一種有色廢液的脫色處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有色廢液的脫色處理方法，具體涉及一種利用鄰苯二酚類衍生物 改性載體骨架材料負(fù)載金屬催化劑，進(jìn)而催化有色廢液脫色處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有色廢液是工業(yè)污染防治與節(jié)水的重點(diǎn)行業(yè)之一，有色廢液主要由紡織印染以及 其他行業(yè)產(chǎn)生，其中，印染紡織行業(yè)有色廢液排放量占行業(yè)廢液排放量80%以上，是影響和 制約相關(guān)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，有色廢液的處理成為目前研究的熱點(diǎn)。由于有色廢液 具有水量大、有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜和生物難降解等特點(diǎn)，常用的處理技術(shù)主要有吸附 法、膜分離法、電化學(xué)法、高級氧化法和微生物處理法等方法。而這些方法都存在各種各樣 的問題，對于吸附法，最主要的問題在于吸附劑再生性差和吸附量小;膜分離技術(shù)存在膜污 染問題以及成本昂貴；電化學(xué)法和高級氧化法主要存在成本高的問題;生物法存在穩(wěn)定性 差，反應(yīng)時間過長的問題。
[0003] 專利CN103521192A(臺州學(xué)院)通過米根霉菌體與混合鐵鹽溶液反應(yīng)后，加入茭白 葉粉和固化劑制備得到磁性生物吸附劑，但由于吸附劑本身性質(zhì)的限制，只能對陰離子偶 氮染料進(jìn)行吸附，并且吸附劑本身存在吸附飽和的問題，這將大大限制其應(yīng)用。專利 CN1827535A(三達(dá)膜科技有限公司）通過將超濾循環(huán)和納濾循環(huán)工藝相結(jié)合，再將納濾透析 液通過活性炭吸附處理后達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)，但此方法需要繁瑣的前處理過程(廢水 調(diào)節(jié)、絮凝沉降和澄清等工藝），而且膜技術(shù)本身存在膜污染以及成本昂貴的問題。專利 CN101863524A(蘇州大學(xué)）提供了一種光催化氧化降解含染料廢水的方法，通過直徑小于 3nm的鉑納米線作為催化劑，在光照條件下進(jìn)行反應(yīng)，催化反應(yīng)可在20-480分鐘內(nèi)完成，但 納米材料沒有負(fù)載材料，用量大，且在水體不易分散，造成聚集問題，這將很大程度降解其 催化活性。另外，在染料廢水中加入直徑小于3nm的鉑納米線，在催化降解完染料后，直徑小 于3nm的鉑納米線難于回收，進(jìn)而會對水體造成二次污染，同時也造成鉑納米線催化劑的浪 費(fèi)。
[0004] 本專利闡述了使用負(fù)載的催化劑，用于有色廢液的脫色處理。通過將納米催化劑 負(fù)載在基材表面，增大催化劑的表面積，降低催化劑的絕對用量，并便于回收循環(huán)利用負(fù)載 催化劑用于脫色處理，同時也降低催化劑本身對水體造成污染的風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種上述載體負(fù)載金屬催化劑的應(yīng)用。該催化劑作為高效 催化劑在還原劑的作用下可應(yīng)用但不限于制藥、造紙、印染、陶瓷、皮革或化工等行業(yè)的有 色廢液處理。
[0006] 有關(guān)催化劑的制備方法(一種負(fù)載的金屬催化劑的制備方法)與此專利同時申請， 簡要介紹如下：將鄰苯二酚類衍生物和金屬鹽溶液與所述的載體骨架材料共混在水溶液 中，攪拌10分鐘-10小時后，通過離心或過濾收集干燥而得。
[0007] 本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案： 一種有色廢液的脫色處理方法，其特征在于， (a) 將金屬催化劑和還原劑用于有色廢液快速脫色處理，所需脫色時間為10秒-1小時， 優(yōu)化時間為1分鐘-10分鐘； (b) 用于有色廢液的脫色處理，可將金屬催化劑和還原劑同時或先后(不限順序)分散 到有色廢液中，進(jìn)行脫色處理;也可將金屬催化劑裝成填充柱或固定在填充床上，將染料液 和還原劑混合液同時流經(jīng)金屬催化劑而脫色； (C)用于有色廢液的脫色處理，還原劑與有色廢液中染料質(zhì)量比0.001~1000,優(yōu)選為 0.1-10; (d) 用于有色廢液的脫色處理，金屬催化劑可循環(huán)持續(xù)使用，一次添加，持續(xù)保持活 性，只需補(bǔ)充還原劑來長期持續(xù)處理更多的有色廢液，對有色廢液的脫色效果大于80%，可 實(shí)現(xiàn)脫色效果大于95%; (e) 用于有色廢液的脫色處理，增加金屬催化劑和還原劑的投加量或用量，可加速脫 色反應(yīng)，縮短脫色所需時間； (f) 有色廢液染料溶液可為水溶液也可為有機(jī)溶劑或者有機(jī)溶劑與水的混合溶液，所 選擇的還原劑需溶解到有色廢液中； 其中，用于有色廢水脫色處理的金屬催化劑，特征在于，包括(a)催化劑骨架載體材料， (b)催化劑骨架載體材料表面含有鄰苯二酚衍生物的聚合物涂層；（c)起催化作用的金屬 或金屬氧化物或金屬離子，通過嵌入或粘結(jié)或螯合到鄰苯二酚衍生物的聚合物涂層，進(jìn)而 被固定到催化劑骨架載體材料表面。其中負(fù)載在骨架載體材料表面的金屬或金屬氧化物或 金屬離子起著催化劑作用，用于有色廢水的脫色處理。
[0008] 其中，用于有色廢水脫色處理的金屬催化劑，載體骨架材料占所述金屬催化劑體 系的質(zhì)量百分含量為10-99%，優(yōu)選為75%-95%;金屬催化劑占所述催化劑體系的的質(zhì)量百分 含量為0.1-50.0%，優(yōu)選為1%-20%;所述鄰苯二酚類衍生物聚合物涂層占所述催化劑體系的 質(zhì)量百分含量為〇. 01-50%，優(yōu)選為0.1-10%。
[0009] 其中，催化劑骨架載體材料選自具有較大比表面積的無機(jī)材料或無機(jī)非金屬材料 或有機(jī)材料的顆粒粉末或片材或板材。其中無機(jī)材料或無機(jī)非金屬材料包括但不限于粘土 類(蒙脫土、累脫土、硅藻土、膨潤土、凹凸棒土、高嶺土、活性白土、沸石、伊利石、埃洛石、蛭 石、蛇紋石等），沙石類(河砂，海砂，金屬砂，天然砂巖粉化后的砂等），石粉類(麥飯石粉、重 鈣粉、滑石粉、白云石粉、膩?zhàn)臃鄣龋?、粉煤灰、煙道灰、金屬及其氧化物或氫氧化?鋁鹽、鐵 鹽、鎂鹽、硅鹽、鈦鹽及其復(fù)合鹽等，常用的有明礬、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、聚合氯化 鐵、聚合磷酸鋁、聚合硅酸鋁、聚合硅酸鋁鐵、鋁酸鈣、氧化錳，氧化鐵、氧化鋁、氧化鋯、氧化 銻、碳酸鈣、氧化鋅、氫氧化鎂)等的一種或幾種。
[0010] 其中，有機(jī)材料包括但不限于淀粉及淀粉變形產(chǎn)物、活性炭、石墨烯及石墨烯衍生 物、碳納米管及其衍生物、高分子微球及粉末或膜片(如聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚 氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酰胺、聚苯胺、聚苯乙烯、纖維素及 其衍生物）。
[0011] 其中，鄰苯二酚類衍生物，特征在于所述的鄰苯二酚類衍生物是一種含有二羥基 苯基部分及其衍生物的有機(jī)分子，其分子通式為： 其分子通式為：
包括但不限于下列分子式：
其中1?1，1?2，1?，1?4，1?5相同或不同，各自獨(dú)立地選自氫、飽和和不飽和的、直鏈和支鏈 的、取代和未取代的C1-10烴基，以及含有氨基，羧基，巰基，鹵素、羥基基團(tuán)、低級烷基基 團(tuán)、低級烷氧基基團(tuán)、單環(huán)芳基、低級?；鶊F(tuán)以及它們的組合中的一種或多種取代物;包 括但不局限于多巴（DOPA)、多巴胺及其鹽、3,4_二羥基苯甲胺、3,4_二羥基苯甲醛、3,4_ 二羥基苯乙醛、3,4_二羥基苯甲酸或3,4_二羥基苯乙酸。
[0012]其中，金屬或金屬氧化物或金屬離子包括但不限于銅、銀、鈦、鉑、金等。
[0013 ] 其中，還原劑，包括但不限于硼氫化鈉、水合肼、抗壞血酸、多元醇、甲醛和甲酸等。
[0014] 其中，金屬催化劑，可造粒后裝填充柱或固定到填充床用于有色廢水脫色處理。
[0015] 其中，金屬催化劑，脫色失活后，可用有機(jī)溶劑或pH 3-9的水溶液或有機(jī)溶劑與水 的混合溶液淋洗金屬催化劑，去除附著在金屬催化劑表面的污染物。常用的有機(jī)溶劑包括 但不限于乙醇、異丙醇、丙酮及與水的混合物。
[0016] 其中，有色廢水來源包括但不限于制藥、造紙、印染、陶瓷、皮革或化工等行業(yè)的有 色廢水。有色廢水的pH值適用范圍寬，可從0-14，優(yōu)選5-9。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明提供一種上述載體負(fù)載金屬催化劑的應(yīng)用。該催化劑具有成本低廉，操作可控 性高，催化效果更加高效，而且催化劑穩(wěn)定性可以保持多次循環(huán)利用等特點(diǎn)。該催化劑作為 高效催化劑在還原劑的作用下可應(yīng)用于但不限于制藥、造紙、印染、陶瓷、皮革或化工等行 業(yè)的有色廢水處理。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 骨架材料負(fù)載催化劑的制備過程已申請專利:一種負(fù)載金屬催化劑的制備方法。 優(yōu)選實(shí)施例為將粘土負(fù)載納米銀催化劑造粒后裝填充柱，加入還原劑硼氫化鈉和亞甲基藍(lán) 混合溶劑后，進(jìn)行過柱處理，所需脫色時間為10秒-1小時，使用超過50次后，脫色率達(dá)到95% 以上。使用含有丙酮的水溶液下進(jìn)行淋洗，淋洗后填充柱恢復(fù)脫色能力。
[0019] 以下通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的 范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知 識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)