Ozone, Hydrogen Peroxide/Ozone And UV/Ozone Treatment Of Chromium- And Copper-Complex Dyes: Decolorization And Metal Release

摘要

Les colorants constitués de complexes metal-azoïque sont une part importante des colorants utilisés dans l'industrie textile et ont des propriétés telles que la luminosité supérieur et résistance au lavage. Bien que la couleur dans les effluents ne fasse pas toujours l'objet d'une législation, l'industrie textile pratique souvent la décoloration de ses rejets en utilisant des procédés comme l'oxydation chimique. Dans cette étude, des systèmes d'oxydation utilisant l'ozone, 1'ozone/peroxyde d'hydrogène, ou U.V./ozone, ont été comparés pour le traitement de deux colorants contenant des complexes métalliques, le "Acid Black" 52 (chrome), et le "Direct Blue" 80 (cuivre). Les taux de traitement en oxydant nécessaires à la décoloration ont été déterminés. L'effet de l'alcalinité bicarbonatée sur les procédés d'ozonation et peroxyde d'hydrogène/ozone a également été précisée. Les résultats d'analyses par HPLC (avec colonne de dérivation) ont montré que le cuivre inorganique est presque complètement relargué lors de la décoloration du "Direct Blue 80" par l'ozone ou H_2O_2/O_3. Ce relargage est significatif, car il peut affecter la toxicité du rejet. Le relargage du chrome par le "Acid Black" 52 a été étudiée en utilisant l'échange d'ion avec anionique forte (SBA) et une résine cationique forte. Les résultats montrent que la décoloration par oxydation ne provoque pas un relargage significatif de Cr(Ⅲ) dissous. L'oxydation par ozone H_2O_2/O_3 provoque une transformation du chrome en complexe organométallique de caractère basique, mais il n'a pas encore été déterminé si le chrome est alors complexé sous forme de Cr(Ⅲ) ou sous forme de Cr(Ⅵ) (CrO_4~(2-), HCrO_4~- ou Cr_2O_7~(2-)). Les études se poursuivent.%Metal-complex azo dyes constitute a significant fraction of the dyes used in the textile industry and exhibit properties such as superior light- and wash-fastness. While effluent color is not always regulated, the textile finishing industry often decolorizes wastewater using processes including chemical oxidation. In this study, the use of ozone, hydrogen peroxide/ozone and UV/ozone oxidant systems was examined for treatment of two common metal-complex (premetalized) dyes, Acid Black 52 (chromium) and Direct Blue 80 (copper). Oxidant dosages required for decolorization of these dyes were determined. The effect of bicarbonate alkalinity on the ozonation and the hydrogen peroxide/ozone processes also was examined. Results from analyses using high performance liquid chromatography with post-column derivatization showed that inorganic copper was readily released during decolorization of Direct Blue 80 using ozonation or advanced oxidation. This release of inorganic copper is significant because it may affect the toxicity of a treated wastewater. The release of chromium from Acid Black 80's ligand structure was examined using ion exchange with strong base anion (SBA) and strong acid cation (SAC) exchange resins. The results indicate that oxidative decolorization did not result in appreciable Cr(Ⅲ) in solution. Oxidation by ozone or hydrogen peroxide/ozone did cause chromium species to undergo anionic exchange reactions, however whether the resulting chromium was complexed with organic molecules as Cr(Ⅲ) or whether it existed as an anionic Cr(Ⅵ) species (e.g., CrO_4~(2-), HCrO_4~-, or Cr_2O_7~(-2)) was not determined conclusively and is currently under examination.