申请日2003.06.18
公开(公告)日2005.01.19
IPC分类号C02F1/32; C02F1/72
摘要
本发明涉及一种用于染料废水处理的光催化氧化方法，该法使用颗粒状TiO2光催化剂和流化床反应器，并且使用低功率的紫外灯作为电光源照射，同时鼓入空气，使催化剂在反应器内呈流化状态，将染料废水中染料化合物降解为无机小分子。该方法对污染物去除率可达到脱色率69～95%，总有机碳去除率47～75%;而且，本发明的光催化氧化水处理方法还具有光能利用率高、催化剂价格低廉且操作简单等优点，具有工业应用化前景。
権利要求書
1、一种用于染料废水处理的光催化氧化方法，其具体步骤如下：
在流化床反应器中，使用波长为254nm或365nm，功率为8～36W的紫外灯作为电 光源照射，加入颗粒状TiO2光催化剂，将待处理的染料废水泵入流化床反应器，并同时 鼓入空气，在颗粒状TiO2光催化剂呈流化状态下，连续或间歇进行光催化氧化反应0.5～ 2小时，排出处理过的废水，得到净化水;
所使用的颗粒状TiO2光催化剂，其颗粒的比表面积为50～194.3m2/g，堆密度为0.85～ 1kg/L，等电点为6.0～6.5，粒径为16～100目;
其颗粒状TiO2光催化剂的加入量为：每升待处理的染料废水中加入10～30克的颗粒 状TiO2光催化剂;
所述空气的鼓入量为2～10L/min。
2、如权利要求1所述的用于染料废水处理的光催化氧化方法，其特征在于：所述待 处理的染料废水中含有的染料种类为阳离子染料、活性染料、酸性染料、分散染料、直 接染料或碱性染料。
3、如权利要求2所述的用于染料废水处理的光催化氧化方法，其特征在于：所述的 阳离子染料为阳离子桃红FG。
4、如权利要求2所述的用于染料废水处理的光催化氧化方法，其特征在于：所述的 活性染料为活性艳红k-2G。
5、如权利要求2所述的用于染料废水处理的光催化氧化方法，其特征在于：所述的 酸性染料为酸性红B。
6、如权利要求2所述的用于染料废水处理的光催化氧化方法，其特征在于：所述的 分散染料为分散橙149。
7、如权利要求2所述的用于染料废水处理的光催化氧化方法，其特征在于：所述的 直接染料为直接耐晒翠兰GL。
8、如权利要求2所述的用于染料废水处理的光催化氧化方法，其特征在于：所述的 碱性染料为碱性黄86。
说明书
一种用于染料废水处理的光催化氧化方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种用于染料废水处理的光催化氧化方法。
技术背景
染料生产和印染工业产生的染料废水是一种很难降解的行业性废水。其中常见的染 料种类有活性艳红k-2G、染料阳离子桃红FG、酸性红B、分散橙149、直接耐晒翠兰GL、 碱性黄86等有毒物质，染料废水成分复杂、多变且具有毒性，使用常规生化方法很难处 理此类废水。二氧化钛光催化氧化法是近年来发展的一项新兴的氧化技术方法，其用于 染料废水处理是通过人造光源或太阳光照射，激发催化剂产生大量的活性氧物种，如羟 基自由基，超氧阴离子自由基等，攻击染料的发色团，导致染料化合物脱色，进而使染 料分子矿化为易于除去的、无毒的或低毒的小分子化合物。二氧化钛光催化氧化方法主 要采用粉末TiO2悬浮液反应和固定化催化剂(负载，镀膜等)的填充床反应两种方式。 前者使用粉末状TiO2为催化剂的悬浆体系，但是粉末催化剂会影响光的通透性，而且粉 末催化剂的分离回收设备复杂，费用高昂且耗时，当进行连续运行时，需要大量的催化 剂补充。而采用固定化催化剂的填充床反应则是将催化剂固定在一定的载体上如纤维， 陶粒，反应器壁等，负载过程复杂，原料成本高昂，高温烧结时还会导致催化剂的活性 降低;而且使用固定化的催化剂进行光催化反应时，会使反应受到传质限制，催化剂容 易发生堵塞，光能利用率低;另外反应过程中活性成分脱落和表面玷污问题也直接影响 该技术的效率和推广应用。
二氧化钛光催化氧化法常用的光源主要有人造光源和太阳光两种。太阳光作为光源 易受季节和气候等因素影响，光强分布不均匀，可控性差，而且太阳光的反应器占地面 积大。人造光源通常是使用高压紫外灯作为光源，一方面，会有大量的光能转化为热能， 能量散失，光能利用率低;另一方面，这种光源需要配置稳压装置和冷却系统，这样就 会导致操作复杂，费用增加。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术催化活性低、催化剂容易发生堵塞、光能利用率低 的缺陷，从而提供一种光能利用率高、催化剂价格低廉且操作简单的用于染料废水处理 的光催化氧化方法。
本发明的目的是由以下的技术方案实现的：
本发明提供一种用于染料废水处理的光催化氧化方法，其具体步骤如下：
在流化床反应器中，使用波长为254nm或365nm，功率为8～36W的紫外灯作为电 光源照射，加入颗粒状TiO2光催化剂，将待处理的染料废水泵入流化床反应器，并同时 鼓入空气，在颗粒状TiO2光催化剂呈流化状态下，连续或间歇进行光催化氧化反应0.5～ 2小时，排出处理过的废水，得到净化水;
所使用的颗粒状TiO2光催化剂，其颗粒的比表面积为50～194.3m2/g，堆密度为0.85～ 1kg/L，等电点为6.0～6.5，粒径为16～100目;
其颗粒状TiO2光催化剂的加入量为：每升待处理的染料废水中加入10～30克的颗粒 状TiO2光催化剂;
所述空气的鼓入量为2～10L/min。
所述待处理的染料废水中含有的染料种类为阳离子染料、活性染料、酸性染料、分 散染料、直接染料或碱性染料。
所述的阳离子染料为阳离子桃红FG。
所述的活性染料为活性艳红k-2G。
所述的酸性染料为酸性红B。
所述的分散染料为分散橙149。
所述的直接染料为直接耐晒翠兰GL。
所述的碱性染料为碱性黄86。
本发明提供的用于染料废水处理的光催化氧化方法优点在于：
1、改性的TiO2光催化剂活性高，性能稳定，再生简单，不会引起二次污染，可大规模生 产应用;
2、本发明所选用的低功率紫外灯不需要稳压装置和冷却系统，光能利用率高，成本和操 作费用低廉;
3、流化床中，流化态的光催化剂与待反应溶液充分接触，能够更有效的利用光能，对染 料化合物的降解效率高;且催化剂不随反应液流出，不存在分离和回收、活性成分脱 落、催化剂堵塞、传质限制等问题，催化剂在流化状态下不易玷污，可起到自净化的 作用;
4、本方法对多种难降解的染料化合物的光催化降解矿化效果较好。
