申请日2011.12.15
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C02F1/72; C02F1/32
摘要
本发明公开了一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，属于染料废水处理领域。其步骤为：A)加入乙酰丙酮至含染料水体，搅拌混匀;B)将步骤A)中的含染料水体置于紫外光源下辐照，至染料脱色本。本发明以紫外光引发的自由基反应为基础，提供了一种水体中高浓度染料的氧化脱色方法。经本发明处理后含染料水体可完全脱色，在氧化过程中水体中的染料起光敏剂的作用，且随氧化反应的进行染料脱色具有自加速的特点。经该技术处理的水体可生化性由初始的5天生化需氧量(BOD5)对化学耗氧量(COD)比值低于0.1提高至BOD5/COD>0.3，因此除可实现染料的高效脱色外，本发明亦可作为微生物处理工艺的预处理。
权利要求书
1.一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，其特征在于，其步骤为：
A)加入乙酰丙酮至含染料水体，搅拌混匀;
B)将步骤A)中的含染料水体置于紫外光源下辐照，至染料脱色。
2.根据权利要求1所述的一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，其特征在于步骤A中含染料水体中染料的含量在0.5 mM以下，水体pH在9.0以下。
3.根据权利要求2所述的一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，其特征在于步骤A中乙酰丙酮加入染料水体后的摩尔浓度为0.3 ~1mM。
4.根据权利要求2或3所述的一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，其特征在于步骤B于5-40℃在0.1-10 mW/cm2的辐照场内照射0.5 - 4 h。
5.根据权利要求2或3所述的一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，其特征在于步骤B中的紫外光源为任何能够发射紫外线的汞灯或黑光灯。
6.根据权利要求2或3所述的一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，其特征在于步骤A之前需要将含染料水体过滤，除去其中的悬浮物。
说明书
一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法
技术领域
本发明涉及一种利用紫外光和氧化处理染料废水的方法，具体的说，是一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法。
背景技术
高级氧化技术是20世纪80年代发展起来的处理废水中有毒有害高浓度污染物的新技术。它的特点是通过反应把氧化性很强的羟基自由基释放出来，将大多数有机污染物矿化或有效分解，甚至彻底地转化为无害的小分子无机物。根据所用氧化剂及催化条件的不同，高级氧化技术通常可分为六大类：(1)化学氧化法;(2)化学催化氧化法;(3)湿式氧化法;(4)超临界水氧化法;(5)光化学氧化法和光化学催化氧化法;(6)电化学氧化还原法。其中光化学氧化法的反应条件温和、氧化能力强、适用范围广，利用该法处理难降解有机污染物已成为国内外的研究热点。目前研究较多的是非均相光催化氧化法和均相光氧化法两大类。对于非均相光催化氧化法，目前研究较多的半导体光催化氧化法，该法几乎可使水中所有的有机物降解。与非均相光催化氧化法相比，加入O3、H2O2、Fenton试剂等氧化剂与光一起作用的均相光氧化法，其氧化能力和光解速率都远远超过单纯的半导体光催化氧化法，是一种十分简便的废水处理技术，日益受到环保工作者的重视，国内外已有许多相关研究报道(U.S. patent 4012321, U.S. patent 6555835, WO patent 93/08129，中国专利200910020021.9)。
印染废水含有大量的有机物和盐份，具有化学含氧量(COD)高、色泽深、酸碱性强等特点，一直是废水处理中的难题。常用的几种均相光氧化方法，例如 UV/O3、UV/H2O2、UV/Fenton等技术对印染废水有一定的处理能力，但是受许多因素的制约，可行性较差。譬如，O3需现场制取，初期建造成本和运行费用高，且存在气-液传质问题，效率较低。Fenton反应会产生大量的金属氧化物泥渣造成二次污染，而且往往不能使水体完全脱色。UV/H2O2方法较前两种方法具有操作运行简便、易于维护等优点，但是受水体中共存物质影响严重，反应选择性差，试剂消耗量大，运行成本高。
乙酰丙酮是一个具有烯醇式和酮式互变异构体的小分子双酮化合物，在催化剂和助催化剂方面，用作氧气氧化促进剂、石油裂解及加氢催化剂、异构化催化剂、低级烯烃的聚合等。乙酰丙酮的烯醇式在紫外区有较强的吸光截面，在气相中经紫外光照射可产生氢氧自由基。它的液相光化学迄今为止未有报道。
发明内容
1、本发明要解决的技术问题
针对现有的染料废水的处理方法普遍存在的反应选择性差，试剂消耗量大，运行成本高等问题，本发明提供了一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，可应用于印染废水和受染料污染水体的处理，能够使染料在紫外光的照射下快速脱色，达到染料废水处理的目的。
2、技术方案
本发明原理：基于高级氧化技术的基本原理，结合乙酰丙酮数十倍于H2O2的吸收紫外光的能力(乙酰丙酮在275 nm处的摩尔消光系数为1800 M-1 cm-1，H2O2在254 nm处的摩尔消光系数为20 M-1 cm-1)以及出色的螯合性能等特点，利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水。
技术方案为：
一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，其步骤为：
A) 加入乙酰丙酮至含染料水体，搅拌混匀;
B) 将步骤A)中的含染料水体置于紫外光源下辐照，至染料脱色。
其中步骤A之前需要将含染料水体过滤，除去其中的悬浮物。步骤A中含染料水体中染料的含量在0.5 mM以下，水体pH在9.0以下。步骤A中染料和乙酰丙酮的摩尔浓度比为1:2 - 1:5，于5-40℃在0.1-10 mW/cm2的辐照场内照射0.5 - 4 h，可使染料溶液的脱色率高于99%。
步骤B中的紫外光源可为任何能够发射紫外线的汞灯或黑光灯。步骤B的操作温度为5～40℃。步骤B中照射时间与染料的浓度、乙酰丙酮的用量和紫外光源发射光谱的强度有关。
3、有益效果
本发明公开了以一种利用紫外光-乙酰丙酮氧化处理染料废水的方法，本发明可使染料在紫外光的照射下快速脱色，且随着反应的进行，脱色速率加快，经脱色处理的水体可生化性提高，因此除可实现染料的脱色外，亦可作微生物处理工艺的预处理;
本发明可广泛应用于印染废水和受染料污染水体的处理。能够在共存有机物的摩尔浓度高于染料时，仍能够使染料在紫外光的照射下快速脱色，且随着反应的进行，脱色速率加快，经脱色处理的水体其可生化性由初始的BOD5/COD < 0.1提高至BOD5/COD > 0.3，因此除可实现染料的脱色外，亦可作微生物处理工艺的预处理;
本发明所采用的乙酰丙酮，性质相对光化学氧化中常用的双氧水较为稳定，易于运输、贮存;
本发明方法具有UV/H2O2方法的所有优点，例如操作运行简便、易于维护等，又克服了UV/H2O2方法中的不足。本发明方法对水体中共存有机物和无机盐的耐受性强、需要投加的试剂量低，脱色效率高、运行成本低，可广泛应用于印染废水和受染料污染水体的处理。