[发明专利]连续降解工业印染废水工艺及其非晶合金填料和制备方法

说明书

本发明公开了一种连续降解工业印染废水工艺及其非晶合金填料和制备方法，本发明提供的非晶合金填料由封装外壳、非晶合金层和支撑骨架三部分组成。在非晶合金层间使用支撑骨架构造出多个微小流道，使工业印染废水在微小通道内能够连续流动并与非晶合金充分接触，有效增加印染废水与非晶合金的接触面积，降解效果好，易于实现规模化工业生产，可快速组装填充成非晶合金填料反应器；使用时，非晶合金填料反应器可以直接连接在工业管道或排污管道上，施工简单、方便，满足多种工业应用场景。另外，整个连续降解工业印染废水工艺易于实现，能实现印染废水染料99％以上的连续脱色效率，并可循环利用，具有绿色环保的特点。

技术领域

本发明属废水处理技术领域，具体涉及一种用于连续降解工业印染废水的非晶合金填料、填料制备方法、非晶合金填料反应器和连续降解工业印染废水工艺。

背景技术

染料或颜料是指能使其它物质获得鲜明而牢固色泽的一类有机化合物，由于目前使用的颜料主要是人工合成的，所以也称为合成染料。根据其化学结构主要包括偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、杂环染料、硝基和亚硝基染料等，主要作用在纤维上用于纺织物的染色印花。由于社会经济的高速发展，人们对染料的需求越来越大，在使用过程中造成的污染也越来越严重，其中印染废水的存在严重危害了人类健康，破坏了水体生态平衡。

印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。每印染加工1吨纺织品耗水100-200吨，其中80-90％成为废水，因此印染废水水量极大；同时，废水中有机污染物含量高、酸碱性大、水质变化大，包含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等，属于难处理的工业废水之一。目前印染废水的处理方法主要有吸附法、混絮凝法、化学氧化法、电化学法和生物处理法，然而这些方法并不能有效消除印染废水中的有害物质及其对环境的影响。高级氧化法是一种新型处理技术，其通过反应产生氧化性极强的自由基，将有机物无选择地分解转化为CO₂、H₂O等无害的小分子化合物。常用的高级氧化法有超临界水氧化法、光催化氧化法和湿式催化氧化法，其中芬顿和类芬顿反应在处理工业废水中已取得良好的效益。

非晶合金材料是一类新型的金属材料，由于其独特的无序原子结构所带来的优异性能，在众多领域中具有重要的应用前景。近年来，铁基非晶合金材料被报道具有优异的染料降解能力，如用于降解偶氮染料，其降解速度相较于零价铁粉可提高1000倍，用于亚甲基蓝杂环染料可在数分钟内完成降解；同时，其无序的原子结构赋予的优异抗腐蚀性能，使得铁基非晶合金可有效循环使用40多次，还可有效避免二价铁离子及零价铁粉造成的铁泥二次污染问题。目前，铁基非晶合金具有工业化生产技术成熟，商业产品可选择性多，成本低等优势。然而，商业铁基非晶多为带材，厚度约20-50微米，降解工业废水时，直接以带材使用极为不便。目前采用非晶合金条带降解废水多采用单次、间歇式处理的工艺，降解效率低下。目前在工业废水降解中，尚没有成熟的非晶合金连续降解的工艺技术和装置。因此开发出便于工业应用的非晶合金降解方案，对非晶合金的应用、污水治理及社会经济可持续发展及其重要。

发明内容

针对上述的不足，本发明目的在于，提供一种连续降解工业印染废水工艺及其非晶合金填料和制备方法。所述非晶合金填料不仅易于在工业中大规模安装使用，而且具有极高的降解效率与极低的工业成本，能实现工业印染废水的连续高效降解。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种用于连续降解工业印染废水的非晶合金填料，其包括非晶合金层、支撑骨架和封装外壳，其中所述非晶合金层利用类芬顿反应，将工业印染废水中的有机染料氧化降解；所述支撑骨架用于支撑分离所述非晶合金层，并在相邻两非晶合金层之间构造出多个微小通道，使得工业印染废水在微小通道内连续流动并与非晶合金层充分接触；所述微小通道为规整直通通道、蛇形通道或其它规则形状或不规则形状的通道，微小通道尺寸可调，支撑骨架的材质为金属或非金属均可。所述封装外壳用于容纳固定所述非晶合金层和支撑骨架，该封装外壳上设有工业印染废水的入口和出口。