[发明专利]一种纤维基污水脱色净化材料及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及污水处理材料制备，具体地说是一种针对印染污水脱色用纤维基污水脱色净化材料制备方法。

二、背景技术

由于工业化、城镇化进程加快，我国水资源紧缺、分布极不平衡，地表水、地下水污染日趋严重，已成为建设美丽中国、经济可持续发展、社会和谐发展的制约因素,日趋严重的水污染更加重水资源的短缺。中国是世界最大的纺织印染加工基地，每年加工纤维量达2000万吨以上，涉及棉、麻、丝、毛、化纤等，纺织印染有色污水排放日益扩大。

其中印染污水染料污染最为严重，中国染料年消耗量数十万吨以上,品种达数百种，印染过程中，染料在织物上的着色率只有70-80%，未上染的染料形成高浓度高色度的污水。印染污水是工业污水排放大户，排放量约占工业污水总排放量的1/10，我国每年约有6×10⁸～7×10⁸t印染污水排放，不断稀释、重复污染，难以处理。要实现印染行业的可持续发展,必须彻底解决印染污水污染问题！

印染污水的特点是排放量大、成分复杂、有机物含量高、色度深、化学需氧量(CODcr)高，而生化需氧量(BOD5)相对较低,可生化性差，除含有染料、助剂和浆料外，污水中还含有重金属离子、苯胺、硝基苯、邻苯二甲酸类等含有苯环、胺基、偶氮等基团的有毒有机污染物，难以生物降解，严重污染环境，多为致癌物质，处理较一般污水更为困难。有色污水的脱色处理已成为国内外环保界急需解决的难题之一。

目前国内外印染污水脱色方法，概括起来有以下几种：

1、吸附脱色

吸附脱色的一个主要优点是通过吸附的作用可将染料从水中去除，吸附过程保留了染料的结构。活性炭作为一种优良吸附剂早已广泛应用于有色污水处理中，至今仍是有色印染废水的最好吸附剂，活性炭对染料具有选择性，其脱色性能顺序依次为碱性染料、直接染料、酸性染料和硫化染料。活性炭价格昂贵，加之再生困难，一般只应用于浓度较低的印染废水处理或深度处理。分子筛、活性铝、颗粒活性炭(GAC)，硅藻土和锯木屑可以用作分散性染料的吸附剂。吸附剂的最大问题在于难以实现现场再生。S karcher：研制了一种新型可再生的吸附剂Cucurbituril，它是由甘脲和甲醛缩聚形成的一种环状缩聚物。经大量实验表明，该物质无毒，并且在Ca^2＋浓度1～100mmol/L，溶液中盐的总浓度小于100-1000mmol/L。时，可以得到高的吸附量，残余色度很低。

2、氧化还原脱色

借助氧化还原作用破坏染料的共轭体系或发色基团是印染脱色处理的有效方法。除常规的氯氧化法外，国内外研究重点主要集中在臭氧氧化、过氧化氢氧化、电解氧化和光氧化方面。

臭氧是良好的脱色氧化剂，对于含水溶性染料如活性、直接、阳离子和酸性等染料废水，其脱色率很高；对分散染料也有较好脱色效果；但对其他以悬浮状态存在于废水中的还原、硫化和涂料，脱色效果较差。臭氧氧化也可以与其他处理技术结合应用。如用FeSO₄、Fe₂(SO₄)₃、及FeCl₃，凝聚后再用臭氧处理可提高脱色处理；臭氧电解处理可使直接、酸性染料的脱色率比单纯臭氧处理增加25～40％，对碱性及活性染料增加10％。臭氧加紫外辐射或同时进行电离辐射也可提高氧化效率。由于臭氧氧化对染料品种适应性广、脱色效率高，同时O₃在废水中的还原产物以及过剩O₃，能迅速在溶液和空气中分解为O₂，不会对环境造成二次污染。因此O₃脱色技术具有一定的工业化应用前景。目前臭氧氧化的主要缺点是运行费用相对偏高。

Fenton试剂在处理废水过程中除具有氧化作用外，还兼有混凝作用，因此脱色效率较高。近年来在染料及废水的脱色处理中得到了日益广泛的应用，传统的H₂O₂氧化目前都以Fenton试剂的形式出现。为了全面了解Fenton试剂对各种染料的脱色能力，Kuo W G选用了覆盖90％常用染料品种的代表性化合物进行模拟研究。结果表明，在酸性条件下(pH<3)，平均脱色率达97％，COD去除率亦可达90％。