申请日2016.07.08
公开(公告)日2016.10.12
IPC分类号C02F9/08; C02F103/30
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。
摘要附图
权利要求书
1.一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 mg/L、pH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：
S1、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;
S2、将步骤S1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-Ni-Mn /Al2O3 非均相催化剂，开启搅拌器进行搅拌;
S3、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;
S4、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S1中染料废水初始浓度调节为 < 500 mg/L。
6.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-Ni-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。
说明书
一种染料废水处理工艺
技术领域
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
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。
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，-OH，-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：
(1)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。
(2)染料废水多呈酸性，也有的呈碱性，一般含盐量都很大。
(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。
(4)废水所含BOD5和COD较高。
(5)染料能吸收光线、降低水体透明度，导致视觉污染。
目前染料废水的处理方法包括物化法、生物法、物化-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。
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。
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。
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
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体积比为1:1的饱和气体。
进一步的，所述染料废水处理条件为：染料废水初始浓度 <500 mg/L、pH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。
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/L。
进一步的，所述染料废水处理工艺，包括以下步骤：
S1、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;
S2、将步骤S1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-Ni-Mn /Al2O3 非均相催化剂，开启搅拌器进行搅拌;
S3、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;
S4、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。
进一步的，所述步骤S1中染料废水初始浓度调节为 < 500 mg/L。
进一步的，所述步骤S2中Fe-Ni-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。
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 .0 mL/L的量加入染料废水中。
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。
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。
本发明步骤S1中pH值调至3.0~5.0，是因为在酸性条件下，催化剂Fe-Ni-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-Ni-Mn /Al2O3 存在的协同效应，使非均相催化剂Fe-Ni-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20-40℃;Fe-Ni-Mn/Al2O3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。
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。
