一种偶氮染料废水快速脱色的方法

本发明涉及偶氮染料废水处理，具体涉及一种偶氮染料废水快速脱色的方法。
背景技术：
：偶氮染料具有着色能力强、易于合成的特点，它的产量占总染料的2/3，是使用最为广泛的工业染料。然而，在生产过程中会产生的大量偶氮染料废水，废水中的有害成分若不经过处理直接排放会对水生生态系统以及人类健康造成严重危害。目前，针对偶氮染料废水的脱色处理技术主要包括生物法、化学法、物理法。其中，常用的芬顿氧化法就是通过向废水中投加双氧水和亚铁离子，产生具有高氧化活性的羟基自由基与废水中的有害成分反应，同时铁盐具有一定的絮凝沉淀作用，从而达到脱色和去除有机物的效果。该方法ph范围较窄，中性及碱性条件处理效果差，铁盐的加入会产生大量的化学污泥，增加处理成本。同时，由于自由基在废水中的有效浓度不高导致反应时间较长。技术实现要素：本发明所解决的技术问题是：提供一种偶氮染料废水快速脱色的方法，该脱色方法适用的温度范围和ph值范围广，而且可快速、有效、低成本地达到脱色的目的。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种偶氮染料废水快速脱色的方法，该方法包括以下步骤：向待处理偶氮染料废水依次加入亚硫酸氢盐和亚氯酸盐，搅拌使其充分反应。所述的亚硫酸氢盐与废水中偶氮染料的物质的量之比为20～2000∶1，所述的亚氯酸盐与所述亚硫酸氢盐的物质的量之比为1～5∶1。所述的亚硫酸氢盐与亚氯酸盐的加入时间间隔为5s～120s。所述的反应的温度范围为10～50℃。所述的反应的ph值范围为3.0～9.0。所述的反应的时间为1～5min。所述的偶氮染料废水包含但不限于含有甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明b等成分中的一种或多种。所述的亚硫酸氢盐为含有(或在水溶液中会分解产生)亚硫酸氢根(hso32-)的盐类，包括：亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸钠、亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾等。所述的亚氯酸盐位含亚氯酸根(clo2-)的盐类，包括亚氯酸钠、亚氯酸钾等。本发明的有益效果是：本发明的脱色方法是联合亚硫酸氢盐和亚氯酸盐对偶氮染料废水进行脱色处理，与目前的芬顿法处理相比，温度和ph范围宽、反应迅速，而且不产生化学污泥和二次污染物，无需增加后续处理成本。本发明是一种快速、便捷的脱色处理技术，低能耗、低成本、易操作、便于应用，在偶氮染料废水处理方面有较大的应用潜力。附图说明图1是实施例1中亚硫酸氢盐联合亚氯酸盐对甲基橙脱色效果的对比图；图2是实施例2中对比不同方法对甲基橙脱色效果的示意图；图3是实施例4中亚硫酸氢盐联合亚氯酸盐对不同难降解有机物降解效果的示意图。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述。实施例1：取三根50ml比色管做反应器，向其中添加甲基橙溶液至其浓度达到12.2μmol/l，溶液ph值为6.3，反应在室温中进行，温度为26℃。反应器1为空白对照组；反应器2为对比例：向反应器2中同时加入亚硫酸氢钠(bs)溶液和亚氯酸钠(sc)，使其物质的量浓度比例为甲基橙∶bs＝1∶16.4，sc∶bs＝1∶1；反应器3为本发明的实施例：向反应器3中先加入亚硫酸氢钠(bs)溶液，间隔30s后加入亚氯酸钠(sc)，使其物质的量浓度比例为甲基橙∶bs＝1∶16.4，sc∶bs＝1∶1；在反应至2min时使用uv紫外分光光度计检测其中甲基橙在465nm处的吸光度，结果如图1所示。由图1可以看出，反应器3的实施例在2min时脱色率分别是85.2％，作为对比例的反应器2的脱色率仅有23.3％。从中可知，加药顺序对快速脱色效果影响很大。这可能是因为首先加入的亚硫酸氢钠，会提供一个酸性条件，其中的氢离子可能与后来的亚氯酸盐反应生成少量的二氧化氯参与脱色过程。实施例2：取六根50ml比色管做反应器，向其中添加甲基橙溶液至其浓度达到12.2μmol/l，溶液ph为6.3，反应在室温中进行，温度为25℃。反应器4为空白对照组；反应器5为对比例：向反应器2中加入亚硫酸氢钠(bs)溶液使其物质的量浓度比例为甲基橙∶bs＝1∶32.8；反应器6为对比例：向反应器3中先加入亚氯酸钠(sc)，使其物质的量浓度比例为甲基橙∶sc＝1∶32.8；反应器7为本发明的实施例：向反应器4中先加入亚硫酸氢钠(bs)溶液，间隔30s后加入亚氯酸钠(sc)，使其物质的量浓度比例为甲基橙∶bs＝1∶32.8，sc∶bs＝1∶1；反应器8为对比例：向反应器5中加入次氯酸溶液，其物质的量浓度比例为甲基橙∶次氯酸＝1∶32.8；反应器9为对比例：向反应器6先加入硫酸溶液，间隔30s后加入亚氯酸钠(sc)，使其物质的量浓度比例为甲基橙∶bs＝1∶32.8，硫酸∶bs＝1∶1，在反应至2min时使用uv紫外分光光度计检测其中甲基橙在465nm处的吸光度，结果如图2所示。由图2可以看出，反应器5、6、8、9在2min时脱色率分别是5.2、3.0、29.5、4.9％，本发明的实施例反应器7脱色率高达99.3％。根据文献调研可以得知，亚硫酸氢钠与亚氯酸钠反应可能会生成次氯酸根，本组实验即可间接证实在亚硫酸氢钠(bs)+亚氯酸钠(sc)的组合中起到脱色关键作用的并不是次氯酸根。同时，硫酸与亚氯酸盐反应生成二氧化氯是很多实验室制取二氧化氯的方法，而该组实验的脱色率仅为4.9％，而导致出现这个结果的原因之一可能是硫酸与亚氯酸盐产生二氧化氯的速率较慢。实施例3：取50ml比色管做反应器，向反应器10、11添加甲基橙溶液至其浓度达到12.2μmol/l；向反应器12、13中添加亚甲基蓝溶液至其浓度达到7.8μmol/l；向反应器14、15中添加罗丹明b溶液至其浓度达到4μmol/l；分别按照表1中的反应条件进行反应。(其中反应器10、12、14为空白对照组。)反应结束时使用uv紫外分光光度计检测反应器12、13中甲基橙在465nm处的吸光度，反应器12、13中亚甲基蓝在662nm处的吸光度，反应器14、15中罗丹明b在208nm处的吸光度，计算处理后如表1所示。表1反应器反应器11反应器13反应器15待处理染料甲基橙亚甲基蓝罗丹明b染料浓度/μmol/l12.27.84c(bs)∶c(染料)20∶1250∶12000∶1c(sc)∶c(bs)1∶11∶15∶1投加间隔时间/s530120反应ph值36.39反应温度/℃102550反应时间/min521脱色率/％80.092.192.6由表1可以看出，不同反应条件下，三种偶氮染料的脱色率分别为80.0％、92.1％、92.6％。实施例4：取五个棕色不透光反应器加入不同的有机污染物使其浓度达到1μmol/l，有机污染物分别为磺胺甲恶唑、卡马西平、阿特拉津、对氯苯甲酸、麦草畏溶液；之后使用0.1mol/l硫酸和0.1mol/l氢氧化钠调节ph值至7.0，反应于恒温反应槽中进行，调节温度至30℃，同时使五个反应器进行慢速搅拌，保证其均匀反应。依次向五个反应器中先加入亚硫酸氢钠(bs)溶液，间隔30s后加入亚氯酸钠(sc)使其物质的量浓度比例为污染物∶bs＝1∶500，sc∶bs＝1∶1。分别于1、10、30、60、90、120min取样，使用高效液相色谱仪检测其中磺胺甲恶唑、卡马西平、阿特拉津、对氯苯甲酸、麦草畏剩余浓度，检测结果如图3所示。由图3可以看出，反应至120min时，磺胺甲恶唑、卡马西平、阿特拉津、对氯苯甲酸、麦草畏在反应至2h时的降解率分别为97.3、51.2、36.1、8.9、0.2％。这就说明本方法不仅可用于偶氮染料废水快速脱色，对一些难降解有机物也有一定的降解效果。本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本发明的上述实施例都只能认为是对本发明的说明而不是限制。因此凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。当前第1页12