申请日2003.01.23
公开(公告)日2003.07.16
IPC分类号C02F1/58; C02F1/30; C02F1/66
摘要
本发明提供了一种印染废水的脱色方法，包括以下步骤：调节废水的pH值至呈酸性;加入天然锰钾矿，搅拌反应几个小时即可。所述方法中，反应溶液酸度越大，反应进行得越快;天然锰钾矿用量越多、粒径越小，越有利于脱色反应;在废水中加入电解质硝酸钙有助于脱色反应;光照也有利于脱色反应的进行。本发明的脱色方法所采用的脱色剂天然锰钾矿原料易得，成本低，无二次污染，应用范围广泛，脱色效果明显。另外，天然锰钾矿处理印染废水后，还可以重复使用。
権利要求書
1.一种印染废水的脱色方法，包括以下步骤：
(1)调节废水的pH值至呈酸性;
(2)加入天然锰钾矿，搅拌反应几个小时即可。
2.如权利要求1所述的脱色方法，其特征在于所述废水的pH值为4以下。
3.如权利要求1或2所述的脱色方法，其特征在于所述天然锰钾矿的粒径 为160-200目。
4.如权利要求1或2所述的脱色方法，其特征在于在废水中还添加电解质 硝酸钙。
5.如权利要求3所述的脱色方法，其特征在于在废水中还添加电解质硝酸 钙。
6.如权利要求1或2所述的脱色方法，其特征在于脱色在光照条件下进行。
7.如权利要求3所述的脱色方法，其特征在于脱色在光照条件下进行。
8.如权利要求4所述的脱色方法，其特征在于脱色在光照条件下进行。
9.如权利要求5所述的脱色方法，其特征在于脱色在光照条件下进行。
说明书
一种印染废水的脱色方法
技术领域：
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及印染废水的脱色方法。
背景技术：
当今，全球合成染料年产量约为100万吨，其中我国约占20%。染料生产 投入的原料大部分是芳烃化合物和杂环化合物，因而使生产过程中所排放的废水 绝大多数是以苯、萘、蒽、醌等芳香团作为母体的有机物，带有显色集团，颜色 很深，色度达500-500000，有很强的污染感。如果直接排放，将会对水源造成 严重污染，因此研究染料废水的处理对保护生态环境和人类健康有很重要的意 义。目前，工业上常用的染料废水处理方法有絮凝沉淀法、电解法、氧化法、吸 附法和生物降解法等。但是，这些方法普遍具有成本高，时效短且有二次污染等 缺点。
目前，国内外关于锰的氧化物对印染废水的降解研究大都是人工合成产 物，利用天然锰钾矿对印染废水的氧化降解研究未见报道。
发明内容：
本发明的目的是提供一种成本低、应用范围广泛、无二次污染的印染废水 的脱色方法。
本发明的技术方案如下：
一种印染废水的脱色方法，包括以下步骤：
(1)调节废水的pH值至呈酸性(如果印染废水本身已是酸性，则可以省 略本步骤);
(2)加入天然锰钾矿，搅拌反应几个小时即可。
所述方法中，反应溶液酸度越大，反应进行得越快，当废水的pH值调节为 4以下时，效果最佳。
所述天然锰钾矿用量越多、粒径越小，越有利于脱色反应，推荐粒径为160 -200目。
所述方法中，在废水中加入电解质硝酸钙有助于脱色反应。光照也有利于 脱色反应的进行。
本发明脱色方法的主要机理为：天然锰钾矿因含有变价的Mn4+和Mn2+会 表现出良好的氧化还原性，当锰钾矿与某些易被氧化或还原的分子或离子发生化 学反应时，可表现为两种性质，一是Mn4+易获得电子被还原为低价的Mn3+或 Mn2+，而与其相作用的离子或分子则失去电子被氧化。二是低价Mn2+可与某些 高价阳离子反应，将其还原为低价离子。天然锰钾矿和染料发生了氧化还原反应， 使其脱色。
本发明的脱色方法应用十分广泛，对不同的染料废水均具有良好的脱色效 果。利用本发明的方法，采用采自湘潭锰矿的天然锰钾矿样品，对天津新欣染料 厂生产的X-3B、K-2BP、X-BR、X-R、K-BR、K-GN、X-8B、K-G、X-GN、 M-3RE等十种工业常用染料形成的废水进行脱色试验，都有很好的效果。
一、就X-3B染料进行了实验研究。
所用天然锰钾矿样品采自湘潭锰矿，经自来水冲洗、自然干燥、破碎、筛 分等预处理后备用。印染废水由500ppm染料储备液和去离子水配制，所用染料 X-3B为天津新欣染料厂生产的工业常用染料。pH值由HNO3和NaOH调节。实 验所用试剂均为分析纯，所用水为去离子水。实验所用仪器主要有HP-8453紫外 可见分光光度计，80-2B离心机，PHS-2C数字式酸度计，HZS-H型水浴恒温 振荡器等。
实验过程：在100ml锥形瓶中加入一定量及一定粒度的矿样，再加入50ml， 20mg/L的印染废水，溶液pH值由HNO3和NaOH调节。然后放入水浴恒温振 荡器内，在25℃(误差不超过+1℃)，200r/min条件下振荡一定时间，取出后立 即用0.2微米微孔滤膜过滤，滤液于紫外分光光度计测定染料的浓度。计算染料 的脱色率。
在一定浓度范围内，X-3B的浓度与它的吸光度符合朗伯—比耳定律：
A=εbc
ε为摩尔吸光系数，其单位为L.mol-1.cm-1，b为液层厚度(以cm为单位)， c表示摩尔浓度用mol.L-1表示。本实验利用此原理在一定的浓度范围内用HP- 8453紫外可见分光光度计于559纳米处测量溶液的吸光度从而得到不同X-3B溶 液的浓度。根据以下公式计算染料脱色率，t时刻染料的脱色率表示为：
st=((c0-ct)/c0)×100%
其中st代表某时刻X-3B的脱色率;c0、ct分别代表初始时刻和中间t时刻 染料的浓度。
实验结果：
当160-200目锰钾矿用量为0.2g，反应pH值为3，反应温度为25℃，振荡 速度为200r/min，反应半小时，对初始浓度为20mg/l的X-3B印染废水的脱色率 几乎达到100%。同时，我们发现，介质pH值、样品用量与粒径大小、共存电解 质、反应时间、光照对染料脱色反应有影响。介质pH值是最重要的影响因素， 其与X-3B脱色率之间的关系见附图1，由图1可见，反应溶液酸度越大，反应进 行得越快;当pH>3时，pH值微小的改变对X-3B脱色率影响很大，脱色率随pH 的降低而增大;PH=3时，反应20分钟，脱色率就可达到99.48%;pH<3时， pH值的变化对脱色率的影响不大。样品用量越多、粒径越小，越有利于脱色反应; 共存电解质硝酸钙有助于脱色反应，而磷酸钠的存在则不利于脱色反应。光照也 有利于脱色反应的进行。锰钾矿还可以重复使用，表一所示为锰钾矿重复使用时 的脱色结果。
