[发明专利]VIB族含氧酸根与铅/镉离子染料废水高分子滤膜法联合处理技术

说明书

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种制备含氧酸盐半导体纳米材料同步处理无机/有机废水的方法。

背景技术

水是生命之源，是人类生活、动植物生长和工农业生产不可缺少的物质，在自然界和人类社会的存在和发展中起着不可替代的作用。然而随着工业化和人口城市化进程的加快，大量污染物随废水排入河流，造成了严重的水环境污染，加剧了水资源短缺的问题。其中，工业废水对我国水环境的危害尤其严峻，废水中的重金属是当前最受关注的污染物之一。纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一，20世纪90年代以来获得迅猛发展。新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用，难降解有毒有机成分的含量也越来越多，对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大。各类染料和助剂中添加有不同种类、较大剂量的重金属物质，如铅、汞等。这些重金属在水体中不能被微生物降解，当重金属积累到一定的程度就会对水体、水生植物、水生动物系统产生严重危害，并使整个水生生态系统结构和功能受损，甚至造成水生生态系统崩溃。传统的重金属废水处理技术有：重金属沉淀法、吸附法、浮选法、离子交换法、电化学处理技术法、生物化学法等；新型重金属废水处理技术：光催化法、新型介孔材料、基因工程技术、胶束强化超滤-电解法等。印染废水处理的方法很多，如吸附法、膜分离法、超声波气振法、高能物理法、生物处理方法、化学混凝法、电化学法、光化学氧化法等。这些方法大都是独立使用，有着某些方面的不足。所以怎样将这些方法技术组合起来，开发高效的废水治理技术，使污染物达到排放标准，并有效的回收利用重金属是当今环保面临的一个突出问题。

发明内容

本发明的目的之一在于公开一种利用高分子滤膜制备形貌特殊、光催化性能较好的含氧酸盐半导体纳米材料的方法，该方法应用于废水处理中，不仅能将废水中的重金属离子去除，还在此过程中获得一种半导体纳米材料，用此半导体纳米材料光催化降解有机染料，联合处理无机/有机废水。

本发明的目的之二在于公开一种在目的一的基础上设计的一套利用高分子滤膜联合处理无机/有机废水的水处理装置，该装置包含四个部分，分别为前处理部分、废水膜处理部分、沉淀部分、检测部分。

因此，本发明的意义不仅实现了“变废为宝”，还实现了“以废治废”。

为此，本发明依次给出如下两技术方案：

需要保护的技术方案一，表征为：

一种利用高分子滤膜制备重金属含氧酸盐半导体纳米材料的方法，其特征在于，具体包括步骤如下：

（1）将高分子滤膜用蒸馏水简单清洗后，晾干，固定在反应装置中，将反应装置分成A、B两个单元；

（2）将浓度小于或等于0.01mol/L的重金属含氧酸根离子（MoO₄^2-/CrO₄^2-/WO₄^2-）作为A溶液；将浓度小于或等于0.01mol/L重金属离子（Pb²⁺/Cd²⁺）作为B溶液；分别将A、B溶液置于所述反应装置的A、B单元；

（3）在A侧加压（用注射器向A单元通入气体），使得A溶液在压力作用下通过中间的高分子滤膜缓慢、均匀流到B侧，与B溶液发生均匀沉淀反应，在B侧即可得到形貌特殊、光催化效果较好的重金属含氧酸盐半导体纳米材料；高分子微孔滤膜因其孔径非常小（0.22μm），在此起到了控制流速、使溶液均匀分布的作用，界面作用在晶体成核过程中产生一定的影响。

该技术方案的应用及有益效果：用此半导体纳米材料作催化剂，在模拟太阳光/紫外光照射下，光催化降解有机染料（Rh.B/MO/MB）。以钼酸铅为例，催化剂浓度为0.25g/L，染料浓度为1.0mg/L,模拟太阳光照射150min, Rh.B即可达到100%的降解率。

本发明需要保护的第二个技术方案，表征为：

一种利用高分子滤膜联合处理无机/有机废水的水处理装置，其特征在于，该装置包含四个部分：前处理部分、废水膜处理部分、沉淀部分、检测部分，其中废水膜处理部分为本装置的主体部分。四个部分的构造与作用分述如下：