一種低鐵投量下快速降解染料廢水的方法與流程

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水和廢水處理方法，具體涉及一種低鐵投量下快速降解染料廢水的方法。

背景技術(shù)：
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隨著工業(yè)化的發(fā)展，印染廢水污染水體的現(xiàn)象越來越嚴重。其特點主要為：水量大、有機污染物濃度高、色度深、堿性和pH值變化大、水質(zhì)變化劇烈。由于染料、助劑、織物染整要求的不同，印染廢水的pH值、COD_Cr、BOD₅濃度、顏色等也各不相同，但其共同的特點之一是m(BOD₅)/m(COD_Cr)值均很低，一般在0.2左右，可生化性差；另一共同特點是色度高，有的可高達4000倍以上。目前用于印染廢水二級處理的工藝主要以物理化學(xué)法和生物法為主。生物法主要針對有機污染物，但對色度的去除不理想，去除率一般只有50％～60％，所以對色度的去除以物理化學(xué)法為主。當前，印染廢水二級處理出水水質(zhì)仍不能達到排放及回用標準的要求，主要問題是二級處理出水中殘留的COD_Cr都是難生化降解有機物；而一般的混凝沉淀、吸附、氣浮等方法也難以將色度完全去除，所以深度處理的對象就是難生化降解有機物和色度。目前常用的深度處理法有吸附法，膜技術(shù)，微絮凝劑直接過濾，高級氧化法：Fenton氧化法，臭氧氧化法，生物法等。為滿足排放和回用標準，各種方法的組合工藝得到廣泛應(yīng)用，但其中仍存在處理成本高，廢水回用率低等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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為了克服印染廢水處理過程中色度較難去除，且廢水二級出水中COD依然較高的難題，以及在處理過程中處理效率低產(chǎn)生二次污染的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種低鐵投量下快速降解染料廢水的方法。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種低鐵投量下快速降解染料廢水的方法，其特征在于：在低鐵投量的情況下，通過磁場和鐵粉協(xié)同作用于反應(yīng)器，使得通過反應(yīng)器的染料廢水的色度和COD被快速去除。

本發(fā)明的處理方法極大的提高了染料廢水的脫色效果及COD去除效果，同時該方法的提出也使得鐵粉的投量被大大降低，使得處理成本大大降低。該技術(shù)綠色環(huán)保具有廣闊的應(yīng)用前景。

進一步地：

本發(fā)明的一種低鐵投量下快速有效去除染料廢水的色度和COD的方法，包括如下三種形式：

(1)磁場外置于反應(yīng)器底部，或反應(yīng)器周圍：通過該種方法使得反應(yīng)器內(nèi)的染料廢水的色度及COD被快速降解；

(2)磁粉與鐵粉混合后置于反應(yīng)器內(nèi)：在含染料廢水的水中加入一定量的鐵粉，和粒徑很小的磁粉，機械混合均勻，實現(xiàn)染料廢水的色度和COD的快速去除。

(3)磁化后的鐵粉直接投加于反應(yīng)器，不設(shè)置外置磁場，實現(xiàn)染料廢水色度和COD的快速去除。

在以下優(yōu)選的設(shè)置下，可以獲得更佳的去除效果：

所述染料廢水的pH值為3.0～11.0；

所述染料廢水的COD濃度為50～1500mg/L。

所述的鐵處理劑為鐵粉，優(yōu)選為微米零價鐵、納米零價鐵、廢棄鐵屑、鐵碳顆粒、四氧化三鐵等含鐵礦物；

所述磁場為：永磁鐵，電磁鐵，磁粉顆粒提供；

所述磁場的強度為20～1000mT；

所述染料廢水在反應(yīng)器中的停留時間為0.5～24h；

所述鐵粉的投量為0.1～10.0g/L；

所述染料廢水的色度值5～4000倍；

本發(fā)明的基本原理如下：

利用鐵的鐵磁性，在磁場存在的情況下，鐵粉被磁化產(chǎn)生感應(yīng)磁場，促使鐵表面的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，提高電子利用率，并且在此過程中鐵離子發(fā)生遷移促使鐵粉表面產(chǎn)生點腐蝕加速傳質(zhì)，從而加速對染料廢水的去除。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明與現(xiàn)行的技術(shù)相比，色度的去除效果非常明顯，很好的解決了染料廢水色度較難去除的問題；

2、本發(fā)明與現(xiàn)行的技術(shù)相比，COD的去除效率大大提高，解決了出水COD濃度高難降解的難題；

3、本發(fā)明與現(xiàn)行的技術(shù)相比，所用材料綠色環(huán)保不產(chǎn)生二次污染，反應(yīng)過程更易控制，且反應(yīng)后無有毒金屬離子殘留；

4、本發(fā)明與現(xiàn)行的技術(shù)相比采用了更加簡單有效的外置或內(nèi)置磁場，方法操作簡單，效果明顯。提高了工業(yè)應(yīng)用的價值。

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明實施例染料廢水的色度去除效果對比圖；

圖2為本發(fā)明實施例染料廢水的COD去除效果圖。

具體實施方式：

基本實施例1：

一種低鐵投量下快速有效去除染料廢水的方法是在完全混合反應(yīng)器的底部外置磁場，向COD為1500mg/L的染料廢水中加入10.0g/L的1微米鐵粉，pH＝3.0，磁場強度約為30mT。當磁場外置時，鐵粉可在10h內(nèi)把染料廢水的色度去除99％以上。

結(jié)果如圖1(2號)所示：2號左圖為處理前色度，2號右圖為處理后色度)?；緦嵤├?：

一種低鐵投量下快速有效去除染料廢水的方法是在完全混合反應(yīng)器的底部外置磁場，向COD為250mg/L的染料廢水中加入10.0g/L的1微米鐵粉，pH＝3.0，磁場強度約為30mT。當磁場外置時，鐵粉可在10h內(nèi)把染料廢水的色度去除90％以上。具體見圖1(1號)所示：1號左圖為處理前色度，1號右圖為處理后色度。

基本實施例3：

一種低鐵投量下快速有效去除染料廢水的方法是在完全混合反應(yīng)器的底部外置磁場，向COD為1500mg/L的染料廢水中加入10.0g/L的1微米鐵粉，pH＝3.0，磁場強度約為30mT。當磁場外置時，鐵粉可在10h內(nèi)把染料廢水的COD去除80％以上。具體見圖2所示：(3為去除前；4為去除后)。

基本實施例4：

一種低鐵投量下快速有效去除染料廢水的方法是在完全混合反應(yīng)器的底部外置磁場，向COD為250mg/L的染料廢水中加入10.0g/L的1微米鐵粉，pH＝3.0，磁場強度約為30mT。當磁場外置時，鐵粉可在10h內(nèi)把染料廢水的COD去除80％以上。具體見圖2所示：(1為去除前；2為去除后)。

替換實施例：不同鐵粉投量對處理效果的影響。

處理方法同基本實施例1，區(qū)別在于，調(diào)整鐵粉的投量分別為：0.1、1.0、10.0g/L，并分別統(tǒng)計其對處理效果的影響如表1所示：

表1：

分析：如表1所示，鐵粉投量為0.1、1.0、10.0g/L，隨著投量的提高色度的去除率逐漸增加，達99％以上。而不加磁場只能去除色度的2％～30％左右。實施例表明該方法脫色效果明顯。

替換實施例：不同鐵處理劑對處理效果的影響。

處理方法同基本實施例1，區(qū)別在于，調(diào)整鐵處理劑為納米零級鐵、鐵碳顆粒等，并分別統(tǒng)計其對處理效果的影響如表2所示：

表2：

分析：如表2所示，鐵粉來源為微米零價鐵，納米零級鐵，鐵碳顆粒，不同種類的微米鐵，納米鐵及鐵碳顆粒在磁場的作用下都可以將染料廢水的色度去除99％以上。而不加磁場三種方法只能去除色度的30％～45％左右。實施例表明該方法脫色效果明顯。

替換實施例：不同磁場強度對處理效果的影響。

處理方法同基本實施例1，區(qū)別在于，調(diào)整磁場的強度大小為20，100，500mT，并分別統(tǒng)計其對處理效果的影響如表3所示：

表3：

分析：如表3所示，調(diào)整磁場的強度大小為20，100，500mT后發(fā)現(xiàn)染料色度的去除率均在99％以上。而不加磁場色度的去除率較低。實施例表明該方法脫色效果明顯。

替換實施例：鐵粉對不同濃度染料廢水處理效果的影響。

處理方法同基本實施例1，區(qū)別在于，調(diào)整染料廢水的COD的濃度，大小為200，500，1000mg/L，并分別統(tǒng)計其對處理效果的影響如表4所示：

表4：

分析：如表4所示，調(diào)整染料廢水的COD的濃度，大小為200，500，1000mg/L后發(fā)現(xiàn)染料色度的去除率均在99％以上。而不加磁場色度的去除率較低。實施例表明該方法脫色效果明顯。

替換實施例：不同磁場添加方式對處理效果的影響。

處理方法同基本實施例1，區(qū)別在于，調(diào)整磁場的添加方式，分別為內(nèi)置磁粉顆粒，投加磁化后的零價鐵，外置電磁場并分別統(tǒng)計其對處理效果的影響如表5所示：

表5：

分析：如表5所示，調(diào)整磁場的添加方式，分別為內(nèi)置磁粉顆粒，投加磁化后的零價鐵，外置電磁場后發(fā)現(xiàn)染料色度的去除率均在99％以上。而不加磁場色度的去除率較低。實施例表明該方法脫色效果明顯。

替換實施例：1微米鐵粉在不同磁場強度下對處理效果的影響。

處理方法同基本實施例4，區(qū)別在于，調(diào)整磁場的強度大小為20，100，500mT，并分別統(tǒng)計其對處理效果的影響如表6所示：

表6：

分析：如表6所示，調(diào)整磁場的強度大小為20，100，500mT，后發(fā)現(xiàn)染料COD的去除率均在80以上。而不加磁場COD的去除率較低僅為30％。實施例表明該方法COD去除效果明顯。

替換實施例：不同鐵處理劑在不同磁場強度下對處理效果的影響。

處理方法同基本實施例4，區(qū)別在于調(diào)整鐵粉的來源為納米零級鐵，鐵碳顆粒，并分別統(tǒng)計其對處理效果的影響如表7所示：

表7：

分析：如表7所示，調(diào)整鐵粉的來源為納米零級鐵，鐵碳顆粒，后發(fā)現(xiàn)染料COD的去除率均在80以上。而不加磁場COD的去除率較低僅為30％左右。實施例表明該方法COD去除效果明顯。

替換實施例：1微米鐵粉對不同濃度染料廢水處理效果的影響。

處理方法同基本實施例4，區(qū)別在于，調(diào)整染料廢水的COD濃度的大小為100，500，1000mg/L，并分別統(tǒng)計其對處理效果的影響如表8所示：

表8：

分析：如表8所示，調(diào)整染料廢水的COD濃度的大小為100，500，1000mg/L后發(fā)現(xiàn)染料COD的去除率均在80以上。而不加磁場COD的去除率較低僅為30％。實施例表明該方法COD去除效果明顯。

經(jīng)過實驗論證和對其他方法去除效果的對比后發(fā)現(xiàn)，該方法所用零價鐵綠色環(huán)保無二次污染，對色度的去除效果較明顯，并且對COD的去除效果也較好。所述磁場添加方便，易于操作。是一項值得推廣的水處理技術(shù)。