[发明专利]一种染料废水的处理材料及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及染料废水处理技术，具体为一种染料废水的处理材料及处理方法，它是利用功能性合金材料对含染料废水进行脱色、絮凝、沉淀，提高温度可以增加合金表面的活性区，增加染料废水和合金表面的传质速度，从而提高染料废水的脱色速率。

背景技术

近年来，我国的染料化学工业发展较快，年生产能力达到10万吨。染料工业的发展对水环境带来严重污染。据调查，全国染料行业排放的工业废水总量达1.57亿吨/年，其治理率仅为22.5％。偶氮染料是合成染料中使用量最大的一种，由于其含有复杂的芳香基团、性质稳定、难生物降解，成为染料废水治理的难点之一。国内开展了很多染料废水处理技术的研究。曾采用电解、吸附、铁盐、混凝等多种方法，效果均不理想。活性炭吸附虽然处理效果令人满意，但再生困难而且成本较高。还原铁脱色效果较好，但存在污泥产量高、处理费用高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含染料废水处理材料及处理方法，采用功能性合金材料使染料废水中的染料分子获得脱色、降解、沉淀、并被去除的染料废水处理方法；本发明所提供的特殊功能性合金材料，对染料废水的处理效果较好，成本较低。

本发明提供的技术方案是：

一种染料废水的处理材料，按重量百分比计，用于处理含染料废水的功能性合金材料成分为：C 0.06％±0.01％；Si 0.70％±0.05％；Mn 0.80％±0.10％；Ni 0.10％±0.05％；Mo 0.50％±0.05％；Cr 1.6％±0.20％；Nb 0.40％±0.05％；Cu 4.8％±0.10％；Fe余量。

所述功能性合金可以是粉末、颗粒、圆球等形状，也可以喷涂在其它材质(如塑料、石头、其它廉价金属等材料)表层。粉末粒度为100nm-0.5mm，颗粒粒度为0.5mm-3mm，圆球粒度为3mm-15mm。

本发明还提供了一种染料废水的处理方法，使用上述含染料废水处理材料，把功能性合金材料投入染料废水，使两者充分接触，对染料废水进行脱色、降解和沉淀，功能性合金材料与染料废水重量比为1∶(3-1000)；染料废水可以在常温条件下处理，在某些情况下，需对染料废水进行温度调节，使反应温度控制在30～100℃，反应pH值控制在2.0～9.0。

本发明中，功能性合金与染料废水作用并使其脱色、絮凝、沉淀的可能原理为：合金材料中的多种金属元素之间、金属元素与周围溶液间存在激烈的电子迁移，在溶液中形成新生态氢([H])、超氧自由基(O·^2-)、羟自由基(OH·^-)，它们作用于染料分子，导致染料分子的结构、形态和性能发生变化，最终产生脱色、絮凝、沉淀等现象。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用功能性合金的吸附与微电解效应，使染料废水中的染料去除及染料分子脱色降解，提高温度可以增大染料分子与合金表面的传质速率，提高降解速率。常见的还原铁粉法、还原铁/紫外法等，铁粉与酸的消耗量较大才能达到同等效果。因此，在同等脱色率的条件下，本发明效率高，特别是消耗较少动力、不需要用酸来调pH值，从而可以减少污泥产量，降低操作成本，降低能耗。本发明具有明显的社会、经济效益。

2、本发明适用于偶氮染料废水和非偶氮染料废水，其中非偶氮染料废水，如蒽醌、靛系染料、硫化染料、酞箐、箐系染料、芳甲烷染料、硝基和亚硝基染料、杂环染料废水等。

具体实施方式

本发明的处理过程是在恒温水浴锅中进行的。首先调节好恒温水浴锅的温度，再投加功能性合金进行反应。根据本发明，废水和合金的质量比10∶1以上时，水温在30～100℃都能达到较满意的脱色效果。

以下通过实施例对本发明的处理效果作进一步说明。

实施例1：

按重量百分比计，用于处理含染料废水的功能性合金材料成分为：C0.06％；Si 0.70％；Mn 0.80％；Ni 0.10％；Mo 0.50％；Cr 1.6％；Nb 0.40％；Cu 4.8％；Fe余量，所述功能性合金采用常规的感应炉熔炼方法制备。

将60g合金(粒度为2mm)投加到150mL的酸性红B染料废水，染料废水初始浓度为50mg/L，pH值为6.3，调节温度在30～60℃范围内，样品不需酸洗，整个反应过程未进行动力搅拌，在反应6小时后脱色率均能达到90％以上。随着时间的推移，脱色速率逐渐减缓，主要原因在于合金表面吸附解吸效应。

1.操作条件

废水体积：150mL；

废水初始浓度：50mg/L；