專利名稱：一種印染廢水的脫色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及印染廢水的脫色方法。
目前，國內(nèi)外關(guān)于錳的氧化物對印染廢水的降解研究大都是人工合成產(chǎn)物，利用天然錳鉀礦對印染廢水的氧化降解研究未見報道。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種印染廢水的脫色方法，包括以下步驟(1)調(diào)節(jié)廢水的pH值至呈酸性(如果印染廢水本身已是酸性，則可以省略本步驟)；(2)加入天然錳鉀礦，攪拌反應(yīng)幾個小時即可。
所述方法中，反應(yīng)溶液酸度越大，反應(yīng)進行得越快，當(dāng)廢水的pH值調(diào)節(jié)為4以下時，效果最佳。
所述天然錳鉀礦用量越多、粒徑越小，越有利于脫色反應(yīng)，推薦粒徑為160-200目。
所述方法中，在廢水中加入電解質(zhì)硝酸鈣有助于脫色反應(yīng)。光照也有利于脫色反應(yīng)的進行。
本發(fā)明脫色方法的主要機理為天然錳鉀礦因含有變價的Mn4+和Mn2+會表現(xiàn)出良好的氧化還原性，當(dāng)錳鉀礦與某些易被氧化或還原的分子或離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，可表現(xiàn)為兩種性質(zhì)，一是Mn4+易獲得電子被還原為低價的Mn3+或Mn2+，而與其相作用的離子或分子則失去電子被氧化。二是低價Mn2+可與某些高價陽離子反應(yīng)，將其還原為低價離子。天然錳鉀礦和染料發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，使其脫色。
本發(fā)明的脫色方法應(yīng)用十分廣泛，對不同的染料廢水均具有良好的脫色效果。利用本發(fā)明的方法，采用采自湘潭錳礦的天然錳鉀礦樣品，對天津新欣染料廠生產(chǎn)的X-3B、K-2BP、X-BR、X-R、K-BR、K-GN、X-8B、K-G、X-GN、M-3RE等十種工業(yè)常用染料形成的廢水進行脫色試驗，都有很好的效果。
一、就X-3B染料進行了實驗研究。
所用天然錳鉀礦樣品采自湘潭錳礦，經(jīng)自來水沖洗、自然干燥、破碎、篩分等預(yù)處理后備用。印染廢水由500ppm染料儲備液和去離子水配制，所用染料X-3B為天津新欣染料廠生產(chǎn)的工業(yè)常用染料。pH值由HNO3和NaOH調(diào)節(jié)。實驗所用試劑均為分析純，所用水為去離子水。實驗所用儀器主要有HP-8453紫外可見分光光度計，80-2B離心機，PHS-2C數(shù)字式酸度計，HZS-H型水浴恒溫振蕩器等。
實驗過程在100ml錐形瓶中加入一定量及一定粒度的礦樣，再加入50ml，20mg/L的印染廢水，溶液pH值由HNO3和NaOH調(diào)節(jié)。然后放入水浴恒溫振蕩器內(nèi)，在25℃(誤差不超過+1℃)，200r/min條件下振蕩一定時間，取出后立即用0.2微米微孔濾膜過濾，濾液于紫外分光光度計測定染料的濃度。計算染料的脫色率。
在一定濃度范圍內(nèi)，X-3B的濃度與它的吸光度符合朗伯—比耳定律A＝εbcε為摩爾吸光系數(shù)，其單位為L.mol-1.cm-1，b為液層厚度(以cm為單位)，c表示摩爾濃度用mol.L-1表示。本實驗利用此原理在一定的濃度范圍內(nèi)用HP-8453紫外可見分光光度計于559納米處測量溶液的吸光度從而得到不同X-3B溶液的濃度。根據(jù)以下公式計算染料脫色率，t時刻染料的脫色率表示為st＝((c0-ct)/c0)×100％其中st代表某時刻X-3B的脫色率；c0、ct分別代表初始時刻和中間t時刻染料的濃度。
實驗結(jié)果當(dāng)160-200目錳鉀礦用量為0.2g，反應(yīng)pH值為3，反應(yīng)溫度為25℃，振蕩速度為200r/min，反應(yīng)半小時，對初始濃度為20mg/l的X-3B印染廢水的脫色率幾乎達到100％。同時，我們發(fā)現(xiàn)，介質(zhì)pH值、樣品用量與粒徑大小、共存電解質(zhì)、反應(yīng)時間、光照對染料脫色反應(yīng)有影響。介質(zhì)pH值是最重要的影響因素，其與X-3B脫色率之間的關(guān)系見附

圖1，由圖1可見，反應(yīng)溶液酸度越大，反應(yīng)進行得越快；當(dāng)pH＞3時，pH值微小的改變對X-3B脫色率影響很大，脫色率隨pH的降低而增大；PH＝3時，反應(yīng)20分鐘，脫色率就可達到99.48％；pH＜3時，pH值的變化對脫色率的影響不大。樣品用量越多、粒徑越小，越有利于脫色反應(yīng)；共存電解質(zhì)硝酸鈣有助于脫色反應(yīng)，而磷酸鈉的存在則不利于脫色反應(yīng)。光照也有利于脫色反應(yīng)的進行。錳鉀礦還可以重復(fù)使用，表一所示為錳鉀礦重復(fù)使用時的脫色結(jié)果。
表一

二、錳鉀礦對其余九種染料的脫色效果pH＝2.5，160-200目錳鉀礦用量0.5g，廢水用量50ml，染料濃度20ppm，振蕩反應(yīng)5小時，結(jié)果如表二所示表二

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明的脫色方法所采用的脫色劑天然錳鉀礦原料易得，成本低，無二次污染，應(yīng)用范圍廣泛，脫色效果明顯。在我國南方沿北緯23°帶東西長1500km、南北寬220km、氧化深度50-60m范圍分布著十分豐富的氧化錳礦資源。另外，天然錳鉀礦處理印染廢水后，還可以重復(fù)使用。
權(quán)利要求
1.一種印染廢水的脫色方法，包括以下步驟(1)調(diào)節(jié)廢水的pH值至呈酸性；(2)加入天然錳鉀礦，攪拌反應(yīng)幾個小時即可。
2.如權(quán)利要求1所述的脫色方法，其特征在于所述廢水的pH值為4以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的脫色方法，其特征在于所述天然錳鉀礦的粒徑為160-200目。
4.如權(quán)利要求1或2所述的脫色方法，其特征在于在廢水中還添加電解質(zhì)硝酸鈣。
5.如權(quán)利要求3所述的脫色方法，其特征在于在廢水中還添加電解質(zhì)硝酸鈣。
6.如權(quán)利要求1或2所述的脫色方法，其特征在于脫色在光照條件下進行。
7.如權(quán)利要求3所述的脫色方法，其特征在于脫色在光照條件下進行。
8.如權(quán)利要求4所述的脫色方法，其特征在于脫色在光照條件下進行。
9.如權(quán)利要求5所述的脫色方法，其特征在于脫色在光照條件下進行。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種印染廢水的脫色方法，包括以下步驟調(diào)節(jié)廢水的pH值至呈酸性；加入天然錳鉀礦，攪拌反應(yīng)幾個小時即可。所述方法中，反應(yīng)溶液酸度越大，反應(yīng)進行得越快；天然錳鉀礦用量越多、粒徑越小，越有利于脫色反應(yīng)；在廢水中加入電解質(zhì)硝酸鈣有助于脫色反應(yīng)；光照也有利于脫色反應(yīng)的進行。本發(fā)明的脫色方法所采用的脫色劑天然錳鉀礦原料易得，成本低，無二次污染，應(yīng)用范圍廣泛，脫色效果明顯。另外，天然錳鉀礦處理印染廢水后，還可以重復(fù)使用。
文檔編號C02F1/66GK1429775SQ0310082
公開日2003年7月16日 申請日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月23日
發(fā)明者魯安懷, 楊欣, 李改云, 高翔, 李巧榮, 王長秋 申請人:北京大學(xué)