[发明专利]靛蓝从水性分散液中的电化学脱色方法

说明书

技术领域

本发明涉及靛蓝从水性分散液通过阳极氧化的电化学脱色方法。

现有技术

纺织工业为用水大的消费者之一。每千克染色纺织品需要大约100～200升高质量的水。加上溶解的盐和助剂，经观测，纺织废水在436nm、525nm和620nm波长下测量有明显的色度。因此，拥有重要纺织工业的所有国家都对排放到都市废水处理厂内或直接排放的纺织废水的最大色度施加了法规限制。文献中记述了各种各样的将染色纺织品废水脱色的方法，包括电化学处理技术。电化学处理技术系依靠不同的原理：

1)染料的电化学沉淀/絮凝，不过，此会造成大量废水污渣的形成，

2)将偶氮基断开的还原法，受限于含偶氮基的溶解染料的技术，及

3)溶解染料的氧化性破坏，包括直接与间接的技术。间接处理技术的核心是可氧化溶解的实体的存在，典型地为氯化物，其经阳极转化成氧化物质，例如次氯酸盐。如此形成的氧化成分随后转而能够破坏着色发色团。不过，以次氯酸盐为主的方法受到反对，因为会对废水施加高负荷的可吸附性卤化有机化合物(AOX)。类似的系统可以以过氧二硫酸盐/过硫酸盐的阳极形成为基础，不过所形成的实体的低氧化速率需要在高温下的后续氧化阶段，且在某些情况中，甚至要用到压力反应器，明显恶化处理阶段的能量平衡。在溶解的染料系统的情况中，发色团的直接氧化可在阳极通过氧化而完成，不过此种技术也可能将其它的有机成分也氧化掉(Van Hege K.，et al.Electrochem.Comm.4(2002)296-300)。此种废水也常常含有可溶性氯化物，因此反应的混合形式是全面存在的，且效应的分配不是轻易可能的。所以，染料的直接氧化只能在基本不含氯化物的处理槽中中确定。

靛蓝染房就废水而言是在一种特殊位置中。连续靛蓝染色范围上的染色纱线的冲洗操作会冒出大量的蓝色废水。这样的废水通常包含0.1-0.5克/升呈分散氧化的，亦即水不溶性形式的靛蓝染料，还有2-10克/升硫酸钠，来自染色操作中作为还原剂使用的连二亚硫酸钠。洗液的pH在9与10之间，它们也含有表面活性剂形式的有机成分(湿润剂和分散剂)，以及分离的纤维伴随物。不过，这些废水，不同于别的染房废水，不包含高水平氯化物，因为与其它染房操作不同，不需要添加氯化钠，并且靛蓝染料与要染色的材料所导入的氯化物浓度可忽略。

发明内容

本发明的目的是提供一种将含靛蓝的废水氧化脱色的环保方法。

我们吃惊地发现，使用金刚石涂覆的阳极使废水中分散的靛蓝染料的直接阳极氧化成为可能，且没有高AOX值。

本发明据此提供了一种在金刚石涂覆的阳极上将含靛蓝的水性分散液直接阳极氧化的方法。

本发明方法适用于从0.05克/升至100克/升范围内的靛蓝浓度的氧化性脱色。不同的染料浓度仅需要使电解槽的尺寸和处理时间予以配合即可。脱色含有0.8克/升靛蓝的2升水性分散液需要用12.5平方厘米的阳极表面积和1A的电解槽电流进行约6小时，更浓的分散液相应地需要较长的时间，例如，处理含有6.6克/升靛蓝的分散液，在相同条件下需要约90小时。较大的阳极表面积提高了取决于电极表面积的转化，从而缩短处理时间。

该处理可在分隔式及非分隔式电解槽中进行。阳极可由惯用的阳极材料予以构成，特别是发现经金刚石涂覆的硅电极尤其适合用作阳极材料。

在染色操作过程中已形成的硫酸钠可用为碱性电解液，这种情况中，工作浓度在1与20克/升之间，并优选存在4-10克/升的硫酸钠。较低浓度会导致较高的电解槽电压与较高的电极表面积，不过无碍于本发明的操作。

阳极的电流密度应在0.001A/cm²与10A/cm²之间，且优选在0.05至1A/cm²之间。

废水的pH在2与13之间，优选在5与12之间，最优选在5与10之间。

废水处理可在15与80℃之间的温度下进行，优选在20与60℃之间，更优选地在任何情况中均会产生靛蓝着色废水的温度，通常在20与40℃之间。

本发明靛蓝阳极氧化的工作条件非常适用于处理来自用靛蓝染色经纱的废水。

本发明方法使含有靛蓝的废水脱色是可能的，即便实际上完全不含氯离子，不然氯离子会导致现有技术公知的次氯酸盐形成副反应，因而导致处理槽中形成不希望的高AOX浓度。

这些温度没有高到足以引起副产物过硫酸盐的氧化作用。

通过废水的光度测定法或分析存在的靛蓝染料来监测脱色是可能的。

实施方式