[发明专利]用钢渣吸附处理染料废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废水处理及资源化利用领域，涉及一种用炼钢废弃物——钢渣对染料废水的吸附处理技术。

背景技术

染料废水具有色泽深、臭味大、COD含量高、成分复杂且多变的特点，含有多种生物毒性大、难以降解的物质，可生化性差，废水中的染料能吸收光线，降低水体透明度，大量消耗水体中氧，造成水体缺氧，破坏水体自净，是目前难处理的有机废水之一。在染料废水处理中，吸附法由于所需采用的工艺操作简单，应用十分广泛，传统的活性炭吸附剂成本高且再生困难。钢渣是炼钢生产中仅次于高炉渣的第二大固体副产品，约占粗钢产量的12％～15％，主要的化学成分有：CaO、SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、MgO等，场发射扫描电镜显示，其表面是粗糙且边缘不齐的层叠状结构，粗糙表面可增大钢渣与溶液中污染物质的接触面积，有利于钢渣吸附去除污染物质，具有良好的吸附性能。对钢渣浸出液进行浸出毒性测定，结果表明各项指标均未超过限定范围，不会造成环境生态风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理染料废水的方法，尤其是含有刚果红、孔雀石绿染料的废水的处理方法，处理后的出水几乎不含染料物质，吸附过染料的钢渣表面紧密结合了染料物质，不需要运用洗脱剂解吸再生，可直接进入工业废弃物处理处置系统，用作建筑材料，不会存在生态风险造成二次污染。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

利用钢渣表面粗糙且边缘不齐呈层叠状结构的特点，本发明采用钢渣吸附处理刚果红、孔雀石绿染料废水，具体方法步骤如下，按以下步骤顺序进行：

1.将钢渣研磨、筛选，称取一定质量钢渣置于反应瓶中；

2.量取染料废水加入反应瓶中；

3.将反应瓶置于振荡器中充分混合；

4.固液分离，分离出废钢渣，得到处理出水。

步骤1中，粒径的大小是处理效果的关键，钢渣研磨后，其粒径以小于30目为佳，若粒径过大处理效果将受到影响，若条件允许，粒径越小处理效果越好；

步骤2中的染料已证实有显著处理效果的有阴离子双偶氮直接染料刚果红、碱性阳离子染料孔雀石绿，同样可以处理类似染料；另，钢渣对活性翠蓝染料废水、碱性品红染料废水、结晶紫具有较好的吸附性能，适当的条件下脱色率达98.9％；步骤3中，钢渣与污染物质的质量比是应该控制的处理条件，使系统中钢渣/刚果红质量比不小于375∶1，钢渣/孔雀石绿质量比不小于20∶1，若选取较大的钢渣/污染物质质量比可以缩短反应时间，若选取的钢渣/污染物质质量比较大，将会影响处理效果；该步骤中的反应温度不需调节，在室温下进行即可；该步骤中的pH值不需调节。

步骤4中，固液分离的方法可选范围很多，可采用沉淀或离心分离，并将废钢渣按照常规方法脱水，进行回收。

本发明有益效果是：

(1)钢渣对刚果红吸附效果很好，去除率均可达97.0％以上；钢渣对孔雀石绿的吸附效果更好，去除率达到99％以上，最大吸附量可以达到将近50mg/g。

(2)整个处理过程不需人为调节废水pH值，处理效果稳定。

(3)从红外光谱(FTIR)与场发射电镜扫描(SEM)对钢渣吸附刚果红、孔雀石绿这两种染料的分析可以看出，污染物均吸附沉淀在了钢渣表面，对刚果红、孔雀石绿的吸附后形成复杂的钢渣/染料复合体，并为较稳定的晶体状态，不会存在对环境的二次污染。

(4)本技术既能回用工业废弃物钢渣，又能大幅度降低染料废水处理成本，达到了“以废治废”的效果。

具体实施方式

结合以下具体实施例，对本发明进行进一步说明。

实施例1

称取一定质量的不同粒径钢渣于250mL玻璃锥形瓶中，再量取100mL的刚果红、孔雀石绿溶液。转速为150rpm，反应温度为30±2℃。回旋振荡反应一定时间后取样，在3500rpm条件下离心10min，过0.45μm纤维素膜后测定滤液中染料浓度。染料浓度用紫外/分光光度计测定，刚果红的最大吸收波长为497nm，孔雀石绿的最大吸收波长为664nm。收集并回收吸附了污染物质的钢渣。

表1钢渣对不同浓度染料废水处理效果

实施例2