申请日2005.10.09
公开(公告)日2006.05.31
IPC分类号C02F9/04; C02F1/70; C02F103/30; C02F1/30; C02F1/28; C02F1/72
摘要
本发明涉及染色废水脱色降解与回用方法。该方法依次采用废水过滤工艺、光化学反应脱色降解工艺和活性碳吸附净化工艺：废水过滤工艺控制滤速0.2-0.5升/min;所述光化学反应脱色降解工艺是采用水冷式控温光化学反应器，利用基于草酸铁/过氧化氢系统的光助氧化方法或者基于硼氢化物/硫酸盐光助还原方法对于所述已过滤之废水进行光化学脱色降解处理;活性碳吸附净化工艺是使经过光化学脱色降解后的废水再慢速通过80-100cm的活性碳吸附层，控制流速为10-30ml/min，所述活性碳为颗粒状工业废水活性碳，粒度3-5mm，表观密度0.45-0.50g/cm3，碘吸附值850mg/g，通过活性碳吸附残色后的水即可达到回用标准，可直接用于棉织物染色，所得染色棉织物的颜色特征与常规染色棉织物几乎相同，能够满足商业要求。
权利要求书
1.一种染色废水脱色降解方法，该方法依次采用废水过滤工艺、光化学 反应脱色降解工艺和活性碳吸附净化工艺;
所述的废水过滤工艺是采用滤材和抽滤装置对染色废水进行过滤，控制过 滤1升染色废水所需时间为2.0-5.0min;
所述的光化学反应脱色降解工艺是采用水冷式控温光化学反应器，利用基 于草酸铁/过氧化氢系统的光助氧化方法或者基于硼氢化物/硫酸盐光助还原 方法对于所述已过滤之废水进行光化学脱色降解处理，所述光助氧化方法的光 催化氧化剂是由硫酸铁、草酸及过氧化氢按摩尔比1∶3∶5的比例混合配制而 成，脱色过程为：首先按100ml染色废水加入0.5-5.0ml光催化氧化剂的比 例处理染色废水，搅拌5-10分钟，然后将其置于水冷式控温光化学反应器中， 在温度为20-25℃和pH为2-4条件下反应30-60min;所述光助还原方法的还 原脱色剂是由引发剂和促进剂按1∶100ml的比例均匀混合配制而成，其中引 发剂为含有重量百分比12%的硼氢化物和重量百分比40%的氢氧化钠的水溶 液;促进剂是按5.0g重亚硫酸钠溶解于100ml蒸馏水构成的水溶液，脱色 过程为：首先按100ml的染色废水加入0.2-2.0ml还原脱色剂的比例处理染色 废水，搅拌5-10分钟，然后将其置于水冷式控温光化学反应器中，在温度为 20-25℃和pH为3-10条件下反应15-30min;
所述的活性碳吸附净化工艺是使经过光化学脱色降解后的废水再慢速通 过80-100cm的活性碳吸附层，控制流速为10-30ml/min，所述活性碳为颗 粒状工业废水活性碳，粒度3-5mm，表观密度0.45-0.50g/cm3，碘吸附值 850mg/g，通过活性碳吸附残色后的水即可达到回用标准。
2.根据权利要求1所述的染色废水脱色降解方法，其特征在于所述的废 水过滤工艺控制过滤1升染色废水所需过滤时间为3-4min。
3.一种染色废水的回用方法，其特征在于该染色废水采用权利要求1所 述的染色废水脱色降解方法处理后，直接回用于棉织物染色，回用水染色工艺 设计为NaCl20-40g/l，Na2CO312-20g/l。
4.根据权利要求3所述的染色废水的回用方法，其特征在于所述的回用 水染色工艺设计为NaCl40g/l，Na2CO315g/l。
说明书
染色废水脱色降解与回用方法
技术领域
本发明涉及一种染色废水处理技术，具体为一种采用偶氮类活性染料对 棉纺织品染色所产生的染色废水脱色降解与回用方法，国际专利分类号拟为 Int.Cl7 C02F 1/52。
背景技术
纺织工业是我国排放工业废水量较大的部门之一，据不完全统计，每年 排放废水量高达9亿多吨，为我国工业废水排放量的第六位，其中印染废水 排放量占纺织工业废水排放量的80%。因此纺织工业的环境污染问题主要是 印染废水的污染。同时纺织印染行业又是用水大户，水资源耗费严重，每生 产1吨纺织品就要使用100-200吨水。在印染加工中，包括纤维制品染色加 工和后处理(固色、水洗和皂洗等)过程所产生的废水，具有水量大，色度 高，成分复杂(含有染料，助剂，酸碱，纤维杂质和无机盐类等)的特征。 分析表明，染料是染色废水中影响最大的组分，废水的颜色主要来源于上染 过程中未固定而被水洗下来的那部分染料。据估计，目前全世界每年印染工 业使用的染料量约70多万吨，在印染加工过程中损失的染料量约为10-20%， 其中大部分进入印染废水中。也即是说，如果不经处理就排放，则每年就有 不少于10万吨的染料以溶解或分散于水中的形式最终进入人类生活环境之 中。因此染色废水的无害化处理就成为了纺织工业废水处理的关键技术之一。
目前染色废水的无害化处理主要是脱色降解处理和染料去除。其共同特 点是将染色加工中各工序所产生的废水集中，然后统一地进行脱色降解处理。 据评估这种混合废水的脱色处理费用是相当高的，而且难以循环利用。而印 染废水脱色降解处理的新思路则是将印染废水的脱色降解与循环利用相结 合，在印染废水产生的源头首先对其进行分类处理。对于染色废水而言，当 染色废水刚从染色机或水洗机中排放出来时，按照污染程度和处理要求进行 基本分类，然后利用适当的处理技术对其进行处理，最后全部或部分回用于 织物染色和水洗加工中。这种单一废水的脱色降解处理费用很低，而且绝大 部分脱色降解废水可以循环用于下一次的染色或水洗中。此外脱色后废水仍 然含有可以重复使用的化学品如盐和助剂等，不仅可为印染厂提供一个重复 使用水、化学品的机会，降低生产成本，而且更重要的是减少印染废水的排 放量，降低环境污染。从这个的角度来看，染色废水的脱色降解及其回用则 是一种资源节约型的做法，能够实现水资源的可持续利用，推动纺织印染工 业向节水型工业转化，是纺织印染加工的发展方向。
在氧化技术方面，目前已有使用臭氧、二氧化氯和次氯酸钠作为氧化剂 处理染色废水，并将其回用于染色加工的报道。但是这些技术需要使用复杂 的设备装置，而且需要较长的氧化降解时间。此外在使用含氯氧化剂的场合， 回用水中较高浓度的氯离子会阻碍织物染色。尽管也有采用本发明中涉及的 基于草酸铁/过氧化氢系统的光催化氧化方法处理印染废水的研究，例如，吴 峰等都应用这种系统对个别染料的水溶液进行脱色研究，分别考察了光强度 以及溶液pH等因素的影响(1Feng Wu(吴峰)等，Chemosphere，1999，39(12)： 2079-2085;2李太友、刘琼玉，化工环保，2001，21(2)：84-87)，但是都 未把废水过滤工艺、活性碳吸附净化工艺和除铁工艺进行有效联合，更未涉 及将处理后的染色废水回用于纺织品的染色加工问题。在还原技术方面，以 前也有采用硫脲、保险粉以及本发明中涉及的基于硼氢化物/硫酸盐系统处理 印染废水的研究和应用，例如，J.A.Laszlo总结使用硼氢化物/硫酸盐系 统处理印染废水的特点，并以两个单偶氮染料为例研究了它们的还原脱色反 应生成物(J.A.Laszlo，Environmental Science and Technology(环境 科学与技术)，31(12)：3647-3653.1997)。但是它们皆未提及光助技术， 也未把废水过滤工艺、活性碳吸附净化工艺和除铁工艺进行有效联合，更未 涉及将处理后的染色废水回用于纺织品的染色加工问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是提供一种染色废水脱 色降解与回用方法，该方法主要适用于水溶性偶氮类活性染料对纯棉织物进 行浸染加工的染色废水脱色降解与回用，具有工艺简单，成本低廉，可大幅 减少染色废水排放和有效利用水资源，工业化实施容易等特点。
本发明解决所述染色废水脱色降解与回用方法技术问题的技术方案是： 设计一种染色废水脱色降解方法，该方法依次采用废水过滤工艺、光化学反 应脱色降解工艺和活性碳吸附净化工艺：
所述的废水过滤工艺是采用滤材和抽滤装置对染色废水进行过滤，控制 过滤1升染色废水所需时间为2.0-5.0min;
所述的光化学反应脱色降解工艺是采用水冷式控温光化学反应器，利用 基于草酸铁/过氧化氢系统的光助氧化方法或者基于硼氢化物/硫酸盐光助还 原方法对于所述已过滤之废水进行光化学脱色降解处理，所述光助氧化方法 的光催化氧化剂是由硫酸铁、草酸及过氧化氢按摩尔比1∶3∶5的比例混合 配制而成，脱色过程为：首先按100ml染色废水加入0.5-5.0ml光催化氧 化剂的比例处理染色废水，搅拌5-10分钟，然后将其置于水冷式控温光化学 反应器中，在温度为20-25℃和pH为2-4条件下反应30-60min;所述光助还 原方法的还原脱色剂是由引发剂和促进剂按1∶100ml的比例均匀混合配制 而成，其中引发剂为含有重量百分比12%的硼氢化物和重量百分比40%的氢氧 化钠的水溶液;促进剂是按5.0g重亚硫酸钠溶解于100ml蒸馏水构成的水 溶液，脱色过程为：首先按100ml的染色废水加入0.2-2.0ml还原脱色剂的 比例处理染色废水，搅拌5-10分钟，然后将其置于水冷式控温光化学反应器 中，在温度为20-25℃和pH为3-10条件下反应15-30min;
所述的活性碳吸附净化工艺是使经过光化学脱色降解后的废水再慢速通 过80-100cm的活性碳吸附层，控制流速为10-30ml/min，所述活性碳为颗 粒状工业废水活性碳，粒度3-5mm，表观密度0.45-0.50g/cm3，碘吸附值 850mg/g，通过活性碳吸附残色后的水即可达到回用标准。
本发明解决所述染色废水脱色降解后的回用方法技术问题的技术方案 是：设计一种染色废水脱色降解后的回用方法，其特征在于所述的染色废水 采用本发明所述的染色废水脱色降解方法处理，处理后的回用水仍用于棉织 物染色，染色工艺设计为NaCl20-40g/l，Na2CO312-20g/l。
在现有技术中，有使用臭氧氧化降解染色废水，并将其回用的报道。但 是此技术需要使用复杂的臭氧发生器及其连接装置，而且臭氧对某些染料的 氧化具有选择性，需要较长的氧化降解时间。此外在现有技术中没有将过滤 和吸附技术和臭氧氧化技术结合，废水中的纤维屑会阻碍臭氧对染料的氧化 作用，不仅会导致处理时间长，而且因无后续吸附装置而导致回用水质量较 低，回用困难。在现有技术中，还有使用二氧化氯和次氯酸钠作为氧化剂处 理染色废水，并将其回用于染色加工的报道。但是此技术最大的问题是回用 水中含用较高浓度的氯离子，对回用于织物染色有一定的限制性。与现有技 术相比，本发明的染色废水脱色降解与回用方法由于将光化学脱色降解技术、 过滤和吸附技术以及纺织染整技术相结合，因此本发明的染色废水脱色降解 与回用方法不仅能够使活性染料染色废水有效脱色降解，达到无害排放的标 准，而且可以染色回用，大幅减少染色废水排放和有效利用水资源，并且得 到的染色棉织物的颜色特征与常规染色棉织物几乎相同，能够满足商业要求， 同时具有工艺简单，成本低廉，工业化实施容易等特点。
