[发明专利]一种利用铁基非晶合金活化过硫酸盐降解颜料废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理方法，具体为一种利用铁基非晶合金活化过二硫酸盐降解染料废水的方法。

背景技术

随着工业化迅速发展，用水量急剧增加，工业废水排放量也迅速增加。其中染料废水约占工业废水总排放量的十分之一，已成为水环境中的重要污染源，该类废水具有结构复杂、生物难降解及对人体健康构成危害等特点，是公认的难降解的有机废水。

目前，染料废水处理方法主要有物理吸附法、高级氧化法、化学氧化法、生物降解法和化学絮凝法等，而这些降解染料废水的方法具有成本高、效率低、易产生二次污染等局限性。例如，利用双氧水产生羟基自由基的高级氧化法有其不足之处，双氧水利用率低、稳定性差和对染料废水的酸碱度有特定的要求等缺点；生物降解法选择性太强，一种生物菌往往只对某种或某几种染料具有降解效果，而且对染料废水的酸碱度也有特定的要求；化学絮凝法具有很强的选择性，且存在加量过大、沉淀污泥过多等缺点。

最近，用过硫酸盐氧化法降解染料废水成为研究热点，它利用硫酸根自由基作为氧化剂来降解染料废水。而常用的过硫酸盐活化方式有热活化、过渡金属活化和紫外光活化。其中用过渡金属活化过硫酸盐产生硫酸根自由基降解染料废水也是研究热点。但目前利用亚铁离子活化过硫酸盐产生硫酸根自由基的效率不高，导致对染料废水的氧化降解效果受到影响；纳米四氧化三铁活化过硫酸盐虽然降解效率提高，但是纳米四氧化三铁容易团聚，回收后很难保证其纳米颗粒特性，因此不利于重复利用，而且容易造成二次污染等缺点。

铁基非晶合金中，铁以原子态存在，保留了铁本身具有的除色功能，是一种很有应用价值的活化过硫酸盐的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用铁基非晶合金活化过二硫酸盐降解染料废水的方法，既利用铁基非晶合金中铁本身具有的除色功能，同时也利用铁基非晶合金中零价铁活化过硫酸盐能快速高效地降解染料废水。该方法工艺简单、操作方便，催化剂铁基非晶合金制备比较简单，易于回收再利用。

本发明的技术方案是：

一种利用铁基非晶合金活化过硫酸盐降解颜料废水的方法，该发明选择使用的铁基非晶合金为Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金粉体，其成分和原子百分比为：78%Fe，9%Si，13%B。首先制备Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金粉体分散液，然后将Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金粉体分散液和过硫酸钠溶液混合形成混合溶液，最后向染料废水中加入上述混合溶液，利用混合溶液中活化产生的硫酸根自由基氧化降解染料废水。

其所述一种利用铁基非晶合金活化过硫酸盐降解颜料废水的方法，具体步骤如下：

1、制备铁基非晶合金粉体分散液：采用机械合金化技术制备Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金粉体，所有设备为星式球磨机。（1）试验所用单质原料为Fe，Si和B的粉末，粒度为200目，纯度不低于99.99%（质量百分比）。选用不锈钢作为球磨介质，试验中使用三种不锈钢球，分别为800个半径为2毫米的不锈钢球，500个半径为6毫米不锈钢球，10个半径为8毫米的不锈钢球。（2）把准确称量的Fe，Si和B粉末放入球磨灌内，再将上述不锈钢球放入球磨灌内，密封球磨灌。然后用真空泵抽真空，并充入高纯氩气作为保护气体，反复进行上述步骤5-6次，保证最后球磨灌里氩气的纯度，最后检查气阀是否拧紧了，以防漏气。3）将球磨灌固定在星式球磨机上，盖上防护罩，开机运行。本试验的球磨转速200-500转/分钟，运行1小时停歇1小时，球磨时间30-80小时。星式球磨机运行完设定的时间后，等到球磨灌冷却，打开球磨灌的气阀，排出球磨灌里面的氩气，再打开球磨灌取出所制备的Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金粉体。4）将上述所制备的Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金粉体放入50-150毫升的去离子水中，用超声波分散，形成Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金粉体分散液。