利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法

　　申请日2012.05.09

　　公开(公告)日2012.08.22

　　IPC分类号C02F1/32; C02F103/30; C02F1/72

　　摘要

　　本发明公开了利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，属于染料废水处理领域。其步骤为：将含染料废水过滤，除去其中的悬浮物质;加入一种小分子双酮化合物至含染料水体，搅拌混匀;将上述的含染料水体置于紫外光源下辐照，至染料脱色。本发明初步甄别了能够作为脱色染料光活性剂的双酮的结构特点：分子构型为链状，而且分子较小。此类基于双酮的染料脱色方法是以紫外光引发的反应为基础，能够实现多种染料的高效脱色，脱色效率明显高于传统的UV/H2O2方法，而且脱色效率不受水体中共存醇的影响，同时酸性环境有利于促进反应的进行，因此在酸性水体中，本方法的优势更加明显。本方法降解染料有自加速性能，随着反应进行，脱色速率提高。

　　权利要求书

　　1.利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，其步骤为：

　　A)将含染料废水过滤，除去其中的悬浮物质;

　　B)向含染料水体中加入一种小分子双酮化合物，并搅拌混匀;

　　C)将步骤B中的含染料水体置于紫外光源下辐照，至染料脱色。

　　2.根据权利要求1所述的利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，所述小分子双酮化合物为2,3-丁二酮或2,5-己二酮。

　　3.根据权利要求2所述的利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，其特征在于，所述含染料水体中染料的摩尔浓度在0.5 mM以下，水体pH值为4.0-9.0。

　　4.根据权利要求3所述的利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，其特征在于，所述步骤B中小分子双酮加入染料水体后的摩尔浓度为0.3 ~5mM。

　　5.根据权利要求3或4所述的利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，其特征在于，所述步骤C中含染料水体于5-40℃在0.1-10 mW/cm2的辐照场内照射0.5 - 4 h。

　　6.根据权利要求3或4所述的利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，其特征在于，所述步骤C中的紫外光源为能够发射紫外线的汞灯或黑光灯。

　　7.根据权利要求3或4所述的利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，其特征在于，所述含染料水体中的染料为橙黄II、甲基橙、刚果红、亚甲基蓝或罗丹明B。

　　说明书

　　利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法

　　技术领域

　　本发明涉及处理染料废水的方法，具体涉及利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法。

　　背景技术

　　印染废水在我国工业废水中所占的比例较大。印染废水具有有机物含量高、成分复杂、色度深、水质变化大、化学需氧量和生化需氧量均较高等特点，属于难处理的工业废水。很多染料(例如甲基橙、刚果红和罗丹明B等)具有致癌性。废水中染料的浓度即使很低，排入水体后亦会造成水体透光率下降，从而对水生生态系统和水体自然景观造成不良影响。因此，随着环境标准的日益严格，亟需高效降解染料废水的技术。

　　目前，染料废水的处理方法主要包括物理法、化学法和生物法。物理处理法中应用最多的是吸附法，由于吸附剂再生困难而使它的应用受到限制。膜分离法处理效率高，但是浓差极化和膜污染现象使得膜通量随运行时间延长而不断下降，限制了它在染料废水处理中的应用。化学法中的混凝沉淀法产生泥渣量大，对亲水性染料处理效果差。生物法是利用微生物的新陈代谢作用实现对染料的降解，但是由于染料废水的可生化性能较差，此方法的脱色效率较低。

　　光氧化法是近年来发展起来的一种高效降解有机物的方法，具有反应条件温和、氧化效率高、适应范围广的特点。光氧化法主要包括非均相光氧化法和均相光氧化法。非均相光氧化法中研究最多的是半导体光催化法，由于受到传质速率的限制，此方法的氧化效率不如均相光氧化法。常见的均相光氧化法中，UV/O3方法其臭氧需在现场制备，运行成本较高，UV/Fenton方法会产生大量污泥，需要进一步处理，而UV/H2O2方法的脱色效率则不是很理想，且容易受到水体中共存的有机污染物的影响。

　　中国专利申请号2011104197068，发明名称：一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，提出了一种基于乙酰丙酮的光氧化处理染料废水的方法，其脱色效率远优于传统的UV/H2O2和UV/TiO2等方法。乙酰丙酮又名2,4-戊二酮，也属于双酮的范畴。但并不是所有的双酮类化合物可以作为脱色染料的光活性剂，例如环状的1,4-环己二酮就不属于此类光活性剂。能够脱色染料的光活性剂具备一定的结构特点。

　　发明内容

　　1、本发明要解决的技术问题

　　针对现有的染料废水处理方法普遍存在的反应选择性差，试剂消耗量大，脱色效率低等问题，本发明提供了利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，利用小分子双酮在紫外光的照射下引发反应，实现染料废水的高效快速脱色，，可应用于印染废水和受染料污染水体的处理，此外还为染料-双酮共存的污染水体的处理提供了思路。此外，本发明初步甄别了能够作为脱色染料光活性剂的双酮的结构特点：分子较小(一般碳原子个数小于8)，而且分子构型为链状。

　　2、技术方案

　　利用小分子双酮作光活性剂氧化处理染料废水的方法，其步骤为：

　　A)将含染料废水过滤，除去其中的悬浮物质;

　　B)向含染料水体中加入一种小分子双酮化合物，并搅拌混匀;

　　C)将步骤B中的含染料水体置于紫外光源下辐照，至染料脱色。

　　所述小分子双酮化合物为2,3-丁二酮或2,5-己二酮。

　　所述含染料水体中染料的摩尔浓度在0.5 mM以下，水体pH在4.0-9.0。

　　所述步骤B中小分子双酮加入染料水体后的摩尔浓度为0.3 ~5mM。

　　所述步骤C中含染料水体于5-40℃在0.1-10 mW/cm2的辐照场内照射0.5 - 4 h。

　　所述步骤C中的紫外光源为能够发射紫外线的汞灯或黑光灯。

　　所述含染料水体中的染料为橙黄II、甲基橙、刚果红、亚甲基蓝或罗丹明B。

　　3、有益效果