申请日2018.01.11
公开(公告)日2018.05.08
IPC分类号C02F1/72; C02F101/30
摘要
本发明涉及一种活化有机过氧化物降解染料废水的方法，具体步骤如下：在室温条件下，向含有染料化合物的水体中，加入一定量的二价钴盐提供Co2+和过氧乙酸(PAA)，调节反应体系初始pH为7，均匀搅拌反应1小时，即可氧化降解染料。本发明无需提供额外的能源，操作简单;采用过氧乙酸为有机氧化剂，可以提供1.96V的氧化电位，利于染料的降解;采用Co2+为催化剂，活化PAA产生活性自由基，强化染料化合物的开环降解。采用本发明所提供的方法，可以实现各种染料废水的良好脱色效果。
权利要求书
1.一种活化有机过氧化物降解染料废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：向含有染料化合物的的水体中，加入一定量的过渡金属化合物和有机过氧化物，调节反应液的初始pH在中性范围，搅拌均匀一定时间，即可氧化降解染料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过渡金属化合物为二价钴盐。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二价钴盐为氯化钴、硝酸钴或硫酸钴。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有机过氧化物为过氧乙酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述染料化合物为酸性橙、刚果红、亚甲基蓝或结晶紫。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应体系中二价钴盐、过氧乙酸以及染料的物质的量之比为(0.04-0.4)∶(1-16)∶1。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反应体系中二价钴盐、过氧乙酸以及染料的物质的量之比为0.2∶4∶1。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述二价钴盐的浓度为0.002-0.02mM。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述二价钴盐的浓度为0.01mM。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应体系的初始pH为7，搅拌反应1小时。
说明书
一种活化有机过氧化物降解染料废水的方法
技术领域
本发明涉及一种处理染料废水的方法，具体涉及一种高级氧化体系氧化降解去除染料的方法，尤其涉及一种采用过渡金属Co2+活化有机过氧化物过氧乙酸PAA降解染料废水的方法。
背景技术
作为全球生产染料大国，染料废水日渐成为我国主要工业污染源之一。染料废水水质差异显著，成分复杂，生物毒性大，可生化性差。偶氮染料和三苯甲烷染料是位居染料中的前三大染料，其中的偶氮染料是一类分子结构中含有一个或多个N=N双键的染料，通常具有抗氧化降解、裂解后易产生致癌芳香胺等特点;三苯甲烷染料以三苯甲烷为母体结构的一类染料，较偶氮染料更难降解，且三苯甲烷具有高毒、高残留及“三致”作用。
目前常用的降解染料废水处理方法主要包括：吸附、混凝、膜分离的物理法，O3氧化、Fenton氧化、光催化氧化、电化学氧化以及湿式氧化的化学法和好氧生物处理、厌氧生物处理以及厌氧-好氧组合的生物处理方法。在这些处理技术中，以产生高活性的自由基为主的高级氧化技术对难降解、可生化性低、有毒有害的(新型)有机污染物具有很好的降解能力，而备受青睐。
然而，传统的高级氧化法由于自身的缺点限制了其广泛应用，如Fenton法存在适应pH范围小(pH2.5-3.5)、H2O2不稳定、含铁污泥量大、矿化率低等缺点;光催化法存在适应范围窄、光催化效率低等问题;臭氧技术虽氧化效率好，但操作较为繁琐，处理费用太高。因此，寻求高效实用的污水处理技术是当前高级氧化技术领域研究的热点。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术中的不足，主要解决如何快速活化PAA产生自由基以及如何采用新技术高效降解染料的问题，从而提供一种新型的有机氧化剂降解去除染料的高级氧化法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种活化有机过氧化物降解染料废水的方法，其包括如下步骤：
在室温条件下，向含有染料化合物的水体中，加入一定量的过渡金属化合物和有机过氧化物，调节系统初始pH为7，均匀搅拌反应一段时间，即可氧化降解废水中的染料。
上述过渡金属化合物为二价钴盐提供Co2+作为催化剂，有机过氧化物为过氧乙酸(PAA);
上述二价钴盐为硝酸钴、氯化钴、硫酸钴中的任一种;
上述染料化合物包括：酸性橙(AO7)、刚果红(CR)、亚甲基蓝(MB)以及结晶紫(CV)，其中，酸性橙属于阴离子型偶氮苯磺胺酸类，亚甲基蓝属于阳离子型吩噻嗪类，刚果红属于阳离子型联苯胺直接偶氮染料类，结晶紫属于阳离子型三苯甲烷类;
上述二价钴盐、PAA以及染料的物质的量之比为(0.04-0.4)∶(1-16)∶1，优选为(0.1-0.3)∶(2-8)∶1，更优选为0.2∶4∶1。
上述二价钴盐浓度为0.002-0.02mM，优选为0.01mM;
上述PAA的浓度为0.05-0.8mM，优选为0.2mM;
上述反应时间为1小时。
所述反应体系为均相体系，过渡金属Co2+活化PAA生成活性自由基氧化降解去除染料不需要额外进行超声、紫外辐射以及微波照射。
本发明包括以下有益效果：
1、采用过氧乙酸为有机氧化剂，其消毒氧化能力强、消毒副产物少，O-OH键能(38kcal/mol)小于H2O2的O-OH键能(51kcal/mol)，可产生更多的自由基;同时，可以提供1.96V的氧化电位，利于染料的降解。
2、采用过渡态Co2+为催化剂，由于Co2+是过渡金属离子中活化PMS效率最好的催化剂，同样地少剂量Co2+就能高效活化PAA产生活性自由基，强化染料化合物的开环降解。
3、反应条件温和，无需另外能源，操作简单;可以实现各种染料废水的良好脱色效果，对水处理领域具有广阔的应用前景。
