申请日2016.11.29
公开(公告)日2017.02.08
IPC分类号C02F9/04; C02F1/66; C02F101/30
摘要
本发明提供了一种分散染料生产废水的脱色方法，利用稳定性好、中和能力强的强碱试剂对高色度、强酸性、高化学需氧量的分散染料生产废水进行高效脱色。本申请所提供的分散染料生产废水的脱色方法，采用强碱调节生产废水至pH大于5.5，析出废水中的多余原料、残留产品以及少量的中间副产物，再进行过滤实现染料废水的脱色，具有简单便捷、高效、清洁且无二次污染等优点，脱色率可达到90%以上，最高可以达到96.41%。不仅实现了分散染料生产废水的脱色，还使染料废水中的有机物析出，从而降低了染料废水的化学需要量，减少传统氧化钙中和做法危险废物的量，也可以减少后续废水处理的工艺流程，从而降低了废水处理的费用。
权利要求书
1.一种分散染料生产废水的脱色方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用强碱调节分散染料生产废水的pH>5.5，搅拌后静置、过滤，得到脱色后的废水;
优选的，所述pH为6.5～13.0。
2.根据权利要求1所述的分散染料生产废水的脱色方法，其特征在于，所述强碱为无机强碱，优选的，所述无机强碱为氢氧化钠或者碳酸钠中的一种或者两种的组合。
3.根据权利要求1所述的分散染料生产废水的脱色方法，其特征在于，所述氢氧化钠的质量浓度为220～250g/L。
4.根据权利要求1所述的分散染料生产废水的脱色方法，其特征在于，所述分散染料生产废水的pH为0.1～1.0，化学需氧量为9000～10000mg/L。
5.根据权利要求1所述的分散染料生产废水的脱色方法，其特征在于，所述分散染料生产废水为分散蓝染料H020所产生的废水;
优选的，所述分散蓝染料H020主要由以下原料制备而成：2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、N,N-二乙基间氨基乙酰苯胺、磷酸三异丁酯、尿素和重氮。
6.根据权利要求5所述的分散染料生产废水的脱色方法，其特征在于，所述分散蓝染料H020所产生的废水包括：2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、N,N-二乙基间氨基乙酰苯胺、尿素、2-氰基-4-硝基-6-溴-2’-乙酰氨基-4’-二乙氨基偶氮苯、2-氰基-4-硝基苯胺、羧酸和异丁醇中的一种或者几种的组合。
7.根据权利要求1所述的分散染料生产废水的脱色方法，其特征在于，所述搅拌的转速为100～500rad/min。
8.根据权利要求1所述的分散染料生产废水的脱色方法，其特征在于，所述静置的时间为0.5～2小时。
9.根据权利要求1所述的分散染料生产废水的脱色方法，其特征在于，所述过滤采用抽滤的方式进行。
10.根据权利要求1-9任一项所述的分散染料生产废水的脱色方法脱色后的废水，其特征在于，所述脱色后的废水的脱色率>90%。
说明书
一种分散染料生产废水的脱色方法
技术领域
本发明涉及水污染控制与资源化技术领域，具体而言，涉及一种分散染料生产废水的脱色方法。
背景技术
染料行业拥有众多品种的染料，往往不同品种的染料需要的原材料、生产工艺、反应条件等存在较大差异，部分残留的原料和中间体等导致染料行业生产废水具有污染物成分复杂、色度高、COD高、酸性强、毒性大、难处理等特点。因此，染料废水的处理一直是困扰染料行业的一项重大难题，能否高效、环保、安全的处理染料生产废水是制约行业长久健康发展的重要因素。
分散染料化工企业生产废水传统的脱色处理做法主要是直接采用石灰中和沉淀或投加氨水中和后再利用脱色剂聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚二甲基烯丙基氯化铵等常规脱色剂进行脱色，然而石灰中和沉淀产生了危险废物硫酸钙(吸附了众多有机污染物)难以实现资源的循环利用，氨水中和法处理过程含有有机物的硫酸铵会造成二次污染和安全隐患。有文献报道采用超滤膜、湿式氧化、微电解处理等方式处理有良好脱色率，但成本高、工艺复杂、技术要求高、操作难度大，难以在染料生产企业中推广使用。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种分散染料生产废水的脱色方法，以解决现有处理制备分散染料所产生的生产废水的方法工艺复杂、技术要求高、操作难度大、容易带来二次污染等问题，所述的脱色方法采用强碱调节染料生产废水至pH大于5.5，析出废水中的多余原料、残留产品以及少量的中间副产物，再进行过滤实现生产废水的脱色，该方法具有简单便捷、高效、清洁且无二次污染等优点。该方法不仅实现了分散染料生产废水的脱色，还通过调节pH值使染料生产废水中的有机物析出，从而降低了生产废水的化学需要量(COD)，可以减少后续废水处理的工艺流程，从而降低了废水处理的费用。本发明的第二目的在于提供一种所述的分散染料生产废水的脱色方法所脱色后的废水的脱色率>90%，该废水成功脱色，可以进行后续的废水处理步骤。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种分散染料生产废水的脱色方法，包括以下步骤：
采用强碱调节分散染料生产生产废水的pH>5.5，搅拌后静置、过滤，得到脱色后的废水;
优选的，所述pH为6.5～13.0。
分散染料一般通过重氮反应和偶合反应制备而成，制备后的染料经过水洗至pH为4-7。因此，产生水洗后的废水。该废水具有污染物成分复杂、色度高、COD高、酸性强、毒性大、难处理等特点。本申请所提供的分散染料生产废水的脱色方法，采用强碱调节生产废水至pH大于5.5，析出废水中的多余原料、残留产品以及少量的中间副产物，再进行过滤实现生产废水的脱色，该方法具有简单便捷、高效、清洁且无二次污染等优点。优选的，调节生产废水的pH为6.5～13.0，在该范围下生产废水的脱色率可以达到95%以上。进一步的，其pH可以为5.5～14.0之间的任一数值或者任意范围。例如，pH=5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、9.4、11.2、12.7。
另外，该方法不仅实现了分散染料生产废水的脱色，还通过调节pH值使生产废水中的有机物析出，从而降低了生产废水的化学需要量(COD)，可以减少后续废水处理的工艺流程，从而降低了废水处理的费用。
优选的，所述强碱为无机强碱，更优选的，所述无机强碱为氢氧化钠或者碳酸钠中的一种或者两种的组合。
为了降低生产废水的化学需要量(COD)，尽量少的引进有机物，避免二次污染等问题。因此优选的强碱为无机强碱。更优选的，所述无机强碱为氢氧化钠或者碳酸钠，或者二者的组合。强碱氢氧化钠和碳酸钠具有稳定性好、中和能力强等特点，使得生产废水处理过程具有高效、方便、中和效率、安全性能高、添加量少等优点。
优选的，所述氢氧化钠的质量浓度为220～250g/L。
进一步优化氢氧化钠的质量浓度，合理安排强碱的添加量，尽量减少生产废水体积的变化。
优选的，所述分散染料生产废水的pH为0.1～0.5，化学需氧量为9000～10000mg/L。
所述的具有高色度、强酸性、高化学需氧量(COD)的分散染料生产废水均可以使用本申请所提供的方法进行脱色。
优选的，所述分散染料生产废水为分散蓝染料H020所产生的废水。
更优选的，所述分散蓝染料H020主要由以下原料制备而成：2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、N,N-二乙基间氨基乙酰苯胺、磷酸三异丁酯、尿素和重氮。
进一步优选的，所述分散染料生产废水中包括：2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、N,N-二乙基间氨基乙酰苯胺、尿素、2-氰基-4-硝基-6-溴-2’-乙酰氨基-4’-二乙氨基偶氮苯、2-氰基-4-硝基苯胺、羧酸和异丁醇中的一种或者几种的组合。
本申请所提供的分散染料生产废水的脱色方法适用于分散蓝染料H020所产生的废水，该废水原液具有强酸性，颜色呈现紫黑色。该废水中可能含有投加多余的原料(2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、N,N-二乙基间氨基乙酰苯胺、尿素等)、少量产品(2-氰基-4-硝基-6-溴-2’-乙酰氨基-4’-二乙氨基偶氮苯)以及极少量的中间副产物(2-氰基-4-硝基苯胺、羧酸、异丁醇等)。当pH改变时，上述有机物析出，经过过滤后，达到脱色的目的。
优选的，所述搅拌的转速为100～500rad/min。
优选的，所述静置的时间为0.5～2小时。
优选的，所述过滤采用抽滤的方式进行。
优化搅拌、静置和过滤过程中的机械参数和方法，达到进一步优化脱色效率的目的。
如上所述的分散染料生产废水的脱色方法脱色后的废水，所述脱色后的废水的脱色率>90%。
所脱色后的废水的脱色率>90%，该废水成功脱色，可以进行后续的废水处理步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)、本申请所提供的分散染料生产废水的脱色方法，采用强碱调节生产废水至pH大于5.5，析出废水中的多余原料、残留产品以及少量的中间副产物，再进行过滤实现生产废水的脱色，具有简单便捷、高效、清洁且无二次污染等优点。
2)、本申请所提供的分散染料生产废水的脱色方法，不仅实现了分散染料生产废水的脱色，还通过调节pH值使生产废水中的有机物析出，从而降低了染料生产废水的化学需要量(COD)，可以减少后续废水处理的工艺流程，从而降低了废水处理的费用。
3)、本申请所提供的分散染料生产废水的脱色方法，采用氢氧化钠和碳酸钠调节生产废水的pH值，该两种无机强碱具有稳定性好、中和能力强等特点，使得生产废水处理过程具有高效、方便、中和效率、安全性能高、添加量少等优点。
4)、本申请所提供的分散染料生产废水的脱色方法所脱色后的废水的脱色率>90%，该废水成功脱色，可以进行后续的废水处理步骤。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用质量浓度为220g/L的氢氧化钠调节分散染料生产废水的pH=5.5，在100rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置0.5小时，抽滤，得到脱色后的废水。
实施例2
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用质量浓度为250g/L的氢氧化钠调节分散染料生产废水的pH=6.5，在500rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置2小时，抽滤，得到脱色后的废水。
实施例3
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用质量浓度为240g/L的氢氧化钠调节分散染料生产废水的pH=7.5，在200rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置1小时，抽滤，得到脱色后的废水。
实施例4
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用质量浓度为240g/L的氢氧化钠调节分散染料生产废水的pH=8.5，在300rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置1.5小时，抽滤，得到脱色后的废水。
实施例5
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用质量浓度为240g/L的氢氧化钠调节分散染料生产废水的pH=9.5，在400rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置2小时，抽滤，得到脱色后的废水。
实施例6
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用质量浓度为240g/L的氢氧化钠调节分散染料生产废水的pH=10，在250rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置1.5小时，抽滤，得到脱色后的废水。
实施例7
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用质量浓度为240g/L的氢氧化钠调节分散染料生产废水的pH=12.5，在250rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置2小时，抽滤，得到脱色后的废水。
实施例8
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用碳酸钠调节分散染料生产废水的pH=5.5，在100rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置1小时，抽滤，得到脱色后的废水。
实施例9
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用碳酸钠调节分散染料生产废水的pH=7，在200rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置2小时，抽滤，得到脱色后的废水。
实施例10
本实施例所提供的分散染料生产废水的脱色方法，具体包括以下步骤：
采用碳酸钠调节分散染料生产废水的pH=9.5，在500rad/min转速搅拌使之反应完全后，静置2小时，抽滤，得到脱色后的废水;
其中，分散染料生产废水为分散蓝染料H020产生的废水，包括：2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、N,N-二乙基间氨基乙酰苯胺、尿素、2-氰基-4-硝基-6-溴-2’-乙酰氨基-4’-二乙氨基偶氮苯、2-氰基-4-硝基苯胺、羧酸和异丁醇中，该蓝染料H020由2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、N,N-二乙基间氨基乙酰苯胺、磷酸三异丁酯、尿素和重氮制备而成。
实验例1以氢氧化钠为中和剂的生产废水脱色效果实验
对本申请实施例1-7所提供的分散染料生产废水的脱色方法的脱色效果进行测试，实验结果如表1所示。其中，实施例1-7为以氢氧化钠为中和剂的脱色方法，实施例8-10为以碳酸钠为中和剂的脱色方法。
实验材料：蓬莱嘉信染料化工股份有限公司的分散蓝染料H020的生产废水，该废水原液pH=0.1，COD值9831mg/L，颜色呈现紫黑色。废水中主要含有投加多余的原料(2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、N,N-二乙基间氨基乙酰苯胺、尿素等)、少量产品(2-氰基-4-硝基-6-溴-2’-乙酰氨基-4’-二乙氨基偶氮苯)以及极少量的中间副产物(2-氰基-4-硝基苯胺、羧酸、异丁醇等)。
实验方法：将废水按照1:50的比例稀释后，测试其脱色前后的紫外-可见吸光度，根据吸光度计算不同pH值下的脱色率。其中，选取可见光区最大吸收值处的波长430nm处的吸光度值，根据如下公式计算不同pH值下的脱色率。
公式：R%=(1-A/A0)×100%;
其中，A0为染料废水处理前的吸光度，A为染料废水调节至不同pH后的吸光度。
采用酸度计测试pH值。
对比例1-3：选取目前市购的染料废水脱色剂，包括：聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚二甲基烯丙基氯化铵，分别对分散蓝H020染料生产废水进行脱色，其脱色率依次为11.5%、12.2%、13.6%。