一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法

本发明涉及纺织废水中染料处理，尤其是涉及一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法。

背景技术：

1、纺织染料废水是造成水污染和生态毒性的主要原因，年产量近百万吨的多种合成染料被大量排放，影响水生生物、地下水。并且危害人体健康。噻嗪类分子结构扁平，结构中有三环氮硫杂环，极易产生稳定的自由基阳离子，而引起眼睛灼伤，并衍生吸入症状，如恶心、呕吐、大量出汗、精神错乱等。同时，由于其较高的摩尔吸光系数，噻嗪类化合物从而减少阳光的透射并降低氧的溶解度，进而扰乱水生生物的光合作用，甚至降低生物群落的多样性和视觉吸引力。其中，高级还原法(arp)因其能产生高活性的eaq–及so5·–、so3·–等自由基而具备处理染料废水的潜力。

2、高级还原技术在20世纪90年代后期首次被用来描述在受污染地下水中，在电子束照射时，高度氧化的有机化合物通过还原性自由基(如水合电子和氢自由基)分解。十年之后，arp作为一种解决水污染物的方法被提出，它代表了一种化学降解过程，能够产生充足且具有高度还原性的自由基，以破坏水中的污染物。这些参与的还原性自由基通常包括水溶液中的水合电子(eaq–)和氢自由基(h·)，以及亚硫酸根自由基(so3·–)和二氧化硫自由基(so2·–)，其具体种类取决于所采用的活化方法和化学溶质。尽管arp这一术语在水和废水处理领域的应用是近年才开始的，但对这些还原性自由基与水中不同化学物质反应的研究却始于几十年前。在环境应用方面，arp已被证明在去除多种氧化性污染物方面非常有效。

3、硫化物既是还原剂，又是亲核剂。它可以通过化学作用与催化剂表面的官能团形成中间体，有效促进催化还原过程，最终去除污染物。亚硫酸盐是烟气脱硫过程中产生的工业副产品，可广泛获得，因此是一种具有成本效益的选择。亚硫酸盐毒性低，易于制备并可在较宽的ph值范围内活化，因此很有希望成为传统氧化剂的替代品。此外，水中残留的亚硫酸盐可通过曝气轻松去除，形成无毒的硫酸盐。这使得亚硫酸盐成为去除水中污染物的一种有吸引力的选择，因为亚硫酸盐活化成硫酸盐有助于消除污染物，同时最大限度地减少对环境的负面影响。在现有技术中，亚硫酸盐用于处理水中难降解噻嗪染料的直接应用可能受限于几个关键因素。首先，亚硫酸盐作为一种还原剂，其在水处理过程中的活化机制和反应动力学尚不完全清楚，这限制了其在特定污染物处理中的有效应用。同时，亚硫酸盐的直接链式反应机制在纺织染料还原破坏中的作用还需要进一步研究，以了解其选择性和效率。其次，亚硫酸盐在水处理中可能面临与水中其他成分的相互作用，这可能影响其还原能力和稳定性。例如，亚硫酸盐在有氧条件下可能会与水中的溶解氧发生反应，从而降低其还原染料的能力。

4、中国专利cn202011644775.4公开了一种偶氮染料废水快速脱色的方法，具体为向待处理偶氮染料废水依次加入亚硫酸氢盐和亚氯酸盐，搅拌使其充分反应。但是该方法需要的温度范围是10-50℃，ph的范围为3-9，仍然需要优化，其次该方法提到了加入化学药品的顺序和时间间隔，这可能需要精确的操作流程，增加了操作的复杂性。此外，该方法提到的脱色方法主要针对偶氮染料废水，可能对其他类型的染料或污染物的脱色效果有限。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法。本发明通过亚硫酸盐处理水中难降解噻嗪染料，无需光能、热量和催化剂活化即可选择性的高效去除噻嗪染料，完全达到高效去除难降解有机物的目的。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，具体步骤如下：

4、向含有噻嗪染料的待处理污染水体中，加入亚硫酸盐，匀速搅拌，进行还原反应，从而降解待处理污染水体中的噻嗪染料。

5、进一步地，所述噻嗪染料选自亚甲基蓝、天青ii、天青a或硫堇中的任意一种或多种。

6、上述更进一步地，所述待处理污染水体中噻嗪染料的浓度为10～40mg/l。

7、进一步地，向含有噻嗪染料的待处理污染水体中加入硫酸溶液或氢氧化钠溶液调节含有噻嗪染料的待处理水体的ph值。

8、上述更进一步地，调节后的待处理污染水体的ph值为4～12。

9、上述更进一步地，所述硫酸溶液或氢氧化钠溶液的浓度为0.05～0.15mol/l。

10、进一步地，所述亚硫酸盐选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸铵或亚硫酸钾中的任意一种或多种。

11、进一步地，所述亚硫酸盐与噻嗪染料的物质的量的比为(83.3～3332):1。

12、上述更进一步地，所述亚硫酸盐与噻嗪染料的物质的量的比为(833～3332):1。

13、进一步地，所述还原反应的温度为15～60℃。

14、进一步地，所述还原反应的时间为30min～120min。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下所示：

16、1、本发明向待处理污染水体中加入亚硫酸盐，无需光能、热量和催化剂活化即可选择性的高效去除亚甲基蓝染料，同时这种活化途径的基本机制可拓展到其它常见的噻嗪染料(天青a、天青ii、硫堇等)，完全达到高效去除难降解有机物的目的。与传统的过硫酸盐高级氧化技术相比，本发明提供的方法可适应的温度和ph范围宽、能耗低、成本低、易操作、受水中天然有机物干扰小，且不会产生化学污泥，是一种高效、便捷的高级还原技术，在染料废水的深度处理方面有较大的应用潜力。

17、2、本发明在染料废水中加入亚硫酸盐，可通过电子转移等途径活化亚硫酸盐，使其在反应过程中产生亚硫酸根自由基(so3·–)和超氧自由基(o2·–)等强活性基团，进而对其起到降解处理效果。

18、3、本发明在常温常压、ph值为4～12条件下进行，反应温和，无外加能源，环境友好，对环境无二次污染风险，易于操作，成本低，对环境中难降解有机污染物降解效果好，在环境污染治理领域有很大的应用潜力。

技术特征：

1.一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，所述噻嗪染料选自亚甲基蓝、天青ii、天青a或硫堇中的任意一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，所述待处理污染水体中噻嗪染料的浓度为10～40mg/l。

4.根据权利要求1所述的一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，向含有噻嗪染料的待处理污染水体中加入硫酸溶液或氢氧化钠溶液调节含有噻嗪染料的待处理水体的ph值。

5.根据权利要求4所述的一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，调节后的待处理污染水体的ph值为4～12。

6.根据权利要求4所述的一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，所述硫酸溶液或氢氧化钠溶液的浓度为0.05～0.15mol/l。

7.根据权利要求1所述的一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，所述亚硫酸盐选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸铵或亚硫酸钾中的任意一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，所述亚硫酸盐与噻嗪染料的物质的量的比为(83.3～3332):1。

9.根据权利要求8所述的一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，所述亚硫酸盐与噻嗪染料的物质的量的比为(833～3332):1。

10.根据权利要求1所述的一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，其特征在于，所述还原反应的温度为15～60℃；

技术总结本发明涉及一种亚硫酸盐活化体系处理印染废水的方法，具体步骤如下：向含有噻嗪染料的待处理污染水体中，加入亚硫酸盐，匀速搅拌，进行还原反应，从而降解待处理污染水体中的噻嗪染料。与现有技术相比，本发明向待处理污染水体中加入亚硫酸盐，无需光能、热量和催化剂活化即可选择性的高效去除亚甲基蓝染料，同时这种活化途径的基本机制可拓展到其它常见的噻嗪染料，完全达到高效去除难降解有机物的目的。与传统的过硫酸盐高级氧化技术相比，本发明提供的方法可适应的温度和pH范围宽、能耗低、成本低、易操作、受水中天然有机物干扰小，且不会产生化学污泥，是一种高效、便捷的高级还原技术，在染料废水的深度处理方面有较大的应用潜力。技术研发人员：付其杨,孙阳,张桢,王啸,张鹏受保护的技术使用者：上海大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4