[发明专利]利用人工闪电降解直接红染料废水的方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种工业废水处理方法，尤其涉及一种处理直接红染料废水的方法。

背景技术：染料是广泛用于纺织工业过程中的化工原料，它是一种难降解的有机化合物，直接排放含染料的废水会产生严重的环境污染，危害生物的健康；特别是会对人和动物的眼睛造成较大伤害。不仅如此，许多研究表明染料还具有致畸性、致基因突变性以及致癌性等有害性。目前，染料废水的处理方法主要包括吸附、絮凝和生物降解等。这些传统方法或者存在处理效果不理想，或者存在处理成本高，或者存在需进行二次处理等缺陷；因此，如何提高染料废水处理效率、降低处理成本一直以来是水处理技术领域中的一个技术难题。

发明内容：针对克服现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种利用人工闪电降解直接红染料废水的方法，该方法具有效率高、处理效果好、成本低等特点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：将电极插入PH值为3-11、温度为25±2℃的直接红染料废水中，通以直流电20分钟；通电电压为每升废水600-800V、通电电流强度为每升废水0.54A、电极间距为5-50mm。

调节直接红染料废水的PH值为3、通电电压为每升废水600V、电极间距为10mm。

众所周知，由于闪电所释放出的巨大能量能够在空气中产生大量的等离子体和OH、O、H₂O₂等具有极强氧化能力的自由基，而这些自由基几乎能够非常高效地氧化、清除大气中的有机化合物，这也就是为什么闪电雷雨之后空气格外清新的原因。

正是基于闪电能够净化空气的原理，本发明采用了上述技术方案，利用高压直流电源在两电极之间产生的放电现象来制造持久的人工闪电，因而可用来持续处理直接红染料废水，不仅使直接红染料废水的降解效率得以大大提高、缩短了降解时间，而且降解条件也易于实现，有效减少了直接红染料废水对环境的污染；同时也为今后其它染料废水的降解研究奠定了一定的理论基础，提供了较重要的参考价值。以下是利用本发明方法处理浓度为100mg/L的直接红183染料所取得的一组实验数据：

表1不同pH、电极间距和电压的速率常数(k)和相关系数(R²)

实验证明，本发明可以非常有效地处理含有直接红的废水，经过15-20分钟的人工闪电处理，含有直接红的废水可以被彻底处理干净。为进一步正确定量人工闪电对染料废水的处理动力学和处理效率，发明人应用紫外可见光谱仪按预定时间(每隔5分钟)测定一次废水中的直接红的含量，并应用准一级动力学方程计算了降解染料的动力学速率常数。

附图说明：

图1是采用本发明处理不同PH值直接红染料的降解率曲线图；

图2是采用本发明处理不同PH值直接红染料的反应动力学曲线图；

图3是采用本发明在不同电压下处理直接红染料的反应动力学曲线图；

图4是采用本发明在不同电极间距下处理直接红染料的降解率曲线图；

图5是采用本发明在不同电极间距下处理直接红染料的反应动力学图；

图6是采用日立F-2500紫外可见光谱仪每隔5分钟测定一次本发明处理直接红过程的光谱扫描曲线图。

具体实施方式：下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：

将金属铂丝制成的阳极、碳棒制成的阴极插入PH值为3-11、温度为25±2℃的直接红染料废水中，通以直流电20分钟；通电电压为每升废水600-800V、通电电流强度为每升废水0.54A、电极间距为5-50mm。

从图1、2以及表1可知，在不同pH值条件下，人工闪电降解直接红的效率随着溶液pH的增长而降低。在整个处理过程中，人工闪电降解直接红在酸性条件下要比碱性条件下降解效果好。随着人工闪电时间的增加，各个pH值条件下的直接红降解率随之提高。人工闪电60分钟时，各个pH值的直接红降解率都超过了99％。特别是当电解液的pH值为3时，直接红的降解率在人工闪电20分钟即达到98.96％，在人工闪电30分钟，直接红的降解率已经达到99.4％，接近完全降解直接红。因此，人工闪电降解直接红的最优pH值为3。