用Fenton法代替活性染料染色后皂煮处理及染色废水脱色

摘要

本发明涉及用Fenton法代替活性染料染色后皂煮处理及染液废水脱色的方法，包括：(1)将活性染料在室温下入染，并加入30－80g/L元明粉促染，升温至40－80℃，染色10－30分钟后，加入12－20g/L碳酸钠固色30－60分钟；(2)活性染料染色完毕后，待染液温度降至室温－60℃，用盐酸将pH调至3－6，使用Fenton试剂进行Fenton法处理2－20分钟，取出布样，继续处理20－60分钟，用氢氧化钠将pH调至8－10，终止反应。本发明的处理方法可以降低活性染料染色废水量，处理后的废水色度低，脱色率可达到80％以上；处理温度高时，COD去除率可达到30％以上，降低了排污。

说明书

技术领域

本发明属染液废水脱色的制备领域，特别是涉及一种用Fenton法代替活性染料染色后皂煮处理及染液废水脱色的方法。

背景技术

活性染料的固色率较其他染料高、染料的相容性和匀染性也很好，与同类型染料可以相互拼色，溶解性能也好等很多优点提高了其实用性，也提高了该类染料的利用率。但其印染废水中有机物含量高，可生化性差，且有一定的色度。

近来，高级氧化技术逐渐应用到废水处理中，高级氧化技术是一类能产生羟基自由基等高活性物种，促进有害有机化合物的氧化。在高级氧化技术中，Fenton法由于其价格低廉、无毒的特点，逐渐成为染料降解和脱色的主要应用方法。并且以标准Fenton试剂为基础，人们将光、超声波、微波、电等引入，但类Fenton法的能耗较大，处理设备费用较高，其工业化的广泛应用还是受限制的。

所谓的Fenton法是指H₂O₂在Fe²⁺的催化作用下分解产生·OH，其氧化电位达到2.8V，是除元素氟外最强的无机氧化剂，它通过电子转移等途径将有机物氧化分解成小分子。同时，Fe²⁺被氧化成Fe³⁺产生混凝沉淀，去除大量有机物。可见，Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。Fenton试剂在黑暗中就能降解有机物，节省了设备投资，缺点是H₂O₂的利用率不高，不能充分矿化有机物。研究表明，利用Fe³⁺、Mn²⁺等均相催化剂和铁粉、石墨、铁、锰的氧化矿物等非均相催化剂同样可使H₂O₂分解产生·OH，因其反应基本过程与Fenton试剂类似而称之为类Fenton体系。如用Fe³⁺代替Fe²⁺，由于Fe²⁺是即时产生的，减少了·OH被Fe²⁺还原的机会，可提高·OH的利用效率。若在Fenton体系中加入某些络合剂(如C₂O₂^4-、EDTA等)，可增加对有机物的去除率。

Fenton法在处理难降解有机废水时，具有一般化学氧化法无法比拟的优点，至今已成功运用于多种工业废水的处理。用少量Fenton试剂对工业废水进行预处理，使废水中的难降解有机物发生部分氧化，改变它们的可生化性、溶解性和混凝性能，利于后续处理。另外，一些工业废水经物化、生化处理后，水中仍残留少量的生物难降解有机物，当水质不能满足排放要求时，可采用Fenton法对其进行深度处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用Fenton法代替活性染料染色后皂煮处理及染液废水脱色的方法，本发明的处理方法可以降低活性染料染色废水量，处理后的废水色度低，脱色率可达到80％以上；处理温度高时，COD去除率30％以上，降低了污染物排放，而且Fenton法染料的得色率比皂煮法较高，染色牢度未见改变。

本发明的一种用Fenton法代替活性染料染色后皂煮处理及染液废水脱色的方法，包括：

(1)将活性染料在室温下入染，并加入30—80g/L元明粉促染，升温至40—80℃，染色10—30分钟后，加入12—20g/L碳酸钠固色30—60分钟；

(2)活性染料染色完毕后，待染液温度降至室温—60℃，用盐酸将pH调至3—6，使用Fenton试剂进行Fenton法处理2—20分钟，取出布样，继续处理20—60分钟，用氢氧化钠将pH调至8—10，终止反应。

所述步骤(1)中的活性染料为市售X型、KE型、K型、KN型或M型等各类活性染料；所述步骤(2)中的Fenton试剂为硫酸亚铁和过氧化氢，亚铁离子浓度为20—50mg/L，过氧化氢与亚铁离子的摩尔比为100:1—280:1；

所述步骤(2)中的染液温度降至为40—60℃；

所述步骤(1)中的染色温度为40、60或80℃。

本发明采用Fenton法代替活性染料染色后皂煮处理，在减少水用量的同时降低活性染料染色废水中的色度和COD值，达到排放要求；并且Fenton试剂的用量对活性染料的染色效果影响不大，在某种程度上增加染色K/S值，降低能耗，达到工业化的目的。有益效果

本发明的处理方法可以降低活性染料染色废水量，处理后的废水色度低，脱色率可达到80％以上；处理温度高时，COD去除率可达到30％以上，降低了废水中COD，而且Fenton法染料的得色率比皂煮法较高，染色牢度未见改变。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

分别用100mL活性红KE—3B(2％ owf)对两块4克纯棉织物在室温下入染，并用50g/L的元明粉进行促染，升温至80℃后继续染色15分钟，后加17g/L的碳酸钠固色30分钟。一块织物进行皂煮处理，2g/L净洗剂LR—2在90℃下处理10分钟；另一块织物在染液中，降低温度至室温，并用盐酸调节pH至3左右，加入1mL 3g/L亚铁离子和1mL 30％过氧化氢，处理2分钟将布取出，继续处理30分钟，用氢氧化钠调节pH至8—9，终止反应。

Fenton法处理后残液中活性红KE—3B浓度为73.65mg/L，棉布K/S值为16.182；皂煮处理后残液中活性红KE—3B浓度为121.37mg/L，棉布K/S值为13.211，两种方法干摩擦牢度可达4—5级，湿摩擦3—4级。应用Fenton法替代皂洗，使脱色率达到39.32％，COD值由64.0976降到15.1984，去除率为76.29％，同皂煮后COD值1040.7600相比大大降低。

实施例2

分别用100mL活性黄KE—4R(2％ owf)对两块4克纯棉织物在室温下入染，并用50g/L的元明粉进行促染，升温至80℃后继续染色15分钟，后加17g/L的碳酸钠固色30分钟。一块织物进行皂煮处理，2g/L净洗剂LR—2在90℃下处理10分钟；另一块织物在染液中，调节温度至室温，并用盐酸调节pH至3左右，加入1mL 3g/L亚铁离子和1mL 30％过氧化氢，处理2分钟将布取出，继续处理30分钟，用氢氧化钠调节pH至8—9，终止反应。

Fenton法处理后残液中活性黄KE—4R浓度为130.51mg/L，棉布K/S值为10.942；皂煮处理后残液中活性黄KE—4R浓度为151.79mg/L，棉布K/S值为8.589，两种方法干摩擦牢度可达4—5级，湿摩擦3—4级。应用Fenton法替代皂洗，使脱色率达到14.02％，COD值由79.9568降到76.6528，去除率为4.13％，同皂煮后COD值1511.2496相比大大降低。

实施例3

分别用100mL活性兰KE—R(2％ owf)对两块4克纯棉织物在室温下入染，并用50g/L的元明粉进行促染，升温至80℃后继续染色15分钟，后加17g/L的碳酸钠固色30分钟。一块织物进行皂煮处理，2g/L净洗剂LR—2在90℃下处理10分钟；另一块织物在染液中，调节温度至室温，并用盐酸调节pH至3左右，加入1mL 3g/L亚铁离子和1mL 30％过氧化氢，处理2分钟将布取出，继续处理30分钟，用氢氧化钠调节pH至8—9，终止反应。

Fenton法处理后残液中活性兰KE—R浓度为55.16mg/L，棉布K/S值为10.584；皂煮处理后残液中活性兰KE—R浓度为82.19mg/L，棉布K/S值为10.199，两种方法干摩擦牢度可达4—5级，湿摩擦3—4级。应用Fenton法替代皂洗，使脱色率达到32.89％，COD值由46.9168降到44.2736，去除率为5.63％，同皂煮后COD值842.52相比大大降低。

实施例4

分别用100mL活性红KE—3B(2％ owf)对两块4克纯棉织物在室温下入染，并用50g/L的元明粉进行促染，升温至80℃后继续染色15分钟，后加17g/L的碳酸钠固色30分钟。一块织物进行皂煮处理，2g/L净洗剂LR—2在90℃下处理10分钟；另一块织物在染液中，将染液温度调至60℃，并用盐酸调节pH至3左右，加入1mL 3g/L亚铁离子和1mL过氧化氢，处理10分钟将布取出，继续处理30分钟，用氢氧化钠调节pH至8—9，终止反应。

Fenton法处理后残液中活性红KE—3B浓度为0.01mg/L，棉布K/S值为16.150；皂煮处理后残液中活性红KE—3B浓度为119.54mg/L，棉布K/S值为13.015，两种方法干摩擦牢度可达4—5级，湿摩擦3—4级。应用Fenton法替代皂洗，使脱色率达到99.99％，COD值由64.0976降到几乎为0，去除率达99％以上，同皂煮后COD值1040.7600相比大大降低。

实施例5

分别用100mL活性黄KE—4R(2％ owf)对两块4克纯棉织物在室温下入染，并用50g/L的元明粉进行促染，升温至80℃后继续染色15分钟，后加17g/L的碳酸钠固色30分钟。一块织物进行皂煮处理，2g/L净洗剂LR—2在90℃下处理10分钟；另一块织物在染液中，将染液温度调至60℃，并用盐酸调节pH至3左右，加入1mL3g/L亚铁离子和1mL过氧化氢，处理10分钟将布取出，继续处理30分钟，用氢氧化钠调节pH至8—9，终止反应。

Fenton法处理后残液中活性黄KE—4R浓度为29.38mg/L，棉布K/S值为11.511；皂煮处理后残液中活性红KE—3B浓度为126.06mg/L，棉布K/S值为9.127，两种方法干摩擦牢度可达4—5级，湿摩擦3—4级。应用Fenton法替代皂洗，使脱色率达到80.07％，COD值由79.9568降到9.912，去除率为87.60％，同皂煮后COD值1511.2496相比大大降低。

实施例6

分别用100mL活性兰KE—R(2％ owf)对两块4克纯棉织物在室温下入染，并用50g/L的元明粉进行促染，升温至80℃后继续染色15分钟，后加17g/L的碳酸钠固色30分钟。一块织物进行皂煮处理，2g/L净洗剂LR—2在90℃下处理10分钟；另一块织物在染液中，将染液温度调至60℃，并用盐酸调节pH至3左右，加入1mL3g/L亚铁离子和1mL过氧化氢，处理10分钟将布取出，继续处理30分钟，用氢氧化钠调节pH至8—9，终止反应。

Fenton法处理后残液中活性兰KE—R浓度为10.54mg/L，棉布K/S值为11.596；皂煮处理后残液中活性兰KE—R浓度为74.12mg/L，棉布K/S值为9.311，两种方法干摩擦牢度可达4—5级，湿摩擦3—4级。应用Fenton法替代皂洗，使脱色率达到84.77％，COD值由46.9168降到27.0928，去除率为42.25％，同皂煮后COD值842.52相比大大降低。