水處理工藝，其特征在于，包括以下步驟: 51、將染料廢水置于待處理廢水儲水池中，并將其pH值調至3.0-5.0； 52、將步驟SI中的染料廢水放入廢水處理工作池中，并在工作池中加入Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化劑，開啟攪拌器進行攪拌； 53、在開啟攪拌的同時，開啟接超聲發生器和換能器，并通過曝氣頭在染料廢水中充入飽和氣體，強化超聲降解2?3 h； 54、將步驟S3中處理后的廢水放入處理后廢水儲水池中，在檢測符合排放標準后排放。5.根據權利要求4所述染料廢水處理工藝，其特征在于，所述步驟SI中染料廢水初始濃度調節為< 500 mg/Lo6.根據權利要求4所述染料廢水處理工藝，其特征在于，所述步驟S2中Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化劑按濃度為5.0?8.0 g/L的量加入染料廢水中。7.根據權利要求4所述染料廢水處理工藝，其特征在于，所述步驟S2中廢水處理工作池中還加入有H2O2,且H2O2按濃度為5.0 mL/L的量加入染料廢水中。8.根據權利要求4所述染料廢水處理工藝，其特征在于，所述步驟S3中超聲發生器的輸出功率和頻率分別為200?300W和20?40 kHz ;所述飽和氣體為Ar + air混合氣體，且二者按體積比1:1混合。9.根據權利要求5至8中任一項所述染料廢水處理工藝，其特征在于，所述步驟S2中的廢水處理工作池壁設置有冷卻水降溫夾套。
【文檔編號】C02F103/30GK106007125SQ201610535501
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發明人】張占梅, 李銳, 付婷, 瞿瑞
【申請人】重慶交通大學, 重慶遠達水務有限公司