公布日：2023.10.31
申請日：2023.08.10
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;B01J21/08(2006.01)I;C02F103/30(2006.01)N;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/
40(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種基于臭氧處理紡織印染廢水的方法，包括以下步驟：S1：準備廢水處理用的材料；S2：準備制備廢水處理用的儀器；S3：TiO2的制備；S4：SiO2的處理；S5：TiO2/SiO2催化劑的制備；S6：廢水處理裝置的搭建；S7：對廢水進行處理。本發(fā)明所述的一種基于臭氧處理紡織印染廢水的方法，用注入溶氣氣浮循環(huán)流中的空氣和氧氣進行的金屬氧化，可以降低對環(huán)境的影響，制備的TiO2/SiO2對甲醛臭氧氧化具有良好的催化效果，隨著TiO2/SiO2催化劑的加入量量、臭氧流量和溶液pH的增大，甲醛濃度會有所降低，COD去除率也會增加，堿性條件對甲醛氧化反應(yīng)更有利，臭氧在TiO2/SiO2的作用下可以分解生成氧化態(tài)物質(zhì)，氧化甲醛，提高了催化氧化甲醛的處理效果。
權(quán)利要求書
1.一種基于臭氧處理紡織印染廢水的方法，其特征在于：包括以下操作步驟：S1：準備廢水處理用的材料：TiO2、鈦酸丁酯、無水乙醇、冰醋酸、蒸餾水、SiO2、異丙醇、TiCl4、丙酮、氨水、碘化鉀溶液、聚合氯化鋁3號；S2：準備制備廢水處理用的儀器：瑪瑙研缽、混合器、配液瓶、振蕩器、烘箱、馬弗爐、臭氧反應(yīng)器、電動攪拌器；S3：TiO2的制備：TiO2的制備：在室溫下，將17mL/0.05mol的鈦酸丁酯與定體積的無水乙醇和冰醋酸混合，然后緩慢滴加用濃鹽酸酸化的蒸餾水和無水乙醇混合溶液，其中蒸餾水2.7ml，無水乙醇15ml，不斷攪拌形成均勻透明的溶膠，靜置陳化形成凝膠后，真空干燥，于瑪瑙研缽中研細，在450℃下煅燒后即得白色粉末狀TiO2；S4：SiO2的處理：將SiO2在200℃下煅燒4h，以除去表面化學(xué)吸附和物理吸附的水分子；S5：TiO2/SiO2催化劑的制備：在室溫和含有N2的氣氛下，將91mL的異丙醇緩慢滴加至100mL的TiCl4中制備異丙醇鈦鹽，TiCl4與異丙醇的摩爾比為1：1：34，嚴格控制異丙醇的滴加速率，待反應(yīng)完全，在配液瓶中不再產(chǎn)生HCI煙霧后，得到米黃色沉淀，然后小心加入丙酮，使其充分溶解，最后稀釋至所需體積，即得到異丙醇鈦鹽的丙酮溶液，取異丙醇鈦鹽的丙酮溶液浸漬SiO2制得浸漬材料，充分振蕩15-30min，在N2氣氛下，浸漬材料密封后在室溫老化6h，再于50℃下反應(yīng)24h，其中丙酮的沸點為56℃±1.0℃，反應(yīng)后得到的浸漬材料在室溫下用1∶1體積比的氨水浸泡24h，再用1：5體積比的稀氨水及蒸餾水洗滌過濾，直至濾液中無AgNO3為止，所得材料在烘箱中于90℃恒溫干燥6h，然后在馬弗爐中于500℃煅燒5h，即得白色的TiO2/SiO2催化劑，以此制備出一份TiO2/SiO2催化劑；S6：廢水處理裝置的搭建：準備臭氧反應(yīng)器、電動攪拌器、尾氣吸收裝置、化學(xué)清洗管線、重力排水管、平衡池、濾網(wǎng)、二級溶氣氣浮反應(yīng)器、氣液接觸式渦輪泵系統(tǒng)、濃縮池、絮凝器、平行板式澄清池；S7：對廢水進行處理：根據(jù)1L廢水：1份TiO2/SiO2催化劑的比例，將臭氧反應(yīng)器置于待處理的廢水中，加入TiO2/SiO2催化劑，開啟電動攪拌器，攪拌速度為120r/min，攪拌的同時，通入臭氧，將反應(yīng)后的臭氧尾氣用碘化鉀溶液吸收，沖水池與地面排水管產(chǎn)生的溢流水和排放水均采用連接兩個10m3的平衡池的重力管收集，在排水點設(shè)置濾網(wǎng)，經(jīng)過平衡池之后，廢水將被泵送到二級溶氣氣浮反應(yīng)器中，廢水在重力作用下被排放到各溶氣氣浮處理區(qū)以便清除乳化油、微細懸浮固體物和溶解金屬，溶氣氣浮裝置設(shè)有旁流，將臭氧注入各反應(yīng)池，再將臭氧注入專用的氣液接觸式渦輪泵系統(tǒng)，定期將浮渣釋放至溢流堰以清除溶氣氣浮過程中產(chǎn)生的浮渣，然后，浮渣在重力作用下流入濃縮池，將第二級溶氣氣浮反應(yīng)器產(chǎn)生的澄清水釋放至絮凝器之中，在絮凝器中，將pH值調(diào)至8.5左右，向水中加入聚合氯化鋁3號，使較重的懸浮固體物凝結(jié)起來，從而產(chǎn)生質(zhì)量較好的澄清水，經(jīng)過絮凝器之后，澄清水流入平行板式澄清池，沉淀出懸浮固體物質(zhì)，然后，調(diào)整離開澄清池的凈水的pH值，使其滿足6.0-9.0的允許排放pH值范圍，在pH值降至此范圍之后，通過末級排水泵將廢水從裝置中排出，構(gòu)成廢水裝置一部分的出水管與裝置內(nèi)部的現(xiàn)有污水排放管相連，定期將澄清池沉淀出的污泥泵送至濃縮池中以便增加稀薄污泥量，以此完成對廢水的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臭氧處理紡織印染廢水的方法，其特征在于：所述在SiO2的使用前，需要再在120℃的溫度下干燥4h，并對其進行飽和吸水量的檢測，其飽和吸水量需為1.2mL/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臭氧處理紡織印染廢水的方法，其特征在于：所述在擬建廢水處理裝置的預(yù)處理溶氣氣浮過程中在其注入點之前，通過臭氧反應(yīng)器將空氣轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞酢?/span>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于臭氧處理紡織印染廢水的方法，其特征在于：所述處理中積聚的濃縮污泥可以按照每半年一次或每年一次的頻率從濃縮池底部清理掉，收集的濃縮污泥可送至外部水處理地區(qū)進行最終處理，濃縮池產(chǎn)生的污泥還可以收集成袋，然后在場外處理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于臭氧處理紡織印染廢水的方法，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
一種基于臭氧處理紡織印染廢水的方法，包括以下操作步驟：
S1：準備廢水處理用的材料：TiO2、鈦酸丁酯、無水乙醇、冰醋酸、蒸餾水、SiO2、異丙醇、TiCl4、丙酮、氨水、碘化鉀溶液、聚合氯化鋁3號；
S2：準備制備廢水處理用的儀器：瑪瑙研缽、混合器、配液瓶、振蕩器、烘箱、馬弗爐、臭氧反應(yīng)器、電動攪拌器；
S3：TiO2的制備：TiO2的制備：在室溫下，將17mL/0.05mol的鈦酸丁酯與定體積的無水乙醇和冰醋酸混合，然后緩慢滴加用濃鹽酸酸化的蒸餾水和無水乙醇混合溶液，其中蒸餾水2.7ml，無水乙醇15ml，不斷攪拌形成均勻透明的溶膠，靜置陳化形成凝膠后，真空干燥，于瑪瑙研缽中研細，在450℃下煅燒后即得白色粉末狀TiO2；
S4：SiO2的處理：將SiO2在200℃下煅燒4h，以除去表面化學(xué)吸附和物理吸附的水分子；
S5：TiO2/SiO2催化劑的制備：在室溫和含有N2的氣氛下，將91mL的異丙醇緩慢滴加至100mL的TiCl4中制備異丙醇鈦鹽，TiCl4與異丙醇的摩爾比為1：1：34，嚴格控制異丙醇的滴加速率，待反應(yīng)完全，在配液瓶中不再產(chǎn)生HCI煙霧后，得到米黃色沉淀，然后小心加入丙酮，使其充分溶解，最后稀釋至所需體積，即得到異丙醇鈦鹽的丙酮溶液，取異丙醇鈦鹽的丙酮溶液浸漬SiO2制得浸漬材料，充分振蕩15-30min，在N2氣氛下，浸漬材料密封后在室溫老化6h，再于50℃下反應(yīng)24h，其中丙酮的沸點為56℃±1.0℃，反應(yīng)后得到的浸漬材料在室溫下用1∶1體積比的氨水浸泡24h，再用1：5體積比的稀氨水及蒸餾水洗滌過濾，直至濾液中無AgNO3為止，所得材料在烘箱中于90℃恒溫干燥6h，然后在馬弗爐中于500℃煅燒5h，即得白色的TiO2/SiO2催化劑，以此制備出一份TiO2/SiO2催化劑；
S6：廢水處理裝置的搭建：準備臭氧反應(yīng)器、電動攪拌器、尾氣吸收裝置、化學(xué)清洗管線、重力排水管、平衡池、濾網(wǎng)、二級溶氣氣浮反應(yīng)器、氣液接觸式渦輪泵系統(tǒng)、濃縮池、絮凝器、平行板式澄清池；
S7：對廢水進行處理：根據(jù)1L廢水：1份TiO2/SiO2催化劑的比例，將臭氧反應(yīng)器置于待處理的廢水中，加入TiO2/SiO2催化劑，開啟電動攪拌器，攪拌速度為120r/min，攪拌的同時，通入臭氧，將反應(yīng)后的臭氧尾氣用碘化鉀溶液吸收，沖水池與地面排水管產(chǎn)生的溢流水和排放水均采用連接兩個10m3的平衡池的重力管收集，在排水點設(shè)置濾網(wǎng)，經(jīng)過平衡池之后，廢水將被泵送到二級溶氣氣浮反應(yīng)器中，廢水在重力作用下被排放到各溶氣氣浮處理區(qū)以便清除乳化油、微細懸浮固體物和溶解金屬，溶氣氣浮裝置設(shè)有旁流，將臭氧注入各反應(yīng)池，再將臭氧注入專用的氣液接觸式渦輪泵系統(tǒng)，定期將浮渣釋放至溢流堰以清除溶氣氣浮過程中產(chǎn)生的浮渣，然后，浮渣在重力作用下流入濃縮池，將第二級溶氣氣浮反應(yīng)器產(chǎn)生的澄清水釋放至絮凝器之中，在絮凝器中，將pH值調(diào)至8.5左右，向水中加入聚合氯化鋁3號，使較重的懸浮固體物凝結(jié)起來，從而產(chǎn)生質(zhì)量較好的澄清水，經(jīng)過絮凝器之后，澄清水流入平行板式澄清池，沉淀出懸浮固體物質(zhì)，然后，調(diào)整離開澄清池的凈水的pH值，使其滿足6.0-9.0的允許排放pH值范圍，在pH值降至此范圍之后，通過末級排水泵將廢水從裝置中排出，構(gòu)成廢水裝置一部分的出水管與裝置內(nèi)部的現(xiàn)有污水排放管相連，定期將澄清池沉淀出的污泥泵送至濃縮池中以便增加稀薄污泥量，以此完成對廢水的處理。
優(yōu)選的，所述在SiO2的使用前，需要再在120℃的溫度下干燥4h，并對其進行飽和吸水量的檢測，其飽和吸水量需為1.2mL/g。
優(yōu)選的，所述在擬建廢水處理裝置的預(yù)處理溶氣氣浮過程中在其注入點之前，通過臭氧反應(yīng)器將空氣轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞酢?/span>
優(yōu)選的，所述處理中積聚的濃縮污泥可以按照每半年一次或每年一次的頻率從濃縮池底部清理掉，收集的濃縮污泥可送至外部水處理地區(qū)進行最終處理，濃縮池產(chǎn)生的污泥還可以收集成袋，然后在場外處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明中設(shè)置的平衡池，可以使廢水的化學(xué)性質(zhì)保持平衡與穩(wěn)定，廢水將一直儲存在平衡池中直至收集了足夠量的廢水，然后可以將廢水泵送至工藝池進行進一步的處理，同時還能防止從重力管帶來任何較大的固體物質(zhì)，通過設(shè)置的濾網(wǎng)可清除進入平衡池的任何較大物質(zhì)，同時除了能夠浮選較細小的微粒，溶氣氣浮過程中的微氣泡在某種程度上有助于氧化在廢水中發(fā)現(xiàn)的總有機碳和色素，同時除了可以有效地去除微粒之外，用注入溶氣氣浮循環(huán)流中的空氣和氧氣進行的金屬氧化能在很大程度上導(dǎo)致極為強調(diào)運行環(huán)境的生物和化學(xué)分離過程的消除，以此可以降低對環(huán)境的影響，同時制備的TiO2/SiO2對甲醛臭氧氧化具有良好的催化效果，隨著TiO2/SiO2催化劑的加入量量、臭氧流量和溶液pH的增大，甲醛濃度會有所降低，COD去除率也會增加，堿性條件對甲醛氧化反應(yīng)更有利，臭氧在TiO2/SiO2的作用下可以分解生成氧化態(tài)物質(zhì)，氧化甲醛，提高了催化氧化甲醛的處理效果。
（發(fā)明人：唐俊松;張雪根;陳林杰;錢耀強;成晨;王晨;沈佳�。�
