一种染料废水处理工艺的制作方法
【专利摘要】为解决现有工业方法处理染料废水存在的处理难度大，处理效果不佳且会存在二次污染风险的问题，本发明提出一种染料废水处理工艺。本发明一种染料废水处理工艺，采用Fe?Ni?Mn/Al2O3非均相催化剂，将所述催化剂加入染料废水中，并外加低频超声波对染料废水进行协同降解，并在降解过程中鼓入氩气空气比为1:1的饱和气体。本发明一种染料废水处理工艺的技术效果是：对染料废水的降解效果好，优于单独超声波降解和催化剂直接处理染料废水降解效果之和，其操作简单易行，成本低，解决了染料废水产量大、难降解等问题。
【专利说明】一种染料废水处理工艺
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种高浓度、难降解有机废水处理工艺，尤其涉及一种染料废水处理工艺。
【背景技术】
[0003]染料废水主要来自于染料及染料中间体的生产企业，由染整过程中排放出的染料、浆料、助剂等组成。随着印染工业的迅猛发展，染料废水已成为水体中几种最主要的污染源之一。
[0004]染料是染料废水中的主要污染物，带有各类显色基团(如-N= N-,-N = O等)和部分极性基团(-SO3 Na，-0H，-NH2)，成分复杂，色度深、可生化性差，常含具有生物毒性或“三致效应”的多种有机物，属难降解的有机污染物。其特性:
(I)废水中的有机物绝大部分是以苯、萘、蒽、醌等芳香团作为母体，且带有显色基团，颜色很深，有很强的污染性。
[0005](2)染料废水多呈酸性，也有的呈碱性，一般含盐量都很大。
[0006](3)染料品种越来越多，并朝着抗光解、抗氧化、抗生物降解的方向发展。
[0007](4)废水所含BODdPCOD较高。
[0008](5)染料能吸收光线、降低水体透明度，导致视觉污染。
[0009]目前染料废水的处理方法包括物化法、生物法、物化一生物联合法。染料中所含的水不溶性染料如分散染料、硫化染料在废水中呈胶体状或悬浮状，易于被无机混凝剂脱色，而所含水溶性染料如活性染料则不易被无机混凝剂脱色，且该类方法所需药剂投加量大，设备和操作成本高，无机阴离子易造成二次污染;活性炭吸附、厌氧水解仅对水溶性染料有较好效果，好氧活性污泥对染料脱色多归因于活性污泥的吸附，但此类方法污泥产生量大；化学氧化中的臭氧氧化是脱色的较好方法但是成本较高，次氯酸钠是成本较低的脱色剂，能引发和加速偶氮键裂解，但易产生致癌的苯胺和其他有毒物质。因此传统处理技术难以达到技术和经济上的要求。
[0010]超声波降解技术是一种新型水处理技术，集水相燃烧、自由基氧化、高温热解和超临界氧化于一体，无二次污染、适用范围广，但单独采用超声波降解有机物存在:低效率、高耗能现象。
[0011]高级氧化法中的非均相催化技术具有运行条件温和、催化剂投加量少、投加方式简单、处理效率高、处理速度快、设备简单和操作方便等优点。但其催化效果不如均相催化剂，且反应不易控制。
[0012]可见，现有工业方法处理染料废水存在着处理难度大，处理效果不佳且会存在二次污染风险的问题。
【发明内容】
[0013]为解决现有工业方法处理染料废水存在的处理难度大，处理效果不佳且会存在二次污染风险的问题，本发明提出一种染料废水处理工艺。
[0014]本发明一种染料废水处理工艺，采用Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化剂，将所述催化剂加入染料废水中，并外加低频超声波对染料废水进行协同降解，并在降解过程中鼓入氩气空气体积比为1:1的饱和气体。
[0015]进一步的，所述染料废水处理条件为:染料废水初始浓度〈5001^/1、？田直为3.0?5.0、催化剂投加量5.0?8.0 g/L、超声波输出功率和频率分别为200?300W和20?40kHz。
[0016]进一步的，在所述染料废水加入催化剂的同时，还加入有H2O2，且H2O2的加入量为5.0 mL/Lο
[0017]进一步的，所述染料废水处理工艺，包括以下步骤:
51、将染料废水置于待处理废水储水池中，并将其pH值调至3.0-5.0；
52、将步骤SI中的染料废水放入废水处理工作池中，并在工作池中加入Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化剂，开启搅拌器进行搅拌；
53、在开启搅拌的同时，开启接超声发生器和换能器，并通过曝气头在染料废水中充入饱和气体，强化超声降解2?3 h；
54、将步骤S3中处理后的废水放入处理后废水储水池中，在检测符合排放标准后排放。
[0018]进一步的，所述步骤SI中染料废水初始浓度调节为〈500mg/Lo
[0019]进一步的，所述步骤S2中Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化剂按浓度为5.0?8.0g/L的量加入染料废水中。
[0020]进一步的，所述步骤S2中废水处理工作池中还加入有H2O2,且H2O2按浓度为5.0mL/L的量加入染料废水中。
[0021]进一步的，所述步骤S3中超声发生器的输出功率和频率分别为200?300W和20?40 kHz;所述饱和气体为Ar + air的混合气体，且二者按体积比1:1混合。
[0022]进一步的，所述步骤S2中的废水处理工作池壁设置有冷却水降温夹套。
[0023]本发明步骤SI中pH值调至3.0-5.0，是因为在酸性条件下，催化剂Fe-N1-Mn /Al2O3能更好发挥对染料废水的降解作用;本发明在保持了超声降解技术和非均相催化技术各自的优点的同时，利用低频超声与非均相催化剂Fe-N1-Mn /Al2O3存在的协同效应，使非均相催化剂Fe-N1-Mn /Al2O3的药剂投加量减少，且低频超声产生输出功率和频率分别为200?300W和20?40 kHz，可以降低能耗;在反应体系中鼓入饱和气体也可促进染料废水的降解，混合气体为(air +Ar)时促进效果较好;H2O2的加入，会进一步提高染料中有机污染物的降解率；由于超声作用产生的空化效应，易引起废水处理工作池内溶液温度过高，但废水处理工作池壁设置有冷却水降温夹套，通过冷却水和水流速度，能很好控制废水处理工作池内溶液的温度，使其保持在20-400C ;Fe-N1-Mn/Al203催化剂表面能不断地清洗和更新，保持较多的催化活性位。经过本发明一种染料废水处理工艺处理后的染料废水色度去除率可达90%以上。
[0024]本发明一种染料废水处理工艺的技术效果是:对染料废水的降解效果好，优于单独超声波降解和催化剂直接处理染料废水降解效果之和，其操作简单易行，成本低，解决了染料废水产量大、难降解等问题。
【附图说明】
[0025]附图1为本发明一种染料废水处理工艺的废水处理系统示意图。
【具体实施方式】
[0026]
附图1为本发明一种染料废水处理工艺的废水处理系统示意图，图中，I为待处理废水储水池、2为废水处理工作池、3为超声发生器、4为换能器、5为处理后废水储水池、6为搅拌器、7为曝气头、8为Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化剂、9为冷却水降温夹套，由图可知，本发明一种染料废水处理工艺为:在待处理废水储水池中，将待处理废水的废水初始浓度调节至< 500 mg/L，pH值调节至3.0?5.0;然后将废水放入废水处理工作池中，并在废水中放入Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化剂和H2O2，开启超声发生器和换能器，并通过曝气头在染料废水中充入Ar、air饱和气体，通过强化低频超声降解2?3 h;将处理后的废水放入处理后废水储水池。
[0027]实施例1:
一种染料废水处理工艺为:在待处理废水储水池中，将待处理废水的废水初始浓度调节至489 mg/L, pH值调节至5.0;然后将废水放入废水处理工作池中，并在废水中分别加入5.0 g/L的Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化剂和5 mL/L的H2O2,开启超声发生器和换能器，其中，超声发生器的输出功率和频率分别为200W和20 kHz;并通过曝气头在染料废水中充AAr + air饱和气体，且二者按体积比1:1混合。通过强化低频超声降解3 h;将处理后的废水放入处理后废水储水池。经检测，处理后废水的色度去除率为95.5%。
[0028]实施例2:
一种染料废水处理工艺为:在待处理废水储水池中，将待处理废水的废水初始浓度调节至495 mg/L, pH值调节至3.0;然后将废水放入废水处理工作池中，并在废水中分别加入8.0 g/L的Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化剂和5mL/L的H2O2,开启超声发生器和换能器，其中，超声发生器的输出功率和频率分别为300W和40 kHz;并通过曝气头在染料废水中充入Ar、air饱和气体，且二者按体积比1:1混合。通过强化低频超声降解2 h;将处理后的废水放入处理后废水储水池。经检测，处理后废水的色度去除率为98.2%。
[0029]实施例3:
一种染料废水处理工艺为:在待处理废水储水池中，将待处理废水的废水初始浓度调节至481mg/L，pH值调节至4.3;然后将废水放入废水处理工作池中，并在废水中分别加入6.0 g/L的Fe-N1-Mn /Al2O3非均相催化剂和5mL/L的H2O2,开启超声发生器和换能器，其中，超声发生器的输出功率和频率分别为250W和30 kHz;并通过曝气头在染料废水中充AAr + air饱和气体，且二者按体积比1:1混合。通过强化低频超声降解2 h;将处理后的废水放入处理后废水储水池。经检测，处理后废水的色度去除率为97%。
[0030]本发明一种染料废水处理工艺通过低频超声与非均相催化剂Fe-N1-Mn/Al2O3的协同效应，其对染料废水的降解效果优于单独超声波降解和催化剂直接处理染料废水降解效果之和，其操作简单易行，成本低，解决了染料废水产量大、难降解等问题。
[0031]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种染料废水处理工艺，采用Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化剂，将所述催化剂加入染料废水中，并外加低频超声波对染料废水进行协同降解，并在降解过程中鼓入氩气空气体积比为1:1的饱和气体。2.根据权利要求1所述染料废水处理工艺，其特征在于，所述染料废水处理条件为:染料废水初始浓度〈500 11^/1、?!1值为3.0?5.0、催化剂投加量5.0 - 8.0 g/L、超声波输出功率和频率分别为200?300W和20?40 kHz。3.根据权利要求1所述染料废水处理工艺，其特征在于，在所述染料废水加入催化剂的同时，还加入有H2O2,且H2O2的加入量为5.0 mL/L。4.根据权利要求1至3中任一项所述染料废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤: 51、将染料废水置于待处理废水储水池中，并将其pH值调至3.0-5.0； 52、将步骤SI中的染料废水放入废水处理工作池中，并在工作池中加入Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化剂，开启搅拌器进行搅拌； 53、在开启搅拌的同时，开启接超声发生器和换能器，并通过曝气头在染料废水中充入饱和气体，强化超声降解2?3 h； 54、将步骤S3中处理后的废水放入处理后废水储水池中，在检测符合排放标准后排放。5.根据权利要求4所述染料废水处理工艺，其特征在于，所述步骤SI中染料废水初始浓度调节为< 500 mg/Lo6.根据权利要求4所述染料废水处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中Fe-N1-Mn/Al2O3非均相催化剂按浓度为5.0?8.0 g/L的量加入染料废水中。7.根据权利要求4所述染料废水处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中废水处理工作池中还加入有H2O2,且H2O2按浓度为5.0 mL/L的量加入染料废水中。8.根据权利要求4所述染料废水处理工艺，其特征在于，所述步骤S3中超声发生器的输出功率和频率分别为200?300W和20?40 kHz ;所述饱和气体为Ar + air混合气体，且二者按体积比1:1混合。9.根据权利要求5至8中任一项所述染料废水处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中的废水处理工作池壁设置有冷却水降温夹套。
【文档编号】C02F103/30GK106007125SQ201610535501
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】张占梅, 李锐, 付婷, 瞿瑞
【申请人】重庆交通大学, 重庆远达水务有限公司