含铬印染废水的处理方法

含铬印染废水的处理方法

申请日期2012年10月24日

公开（公告）日期2013年1月23日

IPC分类号C02F1/30； /30； /22； /06

概括

本发明公开了一种处理含铬印染废水的方法，在含六价铬和染料的废水中添加光催化剂，分散均匀，调节废水的pH值，然后对废水进行可见光照射，故该光催化剂为非晶态二氧化钛光催化剂。 本发明采用可见光与催化剂相结合的光催化氧化还原系统，利用有色染料吸收可见光，在非晶态二氧化钛(Am-TiO2)的作用下，可见光驱动电子从染料→Am-转移。 TiO2→Cr(VI)，在可见光下协调剧毒的Cr(VI)还原和染料降解，同时净化含铬废水中的重金属和有机污染物。

索赔

1、一种含铬印染废水的处理方法，其特征在于，包括：

在含有六价铬和染料的废水中添加光催化剂，分散均匀，调节废水的pH值，然后用可见光照射废水。 光催化剂为非晶态二氧化钛光催化剂。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述无定形二氧化钛光催化剂的添加量为0.5至2克/升废水。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述废水的pH值为2-10。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于废水中六价铬的初始浓度为10-40毫克/升废水。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于废水中染料的初始浓度为5-20毫克/升废水。

6.根据权利要求1所述的加工方法，其中所述可见光照射时间为120秒至120秒。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述染料为罗丹明B、阳离子孔雀石绿或阴离子酸橙II中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述非晶态二氧化钛光催化剂的制备方法为：

将钛酸四丁酯缓慢滴入去离子水中，继续搅拌反应3～4小时，离心、分离、洗涤，得到白色固体。 将白色固体在25～35℃下干燥，得到无定形二氧化钛。 光的催化剂。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述钛酸四丁酯与去离子水的体积比为1:50。

手动的

一种处理含铬印染废水的方法

技术领域

本发明涉及一种含铬有机废水的处理方法，具体涉及一种利用可见光敏化降解染料污染物同时还原剧毒六价铬Cr(VI)的废水处理方法。

背景技术

重金属铬Cr(VI)污染主要来自电镀、制革、印染、采矿等行业排放的废水。 它是一种剧毒的致畸剂和诱变剂。 铬污染控制是一个全球性的环境保护问题。 其技术核心是将可溶、易迁移、剧毒的六价铬Cr(VI)还原成毒性低100倍的三价铬Cr(III)。 实际废水中Cr(VI)常常与有机污染物共存。 以印染废水为例，高色度染料与Cr(VI)形成的复合污染大大增加了处理难度。 传统的生物方法已不能满足废水处理的要求。 需要。

光催化作为最有前景的先进污水处理技术之一，近三十年来在环境研究和应用方面取得了一系列进展。 以二氧化钛（TiO2）为代表的光催化剂可以氧化降解几乎所有废水。 有机污染物（A，Zhang 和.Ind Eng Chem Res，2004，43：1665。）。

关于Cr(VI)的光催化还原，目前的研究大多集中在紫外光区域（约占太阳光总能量的5%）。 以可见光（约占太阳光总能量的50%）为驱动力的研究较少。 一般情况下，可见光是通过染料敏化的TiO2吸收，并在基底与TiO2表面之间形成电荷转移络合物，从而在可见光照射下获得Cr。 （六）与有机物协同减排。 例如，韩国崔等人。 (Kyung HK, Lee JS, Choi W Y. and of Dyes and Heavy in TiO2 under -light. Sci, 2005, 39: 2376.)已经证明，在可见光照射下，TiO2的导带接受来自激发染料的电子，如酸性橙7（Acid）和罗丹明B（RhB），然后Cr(VI)从TiO2导带夺走电子并被还原。 该方法利用可见光降解水体中的染料污染物，减少水体中的重金属离子。 研究小组进一步研究发现，无色EDTA与TiO2形成的表面络合物可以发生配体到金属中心电荷转移（LMCT），从而在可见光照射下还原Cr(VI)（EDTA的Kim G和Choi W Y.-） -TiO2 及其在光照下的作用。应用目录 B: , 2010, 100: 77.)。

唐鹤清等. 我国也报道在小分子有机酸共存下，原本无活性的锐钛矿型TiO2在可见光下可还原Cr(VI)，同时氧化降解有机酸(Wang N, Zhu LH, Deng KJ, She YB, Yu YM, Tang H Q. TiO2 上 Cr(VI) 的光原位小酸. Appl Catal B:, 2010, 95: 400.)。

然而，几乎所有有关 TiO2 光催化的研究都集中在其晶型上，例如锐钛矿型和商用 P25 TiO2（由 80% 锐钛矿型和 20% 金红石型组成）。 然而，结晶TiO2通常需要在高温（200-700°C）或高压下制备。 通常使用有机溶剂或需要添加额外的强酸来控制含钛前体的水解。 催化剂制备时间长，能耗高。

非晶态TiO2比晶态TiO2具有许多潜在的优势：可以在室温和常压下制备，更容易加工成不同的形状和形式，具有更高的比表面积，并且可以掺杂更多的化学物质（Li Y， T, Y, N, -close-, TiO2: , , 和 UV. J Am Chem Soc, 2008, 30: 14755. M, P, K, TiO2 纳米上带有 Cu2O 点的水. JA: Chem, 2005, 171 ：257。）。

但一般认为非晶结构无序，具有禁带带宽（3.5eV），难以产生电子空穴对。 甚至光生电子和空穴也很容易在表面缺陷位点重新结合（B, Okawa Y, S, of - of (IV)氧化物 in .J Phys Chem B, 1997, 101: 3746.），导致非常低的 UV 光催化活性，很少有研究关注 TiO2 的无定形结构。

发明内容

本发明提供了一种处理含铬印染废水的方法。 同时处理废水中的染料污染物和高价铬。 去除率远高于结晶二氧化钛体系。 该催化剂制备条件温和、方法简单、成本低。

一种含铬印染废水的处理方法，包括：

在含有六价铬和染料的废水中添加光催化剂，分散均匀，调节废水的pH值，然后用可见光照射废水。 光催化剂为非晶态二氧化钛光催化剂。

本发明采用可见光与催化剂相结合的光催化氧化还原系统，利用有色染料吸收可见光，在非晶态二氧化钛(Am-TiO2)的作用下，可见光驱动电子从染料→Am-转移。 TiO2→Cr(VI)，在可见光下协调剧毒的Cr(VI)还原和染料降解，达到同时净化含铬废水中重金属和有机污染物的目的。

优选地，所述无定形二氧化钛光催化剂的添加量为0.5-2g/L废水； 进一步优选为1.0-2g/L废水； 最优选地，其为2g/L废水。

优选地，所述废水的pH值为2～10； 更优选为2至3，最优选为2。

TiO2的导带和价带位置会随着溶液pH值的变化而变化，该物质的标准氧化还原电位与溶液的pH值无关。 理论上，光催化还原金属离子在高pH条件下是有利的。 然而，低pH条件有利于光催化氧化反应。 本发明研究了pH(2-10)对Am-TiO2可见光催化协同降解RhB和还原Cr(VI)的影响，同时考虑了高价铬的还原效率和光催化染料的效率染料，优选2-3种，最优选2种。

优选的，所述废水中六价铬的初始浓度为10-40mg/L废水； 进一步优选为10-30mg/L废水； 最优选地，其为20mg/L废水。

优选地，废水中染料的初始浓度为5-20mg/L废水，更优选10-20mg/L废水； 最优选15-20g/L废水。

优选地，可见光照射时间为120～120分钟； 更优选为180～240分钟； 最优选地。

作为最优选的技术方案，所述无定形二氧化钛光催化剂的添加量为1.5-2.0克/升废水； 废水pH值为2-3； 废水中六价铬初始浓度废水中染料初始浓度为18-22mg/L废水； 废水中染料初始浓度为15-20g/L废水； 可见光照射时间为180-180%。

在此组合处理条件下，具有较好的去除效率，废水中99%的染料被去除，Cr(VI)还原率达到100%。

优选地，所述染料为罗丹明B、阳离子孔雀石绿或阴离子酸性橙II中的至少一种。

优选地，所述无定形二氧化钛光催化剂可以采用现有方法制备。 本发明采用以下方法制备：

将钛酸四丁酯缓慢滴入去离子水中，继续搅拌反应3～4小时，离心、分离、洗涤，得到白色固体。 将白色固体在25～35℃下干燥，得到无定形二氧化钛轻质。 催化剂。

钛酸四丁酯与去离子水的体积比为1:50。

非晶态二氧化钛（简称Am-TiO2）是在室温下通过一步水解法制备而成，无需高温煅烧。 在可见光激发下，制备的Am-TiO2具有较高的比表面积，可以快速还原水中剧毒的Cr(VI)，同时氧化降解各种染料污染物。 它表现出比商业P25-TiO2更好的光敏协同降解性能。 对于含Cr(VI)印染废水的处理，Am-TiO2的制备方法简单。 该反应由可见光驱动。 染料污染物的降解和Cr(VI)的还原通过一个反应同时进行，且Am-TiO2易于回收和使用。 高循环寿命。

可见光源为卤钨灯、氙灯等人造光源(500W)或直接使用太阳光作为光源。

采用无机酸调节废水的pH值，无机酸为盐酸、硫酸、高氯酸或硝酸。

本发明的有益效果：

本发明利用染料污染物在可见光照射下在可见光区的高吸收性，以高比表面积的光催化剂为介质，通过染料→催化剂→重质的电子转移，实现可见光下的染料。由可见光驱动的金属离子。 降解，同时将高价金属离子还原为较低价态，如Cr(VI)→Cr(III)。

本发明的方法可在常温下进行，适用范围广，反应过程中催化剂可循环使用，并采用可见光作为驱动力，解决了光造成的反应效率低的问题。高色度染料在紫外光系统中的吸收。 大大提高了太阳能的利用率，实现了太阳能的高效利用，在温和的条件下净化了含铬印染废水，大大降低了成本，减少了二次污染。

本发明可用于处理制革、电镀、镀膜、铬盐等行业排放的含铬有机废水，具有广阔的应用前景。