專利名稱：微波協(xié)同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微波協(xié)同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法。
背景技術(shù)：
染料在生產(chǎn)、使用和降解過程中會(huì)產(chǎn)生大量的染料廢水。染料成分復(fù)雜，染料及染料中間體通常難以自然降解去除，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，也在一定程度上威脅著人類的身體健康。染料廢水具有“高濃度、高色度、高PH值、難降解、多變化”的特點(diǎn)，成為難處理的工業(yè)廢水之一。利用芬頓高級(jí)氧化體系可以使有機(jī)污染物有效分解、甚至徹底礦化轉(zhuǎn)化成無害的無機(jī)物(如二氧化碳和水等)，符合“綠色氧化”的理念。微波輻射可提高芬頓試劑降解有機(jī) 污染物的反應(yīng)速率和去除率，并可降低反應(yīng)活化能。微波具有很強(qiáng)的穿透作用，加熱反應(yīng)物分子更快速、均勻，可以縮短反應(yīng)時(shí)間，節(jié)省能源，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。因此，將微波引入芬頓反應(yīng)，對(duì)于利用芬頓反應(yīng)高級(jí)氧化技術(shù)處理廢水，提高其處理效率具有顯著的意義。目前，國內(nèi)外已有微波催化芬頓法氧化處理有機(jī)廢水的研究報(bào)道。Sivalingam研究表明，微波輻射可提高芬頓試劑降解有機(jī)污染物的反應(yīng)速率和去除率，并可降低反應(yīng)活化能。Horikoshi將微波與芬頓技術(shù)相結(jié)合用于處理難降解有機(jī)廢水。但是，這些技術(shù)的最大弊端是，所用芬頓試劑不能利用微波的“熱點(diǎn)效應(yīng)”，即快速局部加熱能力，耗能嚴(yán)重；此夕卜，這些技術(shù)中的芬頓試劑不易回收，甚至產(chǎn)生鐵泥二次污染物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微波協(xié)同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法。即在微波反應(yīng)器中，通過對(duì)磁性類芬頓催化劑用量、雙氧水用量等關(guān)鍵因素的動(dòng)態(tài)調(diào)控得到較高的脫色率。本發(fā)明的技術(shù)思路是，將高強(qiáng)度微波輻射聚焦到磁性吸波型的固體類芬頓催化劑——納米MgFe2O4表面上，由于催化劑點(diǎn)位與微波能的強(qiáng)烈相互作用，微波能被轉(zhuǎn)變成熱量，從而使某些表面點(diǎn)位選擇性地被很快加熱至很高溫度，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)器中的有機(jī)物與受激發(fā)的表面中心接觸發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到降解染料，脫色染料廢水的目的。本發(fā)明所述的微波協(xié)同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法，通過下列步驟實(shí)現(xiàn)
將磁性類芬頓試劑——納米MgFe2O4與待處理的染料廢水混合均勻，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質(zhì)量比為3:1000-5:1000，然后加入質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為1:1_6:1，在功率為800W的微波處理裝置中輻照10分鐘。上述方法中，進(jìn)一步優(yōu)化的方案是，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質(zhì)量比為5:1000，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為1:1。
本發(fā)明方法通過微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)增強(qiáng)磁性類芬頓試劑和雙氧水的反應(yīng)性能，降低能耗，在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高的脫色處理效果。主要通過控制類芬頓催化劑和雙氧水的用量得到理想的脫色率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，通過磁性類芬頓試劑的強(qiáng)烈吸波作用，微波在催化劑固體表面形成熱點(diǎn)，加速催化降解反應(yīng)，降低能耗；適用于現(xiàn)有的染料廢水，如酸性染料，活性染料，還原染料、陽離子染料等；處理前不需要調(diào)節(jié)廢水pH值；磁性類芬頓催化劑可以通過磁場回收。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
在諧振腔式微波反應(yīng)器中處理含有還原藍(lán)RSN的染料廢水。廢水中的還原染料濃度為200mg/L,磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質(zhì)量比為3:1000，質(zhì)量比濃度為 30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為6:1，微波功率為800W，輻照時(shí)間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達(dá)到固液分離。經(jīng)測定，脫色率為81. 6%。實(shí)施例2:
在諧振腔式微波反應(yīng)器中處理含有還原藍(lán)RSN的染料廢水。廢水中的還原染料濃度為200mg/L,磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質(zhì)量比為4:1000，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為5:1，微波功率為800W，輻照時(shí)間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達(dá)到固液分離。經(jīng)測定，脫色率為97. 7%。實(shí)施例3:
在諧振腔式微波反應(yīng)器中處理含有陽離子藍(lán)X-GRRL的染料廢水。廢水中的陽離子染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質(zhì)量比為5:1000，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為2:1，微波功率為800W，輻照時(shí)間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達(dá)到固液分離。經(jīng)測定，脫色率為99.8%。實(shí)施例4:
在諧振腔式微波反應(yīng)器中處理含有陽離子藍(lán)X-GRRL的染料廢水。廢水中的陽離子染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質(zhì)量比為4:1000，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為I. 25:1，微波功率為800W，輻照時(shí)間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達(dá)到固液分離。經(jīng)測定，脫色率為99.7%。實(shí)施例5:
在諧振腔式微波反應(yīng)器中處理含有酸性普拉黃RXL的染料廢水。廢水中的酸性染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質(zhì)量比為3:1000，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為3:1，微波功率為800W，輻照時(shí)間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達(dá)到固液分離。經(jīng)測定，脫色率為84. 1%。實(shí)施例6:
在諧振腔式微波反應(yīng)器中處理含有酸性普拉黃RXL的染料廢水。廢水中的酸性染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質(zhì)量比為5:1000，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為1:1，微波功率為800W，輻照時(shí)間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達(dá)到固液分離。經(jīng)測定，脫色率為92. 7%。
實(shí)施例7:
在諧振腔式微波反應(yīng)器中處理含有活性艷紅X-3B的染料廢水。廢水中的活性染料濃度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質(zhì)量比為3:1000，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為3:1，微波功率為800W，輻照時(shí)間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達(dá)到固液分離。經(jīng)測定，脫色率為97. 5%。實(shí)施例8:
在諧振腔式微波反應(yīng)器中處理含有活性艷紅X-3B的染料廢水。廢水中的活性染料濃 度為200mg/L，磁性類芬頓催化劑納米MgFe2O4與待處理廢水的質(zhì)量比為5:1000，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為2:1，微波功率為800W，輻照時(shí)間為10分鐘。催化劑通過磁場分離回收，達(dá)到固液分離。經(jīng)測定，脫色率為98. 9%。
權(quán)利要求
1.一種微波協(xié)同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法，其特征在于通過下列步驟實(shí)現(xiàn) 將磁性類芬頓試劑——納米MgFe2O4與待處理的染料廢水混合均勻，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質(zhì)量比為3:1000-5:1000，然后加入質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為1:1_6:1，在功率為800W的微波處理裝置中福照10分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波協(xié)同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法，其特征在于，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質(zhì)量比為5:1000，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為1:1。
全文摘要
一種微波協(xié)同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法，將磁性類芬頓試劑——納米MgFe2O4與待處理的染料廢水混合均勻，納米MgFe2O4與待處理的染料廢水的質(zhì)量比為3:1000-5:1000，然后加入質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水，質(zhì)量比濃度為30%的雙氧水與納米MgFe2O4的質(zhì)量比為1:1-6:1，在功率為800W的微波處理裝置中輻照10分鐘。通過磁性類芬頓試劑的強(qiáng)烈吸波作用，微波在催化劑固體表面形成熱點(diǎn)，加速催化降解反應(yīng)，降低能耗；適用于現(xiàn)有的染料廢水，磁性類芬頓催化劑可以通過磁場回收。
文檔編號(hào)C02F1/30GK102874915SQ201210409509
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者劉一萍, 盧明, 董靜, 劉倩倩, 孫振宇, 黃建驊 申請(qǐng)人:西南大學(xué)