[发明专利]一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法

说明书

一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法，按如下步骤：（1）将含铬金属络合染料废水pH值调为3.0，然后加入聚合羟基铁柱撑膨润土作为催化剂；（2）通过混合过氧化氢以及外加紫外光源构建多相UV‑Fenton体系；所述的处理方法以序批式间歇反应为主。本发明其具有以下优点（1）羟基自由基氧化能力强，能快速降解有机污染物，出水能满足涉及有机物排放的标准；（2）该体系利用了环境友好的氧化剂—过氧化氢，其最终分解产物是O₂和H₂O，符合“绿色氧化”的理念；（3）催化剂能够通过吸附作用去除铬离子，出水能满足涉及铬离子排放的标准；（4）催化剂能够重复循环使用。

技术领域

本发明涉及染料废水处理领域，特别涉及含铬金属络合染料废水的一体化处理方法。

背景技术

我国是染料生产和使用大国。染料在生产和使用过程中产生大量染料废水，该类废水具有色度大、COD高、成分复杂、抗生化降解等特性，导致大部分废水难以有效处理而直接排放于各大水体，导致周围水生态系统遭到破坏，进一步加剧我国水资源紧缺现状。

金属络合染料是染料的一个重要分支，具有特殊的光泽度和透明度以及着色力强、耐热和耐酸性等特点。金属络合染料具有优良的上染率、匀染性、遮盖性、耐洗摩、耐缩绒和耐日晒等性能，被广泛应用于羊毛、聚酰胺纤维、纤维素、家具、纸张、油漆、皮革、油墨、印刷和鞋油的着色和染色。同时，金属络合染料因具有很好的光热稳定性、结构可修饰性以及波谱特性，在光盘存储介质、太阳能电池、催化和电子照相的有机调色剂等高科技领域得到广泛应用。

从结构上看，金属络合染料是一类以含有氨基、羧基、羟基、磺酸基及硝基偶氮苯为母体染料并与过渡金属元素生成分子内络合物的统称。该类染料通常由两部分组成：一部分为有机部分称为配位体，通常是以碳为基础构成的芳香环状结构；另一部分为无机部分称为络合离子，主要是铬，其次为钴、铜等有毒有害重金属离子。有机配位体中的原子至少含有一对未共享电子，易于与其他元素共享此对电子来降低分子内能。作为络合离子的过渡金属元素核外电子层含有未充满电子的空轨道，能够容纳外来电子以降低分子内能，使金属络合染料处于更加稳定的状态。

有机配位体与重金属离子的络合，大大提高金属络合染料的水溶性、物化稳定性和光稳定性，增强了其抗生物降解能力，导致传统的废水处理方法难以满足该类废水处理的要求。目前，国内外对这类染料废水的处理方法主要有吸附法、化学与生物联用法、Fenton及UV-H₂O₂高级氧化法等。研究表明：吸附法能在一定程度上吸附处理金属络合染料废水，但由于金属络合染料的高水溶性以及吸附剂饱和吸附量对吸附去除效果的限制，导致该方法难以满足实际废水处理的需求；生物处理法因金属络合染料有机配位体难降解的特性和重金属离子的毒性而受到限制。Fenton和UV-H₂O₂技术凭借体系产生的羟基自由基能有效降解矿化有机体，却不能对处于游离的重金属离子加以去除，而游离的重金属离子是一种有毒有害污染物，能在环境中长期存在，并且通过生物富集和生物放大作用最终危害人体健康。因此，对金属络合染料废水的处理必须同时满足高效降解矿化有机配位体和有效去除重金属离子这两方面的要求。

本发明以聚合羟基铁柱撑膨润土作为催化剂，与紫外光和过氧化氢共同构建多相UV-Fenton体系，利用该体系生成的羟基自由基高效矿化含铬金属络合染料的有机配位体并释放出游离态的铬离子，而后通过聚合羟基铁柱撑膨润土对铬离子的吸附作用，达到从废水中一体化同时去除金属离子和降解有机污染物从而达标排放的目的。该方法简单、高效且稳定，针对含铬金属络合染料废水的处理具有很强的实用价值，也有助于含有机络合金属废水处理技术的开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种含铬金属络合染料废水的一体化处理方法，使用该方法可以高效且稳定地处理含铬金属络合染料废水并达标排放，并有助于含有机络合金属废水处理技术的开发。