一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝的製作方法
2023-05-04 09:25:56 1
專利名稱：一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種循環淨化染料廢水的工藝。
背景技術：
染料及印染廢水是一大類含有機致色基團有機物，治理難度大。它具有色度高，組成成分複雜，廢水排放具有間歇性，難生物降解等特點。有機成分大多是芳烴和雜環化合物，其中帶有各類顯色基團(-N＝N-，-N＝O等)以及極性基團(-SO3，-OH，-NH2)，還可能含有滷代物、苯胺、酚類及各種有機助劑。化學需氧量(COD)較高，而生化需氧量(BOD5)相對較低，可生化性較差。
染料及印染廢水常採用過濾、中和法、吸附沉澱法、活性汙泥法、氧化法等常規方法。到目前為止，各種脫色方法從經濟性、技術性、實用性和對環境的影響都有一定的缺陷。常規的吸附脫色只吸附染料而不破壞其有機分子結構，因此，常規吸附只是一種汙染物的相轉移並產生二次汙染。目前常用的吸附劑吸附量小又不易再生。高級氧化法脫色效果好但價格昂貴限制了該技術的推廣應用。
發明內容
本發明的目的在於提供一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，該工藝簡單、成本低廉、無二次汙染、可循環催化降解、脫色淨化染料工業廢水。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，其特徵在於它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理將活化無機複合催化材料加入吸光度(色度)為0.20-3.00的染料工業廢水中，活化無機複合催化材料的用量按活化無機複合催化材料∶染料工業廢水＝0.5-20g∶100ml加入，攪拌吸附、催化反應5-60min；2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於200℃-700℃下再活化焙燒0.5-4小時，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為88％-93％；3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環催化降解、脫色處理。
所述步驟1)的攪拌轉速為50-200rpm。
所述步驟1)的反應溫度為5-80℃。
所述步驟2)的再活化溫度為450-650℃。
所述的活化無機複合催化材的製備按質量百分比選取層狀矽酸鹽累託石10-30、羥鈣石15-40、碳酸鈣20-60、二氧化矽5-20；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取過篩混合物料在200℃-700℃條件下活化焙燒1-4小時；密封包裝得活化無機複合催化材料。
活化無機複合催化材料主要是利用其層狀矽酸鹽累託石結構的吸附性和離子交換性及穩定的熱性能；羥鈣石、碳酸鈣中的鈣元素一方面與累託石層間孔道內表面的陽離子交換形成無機聚合物交聯，使累託石生成「層柱」結構，因而形成的孔和通道不易塌陷，這樣形成的無機聚合物-交聯累託石，其層間距d(001)由2.4nm增大到3.80nm，當加熱200℃-700℃時其結構穩定不變。另一方面，羥鈣石、碳酸鈣是一類化學活性高、表面氣孔率大的鹼性物質。表面鹼性基團的存在特別是羥基的存在不僅使羥鈣石、碳酸鈣具有很強的吸附能力，而且具有強氧化催化特性。
本發明的活化無機複合催化材料及再生後的活化無機複合催化材料具備高化學活性、優良的吸附和氧化催化特性。用於脫色離子型染料有機物，脫色率可達97.0％-99.9％。與常規吸附原理不同的是本發明製備的活化無機複合催化材料脫色是基於活化無機複合催化材料表面吸附染料顯色基團，同時被活化無機複合催化材料表面的羥基基團氧化催化，從而破壞染料有機物分子結構實現染料顯色基團的降解脫色。再活化無機複合催化材料循環用於染料有機物工業廢水的催化降解、脫色淨化。也可安全用於催化、吸附與食品過濾脫色。
所述的活化無機複合催化材料為層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽，均為無毒易得，價格低廉，物理化學性質穩定，環境友好且可循環利用的無機非金屬礦物原料。
飽和吸附同時在羥基自由基的氧化催化作用下完成對染料分子的降解脫色。循環吸附催化降解脫色染料新工藝與傳統吸附沉澱脫色技術相比具有低成本、高效率、無二次汙染的特性。是一種節約型環境友好新工藝。
本發明的特點是離心脫水分離飽和吸附的活化無機複合催化材料，可修復活化無機複合催化材料的化學活性；可循環使用催化降解、脫色淨化染料廢水且無二次汙染；兼備吸附與催化降解的特性；是一種高效率、節約型環境友好新工藝。
本發明的有益效果是該工藝簡單、成本低廉、無二次汙染、重複性好、物理化學性能穩定、可循環催化降解、脫色淨化染料工業廢水。
具體實施例方式
為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。
實施例1一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備按質量百分比選取層狀矽酸鹽累託石30、羥鈣石26、碳酸鈣33、二氧化矽11；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取過篩混合物料在350℃條件下活化焙燒3小時；密封包裝得活化無機複合催化材料；(2)取2g(克)活化無機複合催化材料、100ml(毫升)吸光度為0.232的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.007、脫色率97.0％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於550℃下再活化焙燒1小時，得再生活化無機複合催化材料；回收率為90％。
3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取2g再生活化無機複合催化材料、100ml吸光度為0.260的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.009、脫色率99.5％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
實施例2一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備按質量百分比為層狀矽酸鹽累託石30、羥鈣石26、碳酸鈣33、二氧化矽11選取層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取過篩混合物料在350℃條件下活化焙燒3小時；密封包裝得活化無機複合催化材料；(2)取10g活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.009、脫色率99.6％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於550℃下再活化焙燒45min，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為90％。
3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取10g再生後的活化無機複合催化材料、100ml吸光度為1.983的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.006、脫色率99.7％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
實施例3一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)催化降解脫色淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備按質量百分比為層狀矽酸鹽累託石10、羥鈣石36、碳酸鈣43、二氧化矽11選取層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取上述過篩混合物料在350℃條件下活化焙燒1小時；密封包裝得活化無機複合催化材料；(2).取2g活化無機複合催化材料、100m1吸光度為0.232的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-100℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.024、脫色率89.7％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於200℃下再活化焙燒4小時，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為93％。
3將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取2g再生後的活化無機複合催化材料、100ml吸光度為0.260的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.027、脫色率89.6％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
實施例4一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)脫色、淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備層狀矽酸鹽累託石26、羥鈣石26、碳酸鈣43、二氧化矽5選取層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取上述過篩混合物料在350℃條件下活化焙燒3小時；密封包裝得產品。(2)取4g活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.045、脫色率98.2％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於400℃下再活化焙燒2小時，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為91％。
3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取2g再生後的活化無機複合催化材料、100ml吸光度為0.260的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.015、脫色率94.2％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
實施例5一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備按質量百分比為層狀矽酸鹽累託石23、羥鈣石26、碳酸鈣43、二氧化矽8選取層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取上述過篩混合物料在350℃條件下活化焙燒3小時；密封包裝得產品。(2)取6g活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.019、脫色率99.2％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於550℃下再活化焙燒0.5小時，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為90％。
3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取10g再活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.004、脫色率99.8％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
實施例6一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備按質量百分比選取層狀矽酸鹽累託石30、羥鈣石26、碳酸鈣33、二氧化矽11；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取上述過篩混合物料在350℃條件下活化焙燒3小時；密封包裝得產品。(2)取10g活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.009、脫色率99.6％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於600℃下再活化焙燒60min，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為88％。
3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取10g再活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料加入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間為30min，離心後染料廢水吸光度0.003、脫色率99.9％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
實施例7一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備按質量百分比選取層狀矽酸鹽累託石20、羥鈣石22、碳酸鈣50、二氧化矽8；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取上述過篩混合物料在350℃條件下活化焙燒1-4小時；密封包裝得產品。(2)取20g活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料加入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.004、脫色率99.8％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於650℃下再活化焙燒45min，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為88％。
3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取10g再活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間為30min，離心後染料廢水吸光度0.003、脫色率99.9％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
實施例8一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備按質量百分比選取層狀矽酸鹽累託石20、羥鈣石20、碳酸鈣55、二氧化矽5；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取上述過篩混合物料在350℃條件下活化焙燒3小時；密封包裝得產品。(2)取20g活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料加入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間15min，離心後染料廢水吸光度0.003、脫色率99.9％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於700℃下再活化焙燒30min，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為88％。
3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取10g再活化無機複合催化材料、100ml吸光度為2.45的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間為30min，離心後染料廢水吸光度0.003、脫色率99.89％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
實施例9一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備按質量百分比為層狀矽酸鹽累託石20、羥鈣石15、碳酸鈣60、二氧化矽5選取層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取上述過篩混合物料在200℃條件下活化焙燒1小時；密封包裝得產品；(2).取0.5g活化無機複合催化材料、100ml吸光度為0.20的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間5min，離心後染料廢水吸光度0.020、脫色率90.0％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於700℃下再活化焙燒30min，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為88％。
3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取10g再活化無機複合催化材料、100ml吸光度為3.0的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間為30min，離心後染料廢水吸光度0.003、脫色率99.9％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
實施例10一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理(1)活化無機複合催化材料的製備按質量百分比選取層狀矽酸鹽累託石20、羥鈣石40、碳酸鈣20、二氧化矽20；將層狀矽酸鹽累託石、羥鈣石、碳酸鈣和二氧化矽混合均勻並粉碎過篩100um，得粒徑小於或等於100um的過篩混合物料；取上述過篩混合物料在700℃條件下活化焙燒1小時；密封包裝得產品；(2)取20g活化無機複合催化材料、100ml吸光度為3.0的偶氮染料工業廢水，將活化無機複合催化材料混入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間30min，離心後染料廢水吸光度0.003、脫色率99.9％。
2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於700℃下再活化焙燒30min，得再生後的活化無機複合催化材料；回收率為88％。
3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，取10g再活化無機複合催化材料、100ml吸光度為3.0的偶氮染料工業廢水，將再生後的活化無機複合催化材料加入染料工業廢水中，攪拌轉速為50-200rpm，反應溫度為5-80℃，吸附時間為30min，離心後染料廢水吸光度0.003、脫色率99.9％；重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
權利要求
1.一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，其特徵在於它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理將活化無機複合催化材料加入吸光度為0.20-3.00的染料工業廢水中，活化無機複合催化材料的用量按活化無機複合催化材料∶染料工業廢水＝0.5-20g∶100ml加入，攪拌吸附、催化反應5-60min；2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於200℃-700℃下再活化焙燒0.5-4小時，得再生活化無機複合催化材料；3)將再生後的活化無機複合催化材料用於步驟1)的催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理，重複步驟2)，對染料工業廢水進行循環處理。
2.根據權利要求1所述的一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，其特徵在於所述步驟1)的攪拌轉速為50-200rpm。
3.根據權利要求1所述的一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，其特徵在於所述步驟1)的反應溫度為5-80℃。
4.根據權利要求1所述的一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，其特徵在於所述步驟2)的再活化溫度為450-650℃。
全文摘要
本發明涉及一種循環淨化染料廢水的工藝。一種再活化無機複合催化材料循環淨化染料廢水的工藝，其特徵在於它包括如下步驟1)催化降解、脫色淨化染料工業廢水處理將活化無機複合催化材料加入吸光度為0.20－3.00的染料工業廢水中，活化無機複合催化材料的用量按活化無機複合催化材料∶染料工業廢水＝0.5－20g∶100ml加入，攪拌吸附、催化反應5－60min；2)再生活化無機複合催化材料將上述飽和吸附後的活化無機複合催化材料離心過濾脫水、烘乾，於200℃－700℃下再活化焙燒0.5－4小時，得再生活化無機複合催化材料；3)將再生活化無機複合催化材料對染料工業廢水進行循環催化降解、脫色淨化染料工業廢水。該工藝簡單、成本低廉、無二次汙染、可循環催化降解脫色淨化染料工業廢水。
文檔編號C02F1/72GK1903737SQ20061001996
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月10日 優先權日2006年8月10日
發明者雷紹民, 袁領群, 曲藝, 白春華, 王程 申請人:武漢理工大學