[发明专利]一种基于短程光催化/藻类生物降解的亚甲基蓝染料废水处理方法

说明书

本发明公开了一种基于短程光催化/藻类生物降解的亚甲基蓝染料废水处理方法，具体包括以下步骤：（1）短程光催化：将金属有机框架材料UiO‑67投加至浓度为500~800mg/L的亚甲基蓝染料废水中，在可见光照射下进行短程光催化反应，使亚甲基蓝转化为易生物降解的中间产物；（2）沉降：光催化完成后，将处理溶液静置一段时间使UiO‑67自然沉降，实现上层液体和下层固体的分离；（3）藻降解：将步骤（2）中得到的上层溶液中光降解中间产物用蛋白核小球藻进一步处理，使其完全降解。该方法对高浓度亚甲基蓝的去除率能达到95%以上，所用材料易制备、染料降解效率高、无害化效果好、处理成本较低，其具有较好的应用潜力。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种基于短程光催化/藻类生物降解的亚甲基蓝染料废水处理方法。

背景技术

纺织印染工业有着悠久的历史。它促进了经济、社会和文化的发展，但它被认为是世界上污染第二严重的工业。全世界每年生产超过1万吨的纺织染料，其中约有100吨染料被排放到废水中。纺织印染废水的特点是pH值变化大，化学需氧量高，有机碳总含量高，含有有毒和致癌污染物。虽然各国对印染废水的排放都有严格的标准，但少量的非生物可降解污染物很容易从处理厂逸散并在自然界中积累，它们严重威胁着生态和公众健康。

目前通常采用物理、化学和生物技术去除废水中的染料。然而，在常用的技术方法中，化学品和能源的消耗高，完全矿化的时间很长，副产品可能仍然有害；电化学、膜过滤和溶剂萃取等技术来去除水中的染料，但它们的成本和处理效率限制了它们在印染废水处理中的应用；生物技术是处理有机污染物的主流，但大多数染料不能生物降解，阻碍了微生物的代谢，含氮量高的印染废水生物处理效率低，染料浓度和藻类培养条件是处理的关键因素。在较新的技术中，新型高效絮凝剂的絮凝方式只能较好地处理少数染料，而高级氧化和光催化是完全矿化染料的有效方法。亚甲基蓝作为常用的阳离子染料，是印染废水中的一种难降解污染物，它的废水即使在浓度很低的情况下也会着色，而单独能将亚甲基蓝完全去除的单一技术很少，采用多种处理方法联合的工艺十分必要。

中国专利申请号CN201710872894.7，发明名称为“一种高效降解亚甲基蓝的方法”，公开了一种以二氧化硅胶体微球、聚二烯丙基二甲基氯化铵、氧化石墨烯片为原料合成石墨烯/二氧化钛空心复合微球，用于降解亚甲基蓝的方法。其具有材料新颖等优点，但材料制备过程复杂，耗时长，降解过程中需300W的高压汞灯，且需要剧烈搅拌，能量消耗高，而且试验只针对了低浓度的亚甲基蓝废水，对于高浓度的亚甲基蓝的效果未知。

中国专利申请号CN201910350772.0，发明名称为“一种去除印染废水中难生物降解有机污染物的方法”，公开了一种以预吸附、光催化反应、混凝、生物降解组成的组合工艺处理亚甲基蓝染料废水。该方法具有催化材料可循环使用、适用范围广、降解效果显著等优点，但其处理过程流程长，需要预吸附和混凝步骤，操作较复杂，能耗较大，而且主要针对亚甲基蓝浓度较低的废水。

因此，研发一种反应条件简单、降解效率高、能耗低的联合处理方法处理亚甲基蓝染料废水十分必要。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种反应条件温和、处理操作简便、处理效率高，能源损耗低的亚甲基蓝染料废水的处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，具体包括以下步骤：

（1）短程光催化：按2~4%的投加量将金属有机框架材料UiO-67投加至浓度为500~800mg/L的亚甲基蓝染料废水中，在可见光照射下短程光催化反应1.5~2h，使亚甲基蓝转化为易生物降解的中间产物，而非完全矿化；

（2）沉降：光催化完成后，将处理溶液静置一段时间使UiO-67自然沉降，实现上层液体和下层固体的分离；