申请日2018.05.14
公开(公告)日2018.08.21
IPC分类号C02F9/04; C02F101/38; C02F101/20; C02F101/22; C02F103/30
摘要
本发明公开了一种同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，选用不同的铁基材料作为原料，经碱液洗涤去除表面粘附的油类物质，然后以酸洗涤，去除表面氧化膜后再用蒸馏水清洗备用;采用酸调节剂将印染废水pH值调节为3‑4，然后投加经预处理后的铁基材料，同时投加双氧水溶液，并持续搅拌反应，采用碱调节剂将反应后的混合液的pH值调节至7‑9，再加入混凝剂，进行混凝沉淀即可。本发明实现了对印染废水中苯胺类物质及重金属铬、锑的同步去除，大大减少了印染废水处理工艺的复杂性。本发明原料易获得，处理成本低，过程简便，易于操作，对印染废水的深度处理有良好的效果。
翻译权利要求书
1.一种同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：选用不同的铁基材料作为原料，经碱液洗涤去除表面粘附的油类物质，然后以酸洗涤，去除表面氧化膜后再用蒸馏水清洗备用;
步骤2)：采用酸调节剂将印染废水pH值调节为3-4，然后投加经预处理后的铁基材料，同时投加双氧水溶液，并持续搅拌反应，采用碱调节剂将反应后的混合液的pH值调节至7-9，再加入混凝剂，进行混凝沉淀即可。
2.如权利要求1所述的同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，所述苯胺类物质为硝基苯胺、对硝基苯胺、邻甲苯胺或2，4-二硝基苯胺;重金属为铬或锑。
3.如权利要求2所述的同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，所述铬为三价铬离子或六价铬离子;锑为三价锑或五价锑离子。
4.如权利要求1所述的同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，所述步骤1)中的铁基材料为铁盐、铁刨花、零价铁和铁矿中的任意一种或几种。
5.如权利要求1所述的同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，所述步骤1)中的碱液采用质量浓度为1～10%的氢氧化钠或氢氧化钾;酸采用质量浓度为1～5%的稀盐酸溶液;步骤2)中的酸调节剂为盐酸或硝酸;碱调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
6.如权利要求1所述的同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，所述步骤2)中铁基材料的有效铁与双氧水的有效过氧化氢的摩尔比为1∶1～3∶1。
7.如权利要求1所述的同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，所述步骤2)中的混凝剂为铝盐。
8.如权利要求7所述的同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，所述铝盐为硫酸铝、明矾和聚合氯化铝中的任意一种或几种。
9.如权利要求1或7所述的同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，所述步骤2)中的混凝剂中还包含高分子聚合物助凝剂。
10.如权利要求9所述的同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，所述高分子聚合物助凝剂为聚丙烯酰胺。
说明书
一种同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法
技术领域
本发明涉及一种同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属铬、锑的方法，属于水处理技术领域。
背景技术
作为我国传统的支柱行业之一，纺织印染行业在我国得到迅速而广泛的发展。然而印染行业需水量大，产生的废水也日益增多，排放量巨大。并且近年来随着印染行业的飞速发展和后整理技术的进步，新型助剂、染料、整理剂以及催化剂等在印染行业的大量使用，使得印染废水中的成分越来越复杂，处理难度也越来越大。目前，印染废水处理普遍采用生化结合物化的二级处理方式，但是偶氮染料在常规生物处理阶段会次生苯胺类污染物，对常规处理工艺也提出了新的挑战。同时，涤纶原料合成中含锑催化剂(三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑)的使用导致印染废水中的锑污染，以及毛印染中重铬酸钾助剂使用导致的六价铬污染问题，也成为印染废水治理需要面对的难题。近年来国家对于该三类物质的要求越来越严格，对于苯胺类物质来说，其本身属于难降解有机物，经生物处理后水中会次生出较低浓度的苯胺类物质且不能够达到国家标准的要求，进一步深度处理难度较大;对于铬和锑来说，水中含量较少，现有处理技术包括铁絮凝沉淀法、电渗析、膜方法等，这些方法虽然有一定效果，但是处理成本较高，不适用于大规模使用。并且由于印染废水成分复杂，同一废水水体中很有可能出现该三类物质中的两种或以上的物质同时存在的情况，单独去除成本较高，因此急需能够实现三种物质的同步且高效去除的方法。
高级氧化技术利用羟基自由基氧化去除水中有机物，能够降解水中难降解有机物，提高其生物可降解性，甚至实现有机物的完全矿化去除。高级氧化技术种类繁多，包括催化氧化、臭氧紫外联用、光催化氧化、芬顿及类芬顿体系等。其中芬顿体系利用Fe2+和过氧化氢反应产生羟基自由基或者瞬态高价铁，从而降解有机物的反应体系。其在酸性水溶液中具有很强的氧化能力，可以很好的降解废水中的有机污染物，反应速度较快，但是处理后水体存在较多铁离子，致使水体产生颜色，造成二次污染，并形成难处理的铁泥，且传统芬顿对于金属的去除并不理想。
为改良传统芬顿存在的问题，并且使工艺能够同时去除水中的苯胺类物质、铬和锑，本发明采用铁基材料代替Fe2+与过氧化氢反应，酸性条件下铁基材料腐蚀所产生的二价铁离子与过氧化氢反应构成芬顿反应产生大量羟基自由基从而实现有机物质的降解，而对于溶液中的重金属离子，一方面芬顿反应的强氧化性和铁基材料的强还原性能够实现某些金属的氧化或者还原，增加其去除的可能性;另一方面铁基材料的氧化腐蚀以及芬顿反应产生的氢氧根离子和铁的氢氧化物吸附絮凝沉淀重金属。从而实现水中有机物和金属离子的同步去除，零价铁使用大大减少水中残留铁离子浓度和药剂投加量，并且能够有效降低多种物质单独处理的成本。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属铬、锑的方法，其应用于印染废水的深度处理，可以满足废水提标改造的需求。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种同步去除印染废水中苯胺类物质及重金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：选用不同的铁基材料作为原料，经碱液洗涤去除表面粘附的油类物质，然后以酸洗涤，去除表面氧化膜后再用蒸馏水清洗备用;
步骤2)：采用酸调节剂将印染废水pH值调节为3-4，然后投加经预处理后的铁基材料，同时投加双氧水溶液，并持续搅拌反应，采用碱调节剂将反应后的混合液的pH值调节至7-9，再加入混凝剂，进行混凝沉淀即可。
优选地，所述苯胺类物质为硝基苯胺、对硝基苯胺、邻甲苯胺或2,4-二硝基苯胺;重金属为铬或锑。
更优选地，所述铬为三价铬离子或六价铬离子;锑为三价锑或五价锑离子。
优选地，所述步骤1)中的铁基材料为铁盐、铁刨花、零价铁和铁矿中的任意一种或几种。
优选地，所述步骤1)中的碱液采用质量浓度为1~10%的氢氧化钠或氢氧化钾;酸采用质量浓度为1~5%的稀盐酸溶液;步骤2)中的酸调节剂为盐酸或硝酸;碱调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
优选地，所述步骤2)中铁基材料的有效铁与双氧水的有效过氧化氢的摩尔比为1:1~3:1。
优选地，所述步骤2)中的混凝剂为铝盐。
更优选地，所述铝盐为硫酸铝、明矾和聚合氯化铝中的任意一种或几种。
优选地，所述步骤2)中的混凝剂中还包含高分子聚合物助凝剂。
更优选地，所述高分子聚合物助凝剂为聚丙烯酰胺。
本发明提供了一种同步去除废水中低浓度苯胺以及重金属铬、锑的方法，可用于印染废水的深度处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明中去除的目标物质为苯胺类物质、铬和锑，这些物质在印染废水中广泛存在，且去除难度大。本发明提供的方法能够同时去除三类物质，在实际废水处理中本方法的使用可有效缩短工艺流程，可用于印染废水的提标改造;
2、本发明采用的铁基材料在反应后可生成铁盐，加入碱调节剂后具有混凝作用，可被原位利用对重金属进行混凝沉淀，提高处理效果，降低处理成本;
3、本发明采用的铁基材料来源广泛，使用成本低，处理过程操作简单，适于实际工程中的推广应用。
