申请日2008.09.05
公开(公告)日2009.01.28
IPC分类号B01J20/28; C02F1/28
摘要
一种降解偶氮染料废水的方法。该方法首先用液相化学镀法在空心玻璃微珠表面负载上Fe-Ni双金属粒子、以对其改性，然后，以这种改性后的空心玻璃微珠作为降解偶氮染料废水的吸附剂。一方面解决了催化剂(Fe-Ni)负载问题，使催化剂能以固态存在，进而与废水的分离简便;另一方面，载体(空心玻璃微珠)的吸附能力又为催化反应提供浓度环境，提高反应速率;另外还增大了催化剂的表面积，使反应的活性中心增多。本发明的方法操作简单，不容易造成二次污染、成本相对较低、处理效率也相对较高，是处理偶氮染料废水的较好方法。
权利要求书
1、一种降解偶氮染料废水的方法，该方法是用吸附剂对废水中所含的偶氮染料进行吸 附，其特征在于，所述吸附剂是其表面镀覆有Fe-Ni合金层的空心玻璃微珠，该方法包括如 下步骤：
a、对空心玻璃微珠按照除油清洗、粗化、活化、还原、解胶和解胶后清洗的顺序进行 前处理;
b、在解胶后清洗了的空心玻璃微珠表面，用液相化学镀法镀覆Fe-Ni合金层，然后，清 洗、干燥;在Fe-Ni合金层中，Fe∶Ni=1∶2～1∶4;
c、将镀覆了Fe-Ni合金层的空心玻璃微珠与含偶氮染料的废水，按照1%～1.2%的质量 比充分混合，同时，把pH值调为4.5～6;然后，于室温下搅拌10～30min，以让镀覆有Fe-Ni 合金层的空心玻璃微珠吸附废水中的偶氮染料;
d、过滤分离吸附了偶氮染料的空心玻璃微珠和已经处理了的废水;
e、对分离出的吸附了偶氮染料的空心玻璃微珠，再按照步骤a的顺序进行再生处理、以 循环使用。
2、根据权利要求1所述降解偶氮染料废水的方法，其特征在于：在步骤a中，对空心 玻璃微珠进行活化处理的活化液含有氯化钯、氯化亚锡、盐酸，每L活化液中：氯化钯0.09g～ 0.11g、氯化亚锡13.5g～16.5g、盐酸180mL～220mL、其余为水;对活化后的空心玻璃微珠 进行解胶处理的解胶液含有盐酸、离子液体，每L解胶液中：盐酸90mL～110mL、离子液 体45mL～55mL、其余为水。
3、根据权利要求1或2所述降解偶氮染料废水的方法，其特征在于：在步骤b中，化 学镀液以硫酸镍、硫酸亚铁为主盐，次亚磷酸钠为还原剂，柠檬酸钠、酒石酸钾钠为复合络 合剂，硫脲为稳定剂，并加入离子液体，每L化学镀液中：硫酸镍20g～25g、硫酸亚铁7g～ 9g、次亚磷酸钠33g～36g、柠檬酸钠36g～39g、酒石酸钾钠60g～65g、硫脲1g、离子液体 1mL、其余为水;用氨水调节该化学镀液的pH值为7～8，反应温度为70℃～80℃，反应时 间60min～65min，搅拌速率180r/min～250r/min。
4、根据权利要求1或2所述降解偶氮染料废水的方法，其特征在于：在步骤b的所述 Fe-Ni合金层中，Fe∶Ni=1∶3;步骤c的所述镀覆了Fe-Ni合金层的空心玻璃微珠与含偶氮 染料的废水混合的质量比为1%，其pH值为5。
5、根据权利要求3所述降解偶氮染料废水的方法，其特征在于：在步骤b的所述Fe-Ni 合金层中，Fe∶Ni=1∶3;步骤c的所述镀覆了Fe-Ni合金层的空心玻璃微珠与含偶氮染料 的废水混合的质量比为1%，其pH值为5。
说明书
一种降解偶氮染料废水的方法
技术领域
本发明涉及对含有偶氮染料的废水进行降解的方法。
背景技术
在染料分子结构中，凡是含有偶氮基(-N=N-)的染料统称为偶氮染料。其中偶氮基常 与一个或多个芳香环系统相连，构成一个共轭体系而作为染料的发色体。目前使用的偶氮染 料有3000多种，广泛用于纺织品、皮革制品等染色及印花工艺。偶氮染料与人体皮肤长期 接触后，与代谢过程中释放的成分混合，产生还原反应，形成致癌的芳香胺化合物。这种化 合物会被人体吸收，从而造成红斑、水疱、丘疹等皮炎症状，处理不当还可能引发细菌感染， 并激发脓包、化脓等。经过一系列系生化作用使人体细胞的DNA发生结构与功能的变化， 成为人体病变的诱因。由于偶氮染料依然作为一类重要的化工产品，在工业生产和人们的日 常生活当中仍有广泛的应用，而其废水的降解又相对困难。因此，有效地处理这类高毒性的 难降解废水具有重要的理论意义和现实意义。
目前，对染料废水的处理通常采用的方法有生化法、混凝法、活性炭吸附法、膜分离法、 高级氧化法和零价铁(铁粉、铁屑)还原法等。其中，生化法难以适应染料废水水质波动大、 生物毒性强的特点，处理效率较低;混凝法会产生大量污泥，容易造成二次污染;活性炭吸 附、膜分离和高级氧化法的处理成本较高，特别是高级氧化法目前大多处于实验室研究阶段， 尚未得到实际应用。零价铁还原法虽然一直是处理染料废水的一种重要方法，但是普通零价 铁的还原速度较慢、效率较低。在对偶氮染料废水的处理方面，上述这些方法的不足就更加 明显了。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术的不足，提供一种不容易造成二次污染、成本相对较低、 处理效率相对较高的降解偶氮染料废水的方法。
为达发明目的，提供了这样一种降解偶氮染料废水的方法，该方法是用吸附剂对废水中 所含的偶氮染料进行吸附。其改进之处是，本发明中的吸附剂是其表面镀覆有Fe-Ni合金层 的空心玻璃微珠。该方法包括如下步骤：
a、对空心玻璃微珠按照除油清洗、粗化、活化、还原、解胶和解胶后清洗的顺序进行 前处理;
b、在解胶后清洗了的空心玻璃微珠表面，用液相化学镀法镀覆Fe-Ni合金层，然后，清 洗、干燥;在Fe-Ni合金层中，Fe∶Ni=1∶2～1∶4;
c、将镀覆了Fe-Ni合金层的空心玻璃微珠与含偶氮染料的废水，按照1%～1.2%的质量 比充分混合，同时，把pH值调为4.5～6;然后，于室温下搅拌10～30min，以让镀覆有Fe-Ni 合金层的空心玻璃微珠吸附废水中的偶氮染料;
d、过滤分离吸附了偶氮染料的空心玻璃微珠和已经处理了的废水;
e、对分离出的吸附了偶氮染料的空心玻璃微珠，再按照步骤a的顺序进行再生处理、以 循环使用。
在本发明中，空心玻璃微珠有着良好的物理、化学性能和利用价值，如质轻、隔热、隔 音、耐高温、耐磨等特征;同时，又由于空心玻璃微珠的结构特性，使得它对于水中杂质也 具有较好的吸附作用。然而，如果直接把它作为吸附剂来吸附废水中所含的偶氮染料，其效 果仍然不够理想。因此，还应当对其进行改性处理。在本发明中的步骤a是对空心玻璃微珠 进行前处理，步骤b就是将双金属(Fe-Ni)粒子负载于空心玻璃微珠的表面上、以对其改性。 由于负载于空心玻璃微珠表面上的双金属粒子，具备较好的催化性能。这样，一方面解决了 催化剂(Fe-Ni)负载问题，使催化剂能以固态存在，进而与废水的分离简便;另一方面，载 体(空心玻璃微珠)的吸附能力又为催化反应提供浓度环境，提高反应速率;另外还增大了 催化剂的表面积，使反应的活性中心增多。与现有的采用粉煤灰作为吸附、催化剂的方法相 比较。本发明不仅对偶氮染料废水降解的速率大大加快、更加彻底，而且与降解后的废水的 分离也相当容易。与现有的其他降解方法相比较，本发明不容易造成二次污染、成本相对较 低、处理效率也相对较高。