Metoda čištění odpadních vod barvivem

- Jun 03, 2019-

Pozadí a přehled

Barviva syntetizovaná hydrazinem nebo jeho deriváty nebo barviva mající fluorenovou strukturu v molekule barviva se nazývají antrachinonová barviva (jako je 2-methylanthrachinon). Tato barviva tvoří asi 20% syntetických barviv. Mohou být dále rozděleny do kyselých barviv, disperzních barviv, kypových barviv, přímých barviv a reaktivních barviv podle aplikačních vlastností a aplikačních metod. Antrachinonová barviva (například 2-methylanthrachinon) jsou v současné době druhým nejpoužívanějším barvivem. Má dvě hlavní výhody: jedna je výborná z hlediska stálosti světla a druhá je vyrobena v jasných barvách. V tmavých barvách červené, fialové, modré a zelené jsou antrachinonová barviva (například 2-methylanthrachinon) nenahraditelná. Důležitá pozice. Tmavým barvivům navíc dominují antrachinonová barviva, zejména pro vysoce světlá barviva, jako je 2-methylanthrachinon. Navzdory tomu, ve studii vztahu mezi světelnou stálostí a strukturou antrachinonových barviv (jako je 2-methylanthrachinon), je věnována větší pozornost problému světelné stálosti komerčních antrachinonových barviv (jako je 2-methylanthrachinon), různých barviv . Použití komplexu pro dosažení dobré stálosti barev je horkým tématem současného výzkumu. Protože však komerční barvení je obvykle směsí několika chemických struktur, je obtížné spolehlivě porovnat získané údaje o stálosti. Existuje mnoho faktorů ovlivňujících stálost světla antrachinonových barviv (jako je 2-methylanthrachinon), jako jsou nečistoty, které zůstávají ve barvivu, typ vlákna, přísady v dyebatu, prostředí, ve kterém jsou vlákna umístěna, a stupeň agregace barviva na vláknech. Počkejte.

Mechanismus a režim blednutí světla

Světelná stálost antrachinonového barviva (například 2-methylanthrachinonu) závisí především na molekulární struktuře samotného barviva. Fotofadovací proces antrachinonových barviv je velmi komplikovaný proces. Například v aerobním stavu je nejdůležitějším stupněm fotofadingu vytvoření hydroxylaminové sloučeniny a pak pokračování hluboké oxidace; navíc dochází k dealkylaci a dochází k zčervenání vláken. Obecně se má za to, že čím vyšší je hustota aminoskupinového oblaku, to znamená, že čím silnější je zásaditost aminoskupiny, tím snadnější je oxidace na hydroxylamin a nižší světelná stálost barviva. Je-li tedy v poloze ortho aminoskupiny zavedena skupina odebírající elektrony, aminoskupina je snížena. Hustota elektronového mraku a světlostálost barviva se zvýší.

Při zkoumání světelné stálosti substituovaného aminoguanidinu bylo zjištěno, že světelná stálost barviva je lineární se zásaditostí aminoskupiny na antracenovém kruhu. Jestliže zavedený substituent zvyšuje hustotu elektronů atomu N na aminoskupině, aminoskupina Zvyšuje stálost barviva na světle; naopak zlepšuje barevnou stálost barviva. Obvykle existují tři režimy procesu blednutí antrachinonových barviv: (1) změna absorpční křivky UV-viditelnosti barvených vláken před a po vyblednutí je malá a tvar píku absorpční křivky se nemění; (2) Absorpční křivka vláken před a po vyblednutí Velikost změny je velká a tvar píku absorpční křivky se mění málo; (3) velikost a tvar píku absorpční křivky vlákna před a po vyblednutí se značně liší. Ve třech režimech blednutí je pořadí změny stálosti barevného světla (1)> (2)> (3).


Čištění odpadních vod

V současné době metody zpracování domácích i zahraničních antrachinonových barviv (jako jsou 2-methylanthrachinonové odpadní vody) zahrnují především fyzikální metody, biologické metody a chemické metody. Vzhledem k vývoji domácí i zahraniční technologie jsou metody degradace bismutových barviv (například 2-methylanthrachinonu) daleko před domácími. V 70. letech minulého století Japonsko, Rusko a Spojené státy prováděly pokročilé odpadní vody barviva. Ve studii odbarvování elektronovým svazkem dozrávaly v 90. letech různé degradační metody pro antrachinonová barviva (např. 2-methylanthrachinon) a na konci 90. let se postupně objevovala antrachinonová barviva (např. 2-methylanthrachinon). Metody degradace odpadních vod, zaměřené především na jednoduché metody zpracování, jako je koagulace a tradiční biologie. V posledních letech se postupně objevují nové metody mikrobiální adsorpce nebo degradace v biologickém ošetření, vznikající adsorbenty ve fyzikálním ošetření a chemické ošetření. Pokročilá oxidační metoda.

Fyzikální metoda

Fyzikálními metodami běžně používanými při léčbě antrachinonových barviv (jako je 2-methylanthrachinon) jsou adsorpce, membránová separace a extrakce.

1) Adsorpční metoda. Adsorpční metoda využívá porézní tuhou látku pro kontakt s odpadní vodou barviva pro adsorpci a nepotřebuje přidávat žádné chemikálie a nevytváří se žádný kal. US608406A používá k adsorpci antrachinonových barviv (jako je 2-methylanthrachinon) aktivní uhlí, které má vysokou adsorpční kapacitu, ale není snadné jej regenerovat. CN1280102A řeší výše uvedený problém regenerace adsorpcí pryskyřice a pryskyřice je desorbována a regenerována a může být znovu použita. Následně existovala řada adsorbentů pro zpracování odpadu a redukci odpadu, CN103464090A, CN103406105A, CN103657592A, CN103922433A, CN105498716A a CN105618000A, atd. Rychlost adsorpce je rychlá, dávka je malá a nedochází k druhotnému znečištění.

2) Metoda separace membrán. Technologie separace membrán aplikovaná na čištění odpadních vod je především ultrafiltrace, nanofiltrace a reverzní osmóza, vysoká účinnost a ochrana životního prostředí. V roce 1987 JPS62186986A použila ultrafiltrační membrány pro úpravu hydrazinových barviv (jako je 2-methylanthrachinon) odpadních vod s vysokými rychlostmi odstraňování. Následně, technologie byla široce používaná, ale tam jsou ještě nedostatky takový jak vyžadovat speciální vybavení, vysoké investice a snadné znečištění membrány. Na základě toho CN103449572A řeší výše uvedené problémy elektrickou modifikací tradiční neutrální ultrafiltrační membrány použitím účinné chemické reakce pro získání nabitých ultrafiltračních membrán s různými délkami distančních vložek.

3) Metoda extrakce. Metoda extrakce využívá rozdíl v rozpustnosti mezi antrachinonovým barvivem (jako je 2-methylanthrachinon) ve vodě a organickém rozpouštědle k rychlému přenosu barviva z vody do rozpouštědlové fáze, což má tu výhodu, že extrakční činidlo může být recyklováno poté, co bylo použito. regenerované.

2. Biologická metoda

1) Tradiční biologické ošetření. Biologické metody pro úpravu hydrazinových barviv (jako jsou 2-methylanthrachinon) odpadní vody jsou především aerobní a anaerobní metody. Vzhledem k nedostatku jediné biologické metody se však v současné době používá většina anaerobně-aerobních kombinačních procesů. Aby se zlepšila účinnost zpracování, CN1958477A používá modifikovaný způsob anaerobního aerobního cyklu pro úpravu odpadní vody hydrazinu. Účelem kontinuálního oběhu je vytvořit anaerobní a aerobní biologické skupiny ve vhodném vodním prostředí a zlepšit účinnost degradace.

2) vznikající mikrobiální / bakteriální adsorpce nebo degradační metody. V posledních letech bylo v tuzemsku i v zahraničí hlášeno velké množství zpráv o použití bakterií, hub a geneticky upravených bakterií pro léčbu antrachinonových barviv adsorpcí nebo degradací, se silným účinkem a dobrým léčebným účinkem. Bakteriální druhy používané v odpadních vodách hydrazinového barviva jsou převážně distribuovány v Aeromonas, Pseudomonas a Bacillus. Antrachinonová barviva (jako 2-methylanthrachinon) jsou převážně distribuována v Penicillium, Rhodotorula, Aspergillus, Cephalosporium, Trametes, Geotrichum a podobně. Ošetření antrachinonových barviv (jako je 2-methylanthrachinon) odpadní vodou za použití Aspergillus oryzae, Pseudomonas aeruginosa, P. chrysosporium atd., Má vysokou rychlost odstraňování. Ačkoliv byla testována řada mikrobiálních kmenů za účelem degradace antrachinonových barviv (např. 2-methylanthrachinonu), některé \ t

Kmen je stále obtížně přizpůsobitelný prostředí a nemůže splňovat požadavky na degradaci. Degradující gen je tedy přenesen do kmene nebo klonován do kmene za účelem konstrukce bakterií genového inženýrství.

3. Chemická metoda

Běžné chemické metody pro hydrazinová barviva (jako 2-methylanthrachinon) odpadní vody zahrnují koagulaci, chemickou oxidaci a pokročilou oxidaci.

1) Metoda koagulace. Koagulace se běžně používá pro předběžnou léčbu nebo pokročilé léčení antrachinonových barviv, jako je 2-methylanthrachinon. Běžně používanými flokulanty jsou soli hliníku a soli železa a léčebný účinek je dobrý.

2) Metoda chemické oxidace. Způsobem chemické oxidace je oxidace a degradace polutantů oxidačním činidlem a běžně používanými oxidačními činidly jsou ozon, peroxid vodíku, chlornan sodný, oxid chloričitý a podobně. Například CN101412571A používá Fentonovu metodu k degradaci disperzní modři a efekt odstranění je dobrý. Vzhledem k tomu, že pH musí být upraveno tak, aby bylo kyselé před procesem Fenton, musí být slabá alkalita upravena po úpravě pro dokončení aglomerace, spotřeba činidla je velká a vzniká kal. Proto CN103241826A používá slabé magnetické pole k posílení reakce H202-FeO Fenton. Ošetření hydrazinových barviv (jako je 2-methylanthrachinon) odpadní vody překonává nedostatky tradičního procesu Fenton, má vysokou reakční rychlost a má širší rozsah pH.

3) Pokročilá oxidační metoda. Pokročilá oxidační technologie zahrnuje především metodu oxidace za mokra, metodu elektrochemické oxidace, metodu fotokatalytické oxidace, metodu plazmy a metodu elektronového paprsku atd. A rychlost odstraňování je vysoká a není zde žádné sekundární znečištění. CN105130062A Degradace antrachinonového barviva (např. 2-methylanthrachinonu) odpadní vody vysokou teplotou a vysokým tlakem oxidací za mokra. Elektrochemická oxidační metoda využívá volných radikálů generovaných elektrochemickým působením k oxidaci kruhu, štěpení a další oxidaci na malé molekulární sloučeniny jako CO2 a H20.

V současné době se výzkum zaměřuje především na zlepšení katalytické výkonnosti elektrodových materiálů a na zlepšení účinnosti proudu a spotřeby energie, jako jsou CN101508477A a CN102225795A. Fotokatalytická oxidace je zpracování antrachinonových barviv (jako je 2-methylanthrachinon) odpadní vody pomocí polovodičové fotokatalytické oxidace na bázi kovu. V současné době se obsah výzkumu týká především katalyzátorů a jejich modifikace (polovodičové fotokatalyzátory se rychle vyvíjejí, například CN104549404A, CN1415549A) v kombinaci s oxidanty a dalšími metodami. Běžné techniky zpracování plazmy při nízkých teplotách zahrnují vysokonapěťový pulzní výboj, výboj žhavého výboje, výboj s posuvným obloukem a výboj dielektrické bariéry. CN101254960A využívá plyn generovaný plazmou k dopadu na zpracování antrachinonového barviva (např. 2-methylanthrachinonu) odpadní vody, aby se vyřešil problém nízké účinnosti zpracování. Zpracování odbarvením elektronovým paprskem používá jako zdroj záření 60 ° C. Tato metoda může být kombinována s chemickými metodami, biologickými metodami atd. Pro snížení radiační dávky a snížení nákladů. JPS52113054A používá ozařování elektronovým paprskem v kombinaci s koagulační technologií pro léčbu antrachinonových barviv (jako je 2-methylanthrachinon).