[发明专利]一种染料废水的微波快速处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种染料废水的处理方法，特别涉及利用微波和纳米零价铁高效、快速处理染料废水进行脱色的方法，属于染料废水处理技术领域。 

背景技术

纺织、印染行业是我国主导产业之一，数以千计的纺织、印染虽然吸纳了大量的劳动力，但同时其排放的染料废水对环境及用水安全造成了严重威胁，特别是在南水北调沿线的纺织、印染的企业都需要满足严格的污水排放标准，否则将面临停产的命运。此外染料成分越来越趋向于抗氧化、抗光解、抗生物降解，并且其COD浓度和色度都越来越高，所以就要求染料废水处理技术需要不断进步。 

纳米零价铁（Fe⁰）用于处理染料废水是近年来发展起来的一项技术。纳米零价铁、具有低毒、廉价、易操作而且对环境不会产生二次污染等优点，并具有较高的比表面积，和较高的活性，能够吸附并还原染料分子，最终实现染料废水的脱色，但是单纯使用纳米Fe⁰处理染料的效率较低，速率也较慢，无法实现染料废水的快速高效脱色。近几年以来，微波技术逐步应用到污水处理过程中，主要针对的就是水体中高浓度有机物、难降解有机物、有毒有害有机物的去除与矿化，取得了较好的处理效果。微波技术在污水处理中的应用主要利用了微波在水体中的热效应和非热效应。首先利用了微波的快速和选择加热效果，即微波的“热效应”。在水体的吸波物质快速吸收微波后，在水体中产生若干个“热点”，大幅提高有机物在“热点”表面的反应速率与效率，或者促使反应物之间的氧化还原电位发生显著变化，从而提高了反应效率；其次利用了微波的诱导催化作用，即微波的“非热效应”。虽然微波本身不具催化效果，但在能够强烈吸收微波的“敏化剂”的存在下，水分子和氧分子会被激发产生具有很高氧化能力的氢氧自由基，从而快速氧化目标有机物。微波的量子能量约为10^-6-10^-3ev，比化合物中化学键能量10⁰-10¹ev要小得多，因此从量子效应角度来讲，不足以使化学键断裂，但可使化合物中某些化学键振动或转动，导致这些化学键的减弱，从而降低反应的活化能，促进目标化合物的分解与矿化。 

发明内容

本发明的目的是针对现有染料废水处理技术中处理效率不高，处理周期较长等不足，提供一种染料废水的微波快速处理方法。 

本发明的技术方案如下： 

一种染料废水的微波快速处理方法，包括步骤如下： 

（1）将染料废水的pH调整在5.0±1，按照染料废水中染料质量与纳米零价铁质量比1： 1-4加入纳米零价铁，将染料废水和纳米零价铁的固液混合溶液通过微波场； 

（2）染料废水和纳米零价铁的固液混合溶液在微波场内、在好氧或厌氧的条件下停留一段时间后经微孔滤膜过滤，得到脱色完成的水溶液。 

上述方法中步骤（1）所述的纳米零价铁优选的制备方法是向FeCl₃溶液中加淀粉作分散剂，搅拌，在氮气保护下，向其滴加硼氢化钠，滴完后过滤将固体洗涤、干燥即得纳米零价铁。 

步骤（1）染料废水中染料质量与纳米零价铁质量比优选1：2。 

上述方法步骤（2）微波场的输出功率为450W-900W、频率为2450GHz；优选输出功率为450W、频率为2450GHz。所述的停留时间在3-5分钟；微孔滤膜孔径0.45μm。 

本发明采用微波和纳米零价铁联用，同时利用微波的热效应和非热效应，实现染料废水高效快速脱色，微波场的引入极大地提高了纳米零价铁降解染料的效率和速率，可在5分钟之内得到90%以上的脱色效率。利用不产生二次污染的、高比面积的、高活性的纳米零价铁与微波对染料废水进行脱色处理，使染料废水处理更加便捷、高效和快速。 

与现有技术相比，本发明的优异效果在于： 

1.本发明在微波场加入到纳米零价铁与染料的体系中后，染料的降解速率和降解效率都大幅提高； 

2.本发明采用微波辅助纳米零价铁，与超声波辅助相比，本发明有更高的降解效率，并能减少纳米零价铁使用量； 

3、本发明方法采用纳米零价铁为环境友好材料，与TiO₂、氧化镍相比较，不会产生二次污染问题； 

4、本发明方法能够适应多种不同的染料溶液，能够适应染料溶液水质、水质的变化，酸性条件下处理效果更佳。 

附图说明