一種染料廢水脫色劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種染料廢水脫色劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于染料廢水脫色技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前染料廢水脫色處理主要有物理法、化學(xué)法、生物法。用于染料廢水處理領(lǐng)域的物理法包括:吸附法、膜分離技術(shù)及磁分離技術(shù)。近年來，各種吸附劑不斷被引入染料廢水處理的研究。研究開始，主要以活性炭作為研究對(duì)象，結(jié)果表明:活性炭吸附對(duì)于染料廢水的脫色、COD值的降低有很好的應(yīng)用前景，但也面臨著活性炭的再生困難、處理費(fèi)用偏高等問題，限制了活性炭吸附在染料廢水處理中的應(yīng)用。因此研究者不斷研究其它的吸附劑。
[0003]目前也有許多研究者利用膜分離法處理染料廢水。研究結(jié)果表明該技術(shù)處理效果明顯，可以有效地降低COD以及色度，但由于濃差極大和膜污染等問題的存在，導(dǎo)致運(yùn)行滲透通量隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，同時(shí)膜的價(jià)格較貴，更換頻率較快，因此處理成本較高，阻礙了大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。
[0004]化學(xué)法主要包括電化學(xué)、光化學(xué)與光催化氧化法、Fenton、類fenton氧化法以及臭氧氧化法。近年來，研究者們研制了許多新型電極材料，在電氧化和電還原方面涌現(xiàn)出的新型高析氧過電位電極和高析氫過電位電極，提高了處理效果，也為染料廢水的處理工藝提供了又一合理的選擇。光催化氧化技術(shù)是在光化學(xué)氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與光化學(xué)法相比，有更強(qiáng)的氧化能力，可使有機(jī)污染物更徹底地降解。近年來，以T12為催化劑的光催化氧化技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。光催化氧化技術(shù)常用的催化劑有Ti02、Zn0、W03、CdS、ZnS、Sn02和FeCU 等。
[0005]Fenton法處理廢水存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，試劑用量多，過量Fe2+將增大廢水的COD產(chǎn)生二次污染等問題。類fenton氧化法可增強(qiáng)對(duì)有機(jī)物的氧化降解能力、減少試劑的用量，從而降低處理成本。為改進(jìn)臭氧氧化法，有研究者引入超聲波技術(shù)，強(qiáng)化臭氧氧化染料脫色及降解。借助超聲波瞬間空化產(chǎn)生的高溫、高壓對(duì)染料進(jìn)行脫色或徹底降解，成為一種可行的工藝選擇。
[0006]與能耗高、花費(fèi)大的化學(xué)氧化法相比，生物處理方法因其經(jīng)濟(jì)性，為眾多工業(yè)廢水處理工藝所青睞。常用的生物處理方法主要包括厭氧生物降解和好氧生物降解。在染料廢水處理方面，厭氧降解與好氧降解各有其針對(duì)性。
[0007]因此，目前染料廢水脫色劑仍然存在成本過高，并且脫色效率較低的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種染料廢水脫色劑及其制備方法和應(yīng)用。
[0009]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種染料廢水脫色劑，其主要是由純凹凸棒土和M(NO3)xK制成。
[0010]作為優(yōu)選，所述M(NO3)x中M為Zr、Mn或者Ce。
[0011]本發(fā)明還提供了所述染料廢水脫色劑的制備方法，包括以下步驟:
[0012](I)取凹凸棒土，經(jīng)過純化處理，得純凹凸棒土；
[0013](2)取一定量的的M(NO3)x,溶于檸檬酸溶液中形成混合前軀體檸檬酸溶液；
[0014](3)取上述純凹凸棒土加入到上述混合前軀體檸檬酸溶液中，充分?jǐn)嚢?，攪拌一定時(shí)間后加入適量冰醋酸攪拌陳化；
[0015](4)用氨水調(diào)節(jié)pH至7?10，在溫度40°C?80°C下反應(yīng)至凝膠狀;在一定溫度下干燥、煅燒，得納米級(jí)MOx/凹凸棒土 ；
[0016](5)將上述MOx/凹凸棒土放入一定量的十八烷基三甲基氯化銨溶液中，超聲振蕩，抽濾、洗滌、干燥，即得所述脫色劑。
[0017]作為優(yōu)選，所述步驟(I)中的純化處理方法為:
[0018]取凹凸棒土(ATP)，放入蒸餾水中攪拌均勻，在一定溫度和高剪切力作用下，加入一定濃度的六偏磷酸鈉水溶液，充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間后，把混合液進(jìn)行超聲波分散一定時(shí)間，靜置，傾析上層懸浮液，離心所得固體用二次蒸餾水洗滌至中性，于一定溫度下下干燥，即得純凹凸棒土。
[0019]作為另一種優(yōu)選，所述純凹凸棒土和M(NO3)x的用量比為2g:2mmol。
[0020]本發(fā)明最后還提供了所述染料廢水脫色劑在燃料廢水脫色中的應(yīng)用。
[0021 ]有益效果:相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì):
[0022](I)本發(fā)明脫色劑對(duì)于染料廢水脫色效率高；
[0023](2)本發(fā)明脫色劑成本低廉；
[0024](3)本發(fā)明脫色劑脫色同時(shí)大大降低染料廢水的COD。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0026]紅色基GP染料廢水原樣在464nm吸收波長(zhǎng)下吸光度為2.92，COD為3043.04mg/L。
[0027]實(shí)施例1:Μη02/ΑΤΡ對(duì)于紅色基GP染料廢水的脫色研究
[0028](I)取2mmol的硝酸錳溶于50ml的2mol/L檸檬酸溶液中形成混合前軀體檸檬酸溶液。
[0029 ] (2)稱取2g純凹凸棒土加入(I)混合液充分?jǐn)嚢?。攪拌I小時(shí)候后加入2ml冰醋酸于60 °C條件下攪拌陳化12小時(shí)。
[0030](3)用氨水調(diào)節(jié)pH至8，在溫度80°C下反應(yīng)至凝膠狀。
[0031](4)在80°C下烘干24小時(shí)、放入馬弗爐在空氣氣氛下400°C下焙燒6小時(shí)后研磨得到 Μη02/ΑΤΡ。
[0032](5)稱取0.1mmol的C21H46NCl(十八烷基三甲基氯化銨)放于20mL水中使之完全溶解，再加入2gMn02/ATP，采用超聲波處理I Imin。
[0033](6)抽濾、洗滌、干燥，得到染料廢水脫色劑。
[0034](7)取0.5g脫色劑放入50ml染料廢水中，再加入0.5ml雙氧水，在調(diào)節(jié)pH至4，在溫度40 0C下攪拌Ih。吸光度降為0.25，COD降為228.00mg/L。脫色率達(dá)到91.43%, COD去除率92.51%
[0035]實(shí)施例2:Ce02/ATP對(duì)于紅色基GP染料廢水的脫色研究
[0036](I)取2mmol的硝酸鈰溶于50ml的2mol/L檸檬酸溶液中形成混合前軀體檸檬酸溶液。
[0037](2)稱取2g純凹凸棒土加入(I)混合液充分?jǐn)嚢?。攪拌I小時(shí)候后加入2ml冰醋酸于60 °C條件下攪拌陳化12小時(shí)。
[0038](3)用氨水調(diào)節(jié)pH至8，在溫度80 °C下反應(yīng)至凝膠狀。
[0039](4)在80°C下烘干24小時(shí)放入馬弗爐在空氣氣氛下400°C下焙燒6小時(shí)后研磨得到Ce02/ATP。
[0040](5)稱取0.1mmol的C21H46NCl(十八烷基三甲基氯化銨)放于20mL水中使之完全溶解，再加入2gCe02/ATP，采用超聲波處理I Imin。
[0041 ] (6)抽濾、洗滌、干燥，得到染料廢水脫色劑。
[0042](7)取0.5g脫色劑放入50ml染料廢水中，再加入0.4ml雙氧水，在調(diào)節(jié)pH至4，在溫度40°C下攪拌lh。吸光度降為0.21，0)0降為202.1711^/1。脫色率達(dá)到92.76%，0)0去除率93.36%
[0043]實(shí)施例3:Zr02/ATP對(duì)于紅色基GP染料廢水的脫色研究
[0044](I)取2mmol的硝酸鋯溶于50ml的2mol/L檸檬酸溶液中形成混合前軀體檸檬酸溶液。
[0045](2)稱取2g純凹凸棒土加入(I)混合液充分?jǐn)嚢?。攪拌I小時(shí)候后加入2ml冰醋酸于60 °C條件下攪拌陳化12小時(shí)。
[0046](3)用氨水調(diào)節(jié)pH至8，在溫度80 °C下反應(yīng)至凝膠狀。
[0047](4)在80°C下烘干24小時(shí)放入馬弗爐在空氣氣氛下400°C下焙燒6小時(shí)后研磨得到Zr02/ATP。
[0048](5)稱取0.1mmol的C21H46NCl(十八烷基三甲基氯化銨)放于20mL水中使之完全溶解，再加入2gCe02/ATP，采用超聲波處理I Imin。
[0049 ] (6)抽濾、洗滌、干燥，得到染料廢水脫色劑。
[0050](7)取0.5g脫色劑放入50ml染料廢水中，再加入0.4ml雙氧水，在調(diào)節(jié)pH至5，在溫度40°C下攪拌lh。吸光度降為0.23，0)0降為168.9711^/1。脫色率達(dá)到92.07%，0)0去除率94.47%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種染料廢水脫色劑，其特征在于，其主要是由純凹凸棒土和M(NO3)x所制成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料廢水脫色劑，其特征在于，所述M(NO3) x中M為Zr、Mn或者Ce。3.權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述染料廢水脫色劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)取凹凸棒土，經(jīng)過純化處理，得純凹凸棒土； (2)取一定量的的M(NO3)x,溶于檸檬酸溶液中形成混合前軀體檸檬酸溶液； (3)取上述純凹凸棒土加入到上述混合前軀體梓檬酸溶液中，充分?jǐn)嚢?，攪拌一定時(shí)間后加入適量冰醋酸攪拌陳化； (4)用氨水調(diào)節(jié)pH至7?10，在溫度40°C?80°C下反應(yīng)至凝膠狀;在一定溫度下干燥、煅燒，得納米級(jí)MOx/凹凸棒土 ； (5)將上述MOx/凹凸棒土放入一定量的十八烷基三甲基氯化銨溶液中，超聲振蕩，抽濾、洗滌、干燥，即得所述脫色劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的染料廢水脫色劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中的純化處理方法為: 取凹凸棒土(ATP)，放入蒸饋水中攪拌均勾，在一定溫度和高剪切力作用下，加入一定濃度的六偏磷酸鈉水溶液，充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間后，把混合液進(jìn)行超聲波分散一定時(shí)間，靜置，傾析上層懸浮液，離心所得固體用二次蒸餾水洗滌至中性，于一定溫度下下干燥，即得純凹凸棒土。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的染料廢水脫色劑的制備方法，其特征在于，所述純凹凸棒土和M(NO3)x 的用量比為 2g:2mmol ο6.權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述染料廢水脫色劑在燃料廢水脫色中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種染料廢水脫色劑及其制備方法和應(yīng)用，所述燃料廢水脫色劑主要是由純凹凸棒土和M(NO3)x所制成。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明脫色劑對(duì)于染料廢水脫色效率高，且脫色劑成本低廉，脫色同時(shí)大大降低染料廢水的COD。
【IPC分類】C02F1/28, B01J20/16, B01J20/30
【公開號(hào)】CN105561917
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510970331
【發(fā)明人】韓粉女, 許琦, 唐喆
【申請(qǐng)人】鹽城工學(xué)院
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日