申请日2015.10.19
公开(公告)日2017.08.11
IPC分类号C02F1/00; C02F103/30
摘要
本发明公开了一种苏丹红染料废水的处理方法，属于废水处理技术领域。本发明首先将聚丙烯酰胺加入清水中，搅拌均匀后再依次加入过氧化钠和红薯淀粉，之后静置过滤得沉淀物，随后将沉淀物风干冷冻后粉碎，并与金腰草提取液、十八烷基三甲基氯化铵以及聚合氯化铝混合均匀，得混合液，最后将混合液加入待处理的染料废水中，即可。实例证明，本实例方法简单易行，不仅操作简单易行，使得运行费用减少，对于环境也不会有二次污染，而且处理彻底，去除率高达98%以上，使得色度和COD浓度达到排放标准。
权利要求书
1.一种苏丹红染料废水的处理方法，其特征在于具体操作步骤为：
(1)取20～30g聚丙烯酰胺放入300～500mL清水中，用搅拌棒顺时针搅拌均匀后，再依次加入15～22g过氧化钠和30～35g红薯淀粉，并继续用搅拌棒顺时针搅拌5～10min，之后静置20～25min后，用纱布过滤，得沉淀物;
(2)将上述得到的沉淀物风干后置于冷冻箱中，设定温度为-7～-5℃，20～25min后取出，通过气流粉碎机粉碎成粒径为60～70nm的粉末，备用;
(3)取1～2kg新鲜的金腰草，用清水洗净表面污物后，放入榨汁机中进行压榨，并用过滤纱布进行过滤，去渣，得金腰草汁，然后取400～500g聚合硫酸铁放入得到的金腰草汁中，顺时针搅拌15～18min，之后静置25～30min后再用过滤纱布进行过滤，得过滤液;
(4)将上述得到的过滤液通过D101非极性大孔吸附树脂，先用水洗脱，水洗脱液直接通过DM130极性大孔树脂，再用浓度为30～60%的四氯化碳溶液洗脱D101非极性大孔吸附树脂，收集不同浓度四氯化碳溶液洗脱液，浓缩干燥，得到金腰草提取物;
(5)将得到的金腰草提取物加入到上述步骤(2)所得的粉末中，充分搅拌均匀，然后再依次加入所得粉末质量3～5%的十八烷基三甲基氯化铵和金腰草提取物质量2～4%的聚合氯化铝，并用搅拌棒混合均匀，得混合液;
(6)将上述得到的混合液加入到所待处理的苏丹红染料废水中，加入量为100～300mg/L，充分搅拌均匀，即可。
说明书
一种苏丹红染料废水的处理方法
技术领域
本发明公开了一种苏丹红染料废水的处理方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
纺织、印染行业是我国主导产业之一，数以千计的纺织、印染虽然吸纳了大量的劳动力，但同时其排放的染料废水对环境及用水安全造成了严重威胁，特别是在南水北调沿线的纺织、印染的企业都需要满足严格的污水排放标准，否则将面临停产的命运。此外染料成分越来越趋向于抗氧化、抗光解、抗生物降解，并且其COD浓度和色度都越来越高，所以就要求染料废水处理技术需要不断进步。除此以外，染料分子中含有大量的苯环、萘环、氨基和偶氮等基团，其生产废水成分复杂，色度深，有异味，有机物和无机盐含量高，对人体健康会产生极大的威胁，所以染料废水污染控制已迫在眉睫。
随着化工工业的发展，染料品种增多，在结构上环数增加，碳链增长，染色基团很多，废水的BOD/COD比值下降，因而废水变得难以生化处理。但是目前也有很多处理染料废水的方法，吸附法、混凝法、磁分离法、化学氧化法、电化学法和生化法等，这些方法优缺点都很明显。
对于吸附法，其处理后水质好且稳定，没有二次污染，在染料废水处理中具有重要的地位，常用的吸附剂包括活性炭和树脂等，该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但再生比较困难、处理成本较高、应用面窄。混凝法是目前染料废水处理最经济、最有效的方法，其主要优点是设备投资少、占地面积少、工艺流程简单、操作管理方便、对疏水性染料脱色效率很高;缺点是运行费用较高、泥渣量大且脱水因难、适用的pH值范围窄、对亲水性染料处理效果差。磁分离法是将水体中的微粒先行磁化再分离的方法。作为一种水处理新技术，现在可供工业使用的磁化技术主要有磁性团聚法、铁盐共沉淀法、铁粉法、铁氧体法等。膜分离法应用于偶氮染料废水处理的主要方式是超滤和反渗透。在超滤过程中，膜表面孔隙大小是主要控制因素;反渗透是施加一定的压力为推动力在半透膜上实现水与染料的分离，并进行染料回收。化学氧化法降解偶氮染料废水是利用强氧化剂氧化染料分子，破坏其发色团，降低废水的色度和COD值，提高废水的可生化性，达到净化废水的一种方法。化学氧化法存在的主要问题是处理成本高;催化剂无法回收;常用氧化剂表现出氧化能力不强，存在选择性氧化等缺点;而且处理过程中容易引入杂质造成二次污染。电化学处理方法是最近发展起来的新型高级氧化技术，是利用外加电场作用于特定的电化学反应器内，经过一系列设计的化学反应、电化学过程或物理过程，达到预期的去除废水中污染物或回收有用物质的目的。采用电化学方法处理印染料废水，具有设备小、占地少、运行管理简单、COD去除率高和脱色效果好等优点，是一种“环境友好”技术。生物处理法具有应用范围广、处理量大、成本低等优点，但对处理印染废水也有着明显的缺点：微生物对营养物质、pH值、温度等条件有一定要求，难以适应印染废水水质波动大、染料数量繁多、毒性高的特点，并且存在占地面积较大，不易净化彻底，色度和COD浓度不易达标等缺点。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前排放染料废水采用传统的吸附法无法有效去除，而采用混凝法、生物处理法往往会给环境带以及用水安全带来严重的威胁，不仅去除率比较低，而且无法进行大规模使用，除此以外，利用氧化法去除染料废水时，运行费用比较高，色度和COD浓度不易达标的缺点，提供了一种苏丹红染料废水的处理方法。该方法首先将聚丙烯酰胺加入清水中，搅拌均匀后再依次加入过氧化钠和红薯淀粉，之后静置过滤得沉淀物，随后将沉淀物风干冷冻后粉碎，并与金腰草提取液、十八烷基三甲基氯化铵以及聚合氯化铝混合均匀，得混合液，最后将混合液加入待处理的染料废水中，即可。该方法不仅操作简单易行，使得运行费用减少，对于环境也不会有二次污染，而且处理彻底，使得色度和COD浓度达到排放标准。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
(1)取20～30g聚丙烯酰胺放入300～500mL清水中，用搅拌棒顺时针搅拌均匀后，再依次加入15～22g过氧化钠和30～35g红薯淀粉，并继续用搅拌棒顺时针搅拌5～10min，之后静置20～25min后，用纱布过滤，得沉淀物;
(2)将上述得到的沉淀物风干后置于冷冻箱中，设定温度为-7～-5℃，20～25min后取出，通过气流粉碎机粉碎成粒径为60～70nm的粉末，备用;
(3)取1～2kg新鲜的金腰草，用清水洗净表面污物后，放入榨汁机中进行压榨，并用过滤纱布进行过滤，去渣，得金腰草汁，然后取400～500g聚合硫酸铁放入得到的金腰草汁中，顺时针搅拌15～18min，之后静置25～30min后再用过滤纱布进行过滤，得过滤液;
(4)将上述得到的过滤液通过D101非极性大孔吸附树脂，先用水洗脱，水洗脱液直接通过DM130极性大孔树脂，再用浓度为30～60%的四氯化碳溶液洗脱D101非极性大孔吸附树脂，收集不同浓度四氯化碳溶液洗脱液，浓缩干燥，得到金腰草提取物;
(5)将得到的金腰草提取物加入到上述步骤(2)所得的粉末中，充分搅拌均匀，然后再依次加入所得粉末质量3～5%的十八烷基三甲基氯化铵和金腰草提取物质量2～4%的聚合氯化铝，并用搅拌棒混合均匀，得混合液;
(6)将上述得到的混合液加入到所待处理的苏丹红染料废水中，加入量为100～300mg/L，充分搅拌均匀，即可。
本发明的应用方法是：取1～3mL本发明所制得的混合液用自来水稀释10倍后，马上放入待处理的1～2L待处理的苏丹红染料废水中，并用搅拌器以300～350r/min的速度搅拌30～40s，之后静置10～15min，再用搅拌器以80～100r/min的速度搅拌3～5min，最后用检测器检测色度和COD，检测结果为色度从50～60mg/L，降低到了10～12mg/L，COD从15～25mg/L降低到了0.3～0.45mg/L，达到了染料废水排放标准。
本发明的有益效果是：
(1)该方法操作简单易行，使得运行费用减少，对于环境也没有二次污染;
(2)对于染料废水处理彻底，使得色度和COD浓度得到降低，达到排放标准。
具体实施方式
首先取20～30g聚丙烯酰胺放入300～500mL清水中，用搅拌棒顺时针搅拌均匀后，再依次加入15～22g过氧化钠和30～35g红薯淀粉，并继续用搅拌棒顺时针搅拌5～10min，之后静置20～25min后，用纱布过滤，得沉淀物;然后将上述得到的沉淀物风干后置于冷冻箱中，设定温度为-7～-5℃，20～25min后取出，通过气流粉碎机粉碎成粒径为60～70nm的粉末，备用;随后取1～2kg新鲜的金腰草，用清水洗净表面污物后，放入榨汁机中进行压榨，并用过滤纱布进行过滤，去渣，得金腰草汁，然后取400～500g聚合硫酸铁放入得到的金腰草汁中，顺时针搅拌15～18min，之后静置25～30min后再用过滤纱布进行过滤，得过滤液;接下来将上述得到的过滤液通过D101非极性大孔吸附树脂，先用水洗脱，水洗脱液直接通过DM130极性大孔树脂，再用浓度为30～60%的四氯化碳溶液洗脱D101非极性大孔吸附树脂，收集不同浓度四氯化碳溶液洗脱液，浓缩干燥，得到金腰草提取物;将得到的金腰草提取物加入到上述步骤所得的粉末中，充分搅拌均匀，然后再依次加入所得粉末质量3～5%的十八烷基三甲基氯化铵和金腰草提取物质量2～4%的聚合氯化铝，并用搅拌棒混合均匀，得混合液;最后将上述得到的混合液加入到所待处理的苏丹红染料废水中，加入量为100～300mg/L，充分搅拌均匀，即可。
实例1
首先取20g聚丙烯酰胺放入300mL清水中，用搅拌棒顺时针搅拌均匀后，再依次加入15g过氧化钠和30g红薯淀粉，并继续用搅拌棒顺时针搅拌5min，之后静置20min后，用纱布过滤，得沉淀物;然后将上述得到的沉淀物风干后置于冷冻箱中，设定温度为-7℃，20min后取出，通过气流粉碎机粉碎成粒径为60nm的粉末，备用;随后取1kg新鲜的金腰草，用清水洗净表面污物后，放入榨汁机中进行压榨，并用过滤纱布进行过滤，去渣，得金腰草汁，然后取400g聚合硫酸铁放入得到的金腰草汁中，顺时针搅拌15min，之后静置25min后再用过滤纱布进行过滤，得过滤液;接下来将上述得到的过滤液通过D101非极性大孔吸附树脂，先用水洗脱，水洗脱液直接通过DM130极性大孔树脂，再用浓度为30%的四氯化碳溶液洗脱D101非极性大孔吸附树脂，收集不同浓度四氯化碳溶液洗脱液，浓缩干燥，得到金腰草提取物;将得到的金腰草提取物加入到上述步骤所得的粉末中，充分搅拌均匀，然后再依次加入所得粉末质量3%的十八烷基三甲基氯化铵和金腰草提取物质量2%的聚合氯化铝，并用搅拌棒混合均匀，得混合液;最后将上述得到的混合液加入到所待处理的苏丹红染料废水中，加入量为100mg/L，充分搅拌均匀，即可。
本实例操作简单易行，操作时，取1mL本发明所制得的混合液用自来水稀释10倍后，马上放入待处理的1L待处理的苏丹红染料废水中，并用搅拌器以300r/min的速度搅拌30s，之后静置10min，再用搅拌器以80r/min的速度搅拌3min，最后用检测器检测色度和COD，检测结果为色度从50mg/L，降低到了10mg/L，COD从15mg/L降低到了0.3mg/L，去除率达到98%，符合染料废水排放标准。
实例2
首先取25g聚丙烯酰胺放入400mL清水中，用搅拌棒顺时针搅拌均匀后，再依次加入20g过氧化钠和33g红薯淀粉，并继续用搅拌棒顺时针搅拌8min，之后静置23min后，用纱布过滤，得沉淀物;然后将上述得到的沉淀物风干后置于冷冻箱中，设定温度为-3℃，23min后取出，通过气流粉碎机粉碎成粒径为65nm的粉末，备用;随后取1.5kg新鲜的金腰草，用清水洗净表面污物后，放入榨汁机中进行压榨，并用过滤纱布进行过滤，去渣，得金腰草汁，然后取450g聚合硫酸铁放入得到的金腰草汁中，顺时针搅拌17min，之后静置28min后再用过滤纱布进行过滤，得过滤液;接下来将上述得到的过滤液通过D101非极性大孔吸附树脂，先用水洗脱，水洗脱液直接通过DM130极性大孔树脂，再用浓度为50%的四氯化碳溶液洗脱D101非极性大孔吸附树脂，收集不同浓度四氯化碳溶液洗脱液，浓缩干燥，得到金腰草提取物;将得到的金腰草提取物加入到上述步骤所得的粉末中，充分搅拌均匀，然后再依次加入所得粉末质量4%的十八烷基三甲基氯化铵和金腰草提取物质量3%的聚合氯化铝，并用搅拌棒混合均匀，得混合液;最后将上述得到的混合液加入到所待处理的苏丹红染料废水中，加入量为200mg/L，充分搅拌均匀，即可。
本实例操作简单易行，操作时，取2mL本发明所制得的混合液用自来水稀释10倍后，马上放入待处理的1.5L待处理的苏丹红染料废水中，并用搅拌器以320r/min的速度搅拌35s，之后静置13min，再用搅拌器以90r/min的速度搅拌4min，最后用检测器检测色度和COD ，检测结果为色度从55mg/L，降低到了11mg/L，COD从21mg/L降低到了0.4mg/L，去除率达到98.1%，符合染料废水排放标准。
实例3
首先取30g聚丙烯酰胺放入500mL清水中，用搅拌棒顺时针搅拌均匀后，再依次加入22g过氧化钠和35g红薯淀粉，并继续用搅拌棒顺时针搅拌10min，之后静置25min后，用纱布过滤，得沉淀物;然后将上述得到的沉淀物风干后置于冷冻箱中，设定温度为-5℃，25min后取出，通过气流粉碎机粉碎成粒径为70nm的粉末，备用;随后取2kg新鲜的金腰草，用清水洗净表面污物后，放入榨汁机中进行压榨，并用过滤纱布进行过滤，去渣，得金腰草汁，然后取500g聚合硫酸铁放入得到的金腰草汁中，顺时针搅拌18min，之后静置30min后再用过滤纱布进行过滤，得过滤液;接下来将上述得到的过滤液通过D101非极性大孔吸附树脂，先用水洗脱，水洗脱液直接通过DM130极性大孔树脂，再用浓度为60%的四氯化碳溶液洗脱D101非极性大孔吸附树脂，收集不同浓度四氯化碳溶液洗脱液，浓缩干燥，得到金腰草提取物;将得到的金腰草提取物加入到上述步骤所得的粉末中，充分搅拌均匀，然后再依次加入所得粉末质量5%的十八烷基三甲基氯化铵和金腰草提取物质量4%的聚合氯化铝，并用搅拌棒混合均匀，得混合液;最后将上述得到的混合液加入到所待处理的苏丹红染料废水中，加入量为300mg/L，充分搅拌均匀，即可。
本实例操作简单易行，操作时，取3mL本发明所制得的混合液用自来水稀释10倍后，马上放入待处理的2L待处理的苏丹红染料废水中，并用搅拌器以350r/min的速度搅拌40s，之后静置15min，再用搅拌器以100r/min的速度搅拌5min，最后用检测器检测色度和COD ，检测结果为色度从60mg/L，降低到了12mg/L，COD从25mg/L降低到了0.45mg/L，去除率达到98.2%，符合废水排放标准。