[go: up one dir, main page]

RU2404930C1 - Method of purifying waste water from dyes - Google Patents

Method of purifying waste water from dyes Download PDF

Info

Publication number
RU2404930C1
RU2404930C1 RU2009124207/05A RU2009124207A RU2404930C1 RU 2404930 C1 RU2404930 C1 RU 2404930C1 RU 2009124207/05 A RU2009124207/05 A RU 2009124207/05A RU 2009124207 A RU2009124207 A RU 2009124207A RU 2404930 C1 RU2404930 C1 RU 2404930C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dyes
daylight
cell
mpa
oxygen
Prior art date
Application number
RU2009124207/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Абдулгалим Будаевич Исаев (RU)
Абдулгалим Будаевич Исаев
Зазав Мустафаевич Алиев (RU)
Зазав Мустафаевич Алиев
Наида Алиомаровна Закаргаева (RU)
Наида Алиомаровна Закаргаева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет
Priority to RU2009124207/05A priority Critical patent/RU2404930C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2404930C1 publication Critical patent/RU2404930C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: method is realised through purification from azo dyes in a cell with nanodispersed photocatalyst Fe2O3 with exposure to daylight and oxygen pressure of 0.3 MPa without applying additional voltage across the cell. The method intensifies the process of neutralising azo dyes owing to faster reduction of oxygen and active particles and reduction power consumption. ^ EFFECT: cost-effectiveness of the process is achieved by using daylight and cheap, readily available nano-sized photocatalysts when treating waste water containing dyes. ^ 2 ex

Description

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от красителей фотокаталитическим окислением под давлением кислорода и может быть использовано при очистке сточных вод в текстильной промышленности.The invention relates to methods for wastewater treatment from dyes by photocatalytic oxidation under oxygen pressure and can be used in wastewater treatment in the textile industry.

Известен способ очистки сточных вод [1], сущность которого состоит в том, что проводят электролиз сточных вод, используя в качестве анода нерастворимый титановый анод, покрытый окислами рутения и титана (ОРТА), в присутствии хлор-ионов, где образуется активный хлор и кислород, являющиеся основными окисляющими агентами при деструкции органических красителей. При этом одновременно проводят УФ-облучение, что приводит к увеличению полноты окисления за счет активации образующихся при электролизе газообразных веществ.A known method of wastewater treatment [1], the essence of which is that the electrolysis of wastewater is carried out using an insoluble titanium anode coated with ruthenium and titanium oxides (ORTA) as an anode in the presence of chlorine ions, where active chlorine and oxygen are formed , which are the main oxidizing agents in the destruction of organic dyes. At the same time, UV irradiation is simultaneously carried out, which leads to an increase in the completeness of oxidation due to the activation of gaseous substances formed during electrolysis.

Недостатком способа является то, что при электролизе образуется активный хлор, что в некоторых случаях может привести к образованию более токсичных хлорорганических соединений.The disadvantage of this method is that during electrolysis, active chlorine is formed, which in some cases can lead to the formation of more toxic organochlorine compounds.

Известен также способ очистки сточных вод, содержащих красители, описанный в [2], сущность которого заключается в следующем. Раствор, содержащий красители, подвергают обработке в электролизере с анодом, выполненным из диоксида титана, при подаче тока 0,5 мА при одновременном УФ-облучении и барботировании в раствор электролита, содержащий очищаемые сточные воды, кислорода под давлением до 1,0 МПа.There is also known a method of treating wastewater containing dyes, described in [2], the essence of which is as follows. The solution containing dyes is subjected to treatment in an electrolyzer with an anode made of titanium dioxide, at a current of 0.5 mA, while UV irradiation and sparging into an electrolyte solution containing purified wastewater, oxygen under pressure up to 1.0 MPa.

Недостатком указанного способа является использование УФ-облучения, что может привести к повышенному расходу электроэнергии.The disadvantage of this method is the use of UV radiation, which can lead to increased energy consumption.

В качестве прототипа можно привести способ обесцвечивания сточных вод от красителей с использованием фотокаталитической системы [3]. В качестве катализатора применялась сетка из титана, диаметр проволоки которой составляет 0,23 мм, кроме того, в рабочий раствор дозировался порошок диоксида титана. Процесс проводился в лабораторном реакторе, представляющем собой электролизер, при этом анодом являлась сетка из титана, а катодом - платиновая сетка, которая предварительно обрабатывалась серной кислотой. Стеклянная емкость облучалась УФ-излучением.As a prototype, you can give a method of decolorizing wastewater from dyes using a photocatalytic system [3]. As a catalyst, a titanium grid was used, the wire diameter of which is 0.23 mm, in addition, titanium dioxide powder was dosed into the working solution. The process was carried out in a laboratory reactor, which is an electrolyzer, while the anode was a grid of titanium, and the cathode was a platinum grid, which was previously treated with sulfuric acid. The glass container was irradiated with UV radiation.

Недостатком является использование УФ-облучения, приводящее к повышенным энергетическим затратам.The disadvantage is the use of UV radiation, which leads to increased energy costs.

Задача предлагаемого изобретения - интенсификация процесса обезвреживания красителей и снижение энергетических затрат.The task of the invention is the intensification of the process of neutralizing dyes and reducing energy costs.

Технический результат - экономичность процесса достигается использованием дневного света и дешевых, доступных наноразмерных фотокатализаторов при обработке сточных вод, содержащих красители. Обезвреживание красителей происходит за счет протекания фотокаталитического процесса при облучении дневным светом.The technical result - the efficiency of the process is achieved using daylight and cheap, affordable nanoscale photocatalysts in the treatment of wastewater containing dyes. The neutralization of dyes occurs due to the photocatalytic process during irradiation with daylight.

Сущность предлагаемого способа очистки сточных вод от красителей заключается в том, что в ячейку заливают раствор азокрасителя и насыпают 0,5; 1,0 или 2,0 г катализатора Fe2O3 на 200 мл раствора и обрабатывают в течение 1 часа дневным светом при давлении кислорода до 0,6 МПа без подачи дополнительного напряжения на ячейку. В качестве ячейки используется автоклав, футерированный фторопластом, объемом 200 мл. Для облучения раствора красителя видимым светом одна сторона ячейки сделана из кварцевого стекла толщиной 10 мм.The essence of the proposed method of wastewater treatment from dyes is that a solution of azo dye is poured into the cell and 0.5 is poured; 1.0 or 2.0 g of Fe 2 O 3 catalyst per 200 ml of solution and treated for 1 hour with daylight at an oxygen pressure of up to 0.6 MPa without applying additional voltage to the cell. An autoclave lined with fluoroplastic with a volume of 200 ml is used as a cell. To irradiate the dye solution with visible light, one side of the cell is made of 10 mm thick silica glass.

Сточные воды, содержащие красители, подвергают облучению дневным светом в присутствии фотокатализатора при избыточном давлении кислорода до 0,6 МПа. В качестве фотокатализатора служат нанодисперсные оксиды металлов, в частности Fe2O3. При обработке сточных вод, содержащих красители, в присутствии нонаразмерного катализатора происходит увеличение окислительно-восстановительного потенциала между зонами электронной и дырочной проводимости фотокатализатора. Наличие растворенного под давлением кислорода приводит к образованию активных частиц, участвующих также в окислительном процессе, что также способствует интенсификации процесса деструкции красителей. Оптимальным давлением является 0,3 МПа. При давлении ниже 0,3 МПа производительность процесса недостаточная. Дальнейшее повышение давления не приводит к повышению эффективности процесса.Wastewater containing dyes is irradiated with daylight in the presence of a photocatalyst at an excess oxygen pressure of up to 0.6 MPa. Nanodispersed metal oxides, in particular Fe 2 O 3, serve as the photocatalyst. When treating wastewater containing dyes in the presence of a non-sized catalyst, an increase in the redox potential between the electron and hole conduction zones of the photocatalyst occurs. The presence of oxygen dissolved under pressure leads to the formation of active particles also involved in the oxidation process, which also contributes to the intensification of the process of degradation of dyes. The optimal pressure is 0.3 MPa. At pressures below 0.3 MPa, the performance of the process is insufficient. A further increase in pressure does not increase the efficiency of the process.

Отличием заявляемого способа от его аналога является то, что при осуществлении процесса в качестве катализатора используется нанодисперсный порошок оксида металла (в частности, Fe2O3), облучение производится видимым светом под давлением кислорода без подачи дополнительного напряжения на ячейку.The difference of the proposed method from its analogue is that when the process is carried out, a nanosized metal oxide powder (in particular, Fe 2 O 3 ) is used as a catalyst, irradiation is performed by visible light under oxygen pressure without applying additional voltage to the cell.

Пример 1. Готовится модельный раствор красителя прямого черного 2 С, с концентрацией 0,1 г/л. Раствор заливают в ячейку с насыпным нанодисперсным фотокатализатором и помещают на лабораторную магнитную мешалку. Осуществляется облучение раствора дневным светом под давлением кислорода 0,1 МПа в течение 1 часа. Степень обесцвечивания раствора составляет 68%.Example 1. Preparing a model solution of direct black dye 2 C, with a concentration of 0.1 g / l. The solution is poured into a cell with a bulk nanodispersed photocatalyst and placed on a laboratory magnetic stirrer. The solution is irradiated with daylight under an oxygen pressure of 0.1 MPa for 1 hour. The degree of discoloration of the solution is 68%.

Пример 2. Процесс осуществляется как в предыдущем случае, с тем отличием, что фотокаталитическое окисление протекает при давлении 0,3 МПа. Степень обесцвечивания раствора составляет ~80%.Example 2. The process is carried out as in the previous case, with the difference that photocatalytic oxidation proceeds at a pressure of 0.3 MPa. The degree of discoloration of the solution is ~ 80%.

С увеличением давления О2 от 0,1 до 0,3 МПа происходит повышение скорости процесса фотокаталитического окисления в 2,1 раза, связанное с образованием активных кислородосодержащих частиц, таких как О2, НО2 и НО, участвующих в реакции окисления.With an increase in O 2 pressure from 0.1 to 0.3 MPa, a 2.1-fold increase in the rate of the photocatalytic oxidation process occurs, associated with the formation of active oxygen-containing particles, such as O 2 , HO 2 and HO, participating in the oxidation reaction.

Увеличение скорости реакции с повышением давления О2 приводит к возрастанию степени обесцвечивания раствора. На чертеже представлена зависимость степени обесцвечивания раствора красителя от давления О2 при облучении дневным светом (С (Fe2O3)=5 г/л, Скр=100 мг/л). При этом наблюдается почти линейная зависимость степени обесцвечивания от давления О2 и степень обесцвечивания с повышением давления от 0,1-0,3 МПа увеличивается на 18%.An increase in the reaction rate with an increase in O 2 pressure leads to an increase in the degree of discoloration of the solution. The drawing shows the dependence of the degree of discoloration of the dye solution on the pressure of O 2 when exposed to daylight (C (Fe 2 O 3 ) = 5 g / l, C cr = 100 mg / l). In this case, an almost linear dependence of the degree of discoloration on the pressure of O 2 is observed, and the degree of discoloration with increasing pressure from 0.1-0.3 MPa increases by 18%.

Способ можно реализовать как в лабораторных, так и в промышленных масштабах на установках локальной очистки сточных вод цехов крашения текстильно-трикотажных изделий.The method can be implemented both on a laboratory and on an industrial scale in local wastewater treatment plants for textile and knitwear dyeing shops.

Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ:The proposed method has several advantages:

- снижаются энергетические расходы за счет использования энергии дневного света;- reduced energy costs through the use of energy of daylight;

- увеличивается степень очистки раствора от красителя за счет увеличения скорости восстановления кислорода активных частиц.- increases the degree of purification of the solution from the dye by increasing the rate of oxygen reduction of the active particles.

ЛитератураLiterature

1. SU 709568 (Ленинградский инженерно-строительный институт), 20.11.1980.1. SU 709568 (Leningrad Civil Engineering Institute), 11/20/1980.

2. RU 2337885 Способ фотоэлектрохимической очистки сточных вод от красителей (Дагестанский государственный университет) / Адамадзиева Н.А., Алиев З.М., Исаев А.Б., Шапиева М.А. / от 10.11.08. Заявка № 2006144015 от 11.12.2006.2. RU 2337885 Method for photoelectrochemical wastewater treatment from dyes (Dagestan State University) / Adamadzieva N.A., Aliev Z.M., Isaev A.B., Shapieva M.A. / from 10.11.08. Application No. 2006144015 dated 12/11/2006.

3. Lix Z., Liu H.L., Yue P.T., Sun Y.P. Photoelectrocatalytic oxidation of rose Bengal in aqueous solution using a Ti/TiO mesh electrode // Environ. Sci. and Technol. - 2000 - V.34 - № 20 - p.4401-4406.3. Lix Z., Liu H.L., Yue P.T., Sun Y.P. Photoelectrocatalytic oxidation of rose Bengal in aqueous solution using a Ti / TiO mesh electrode // Environ. Sci. and Technol. - 2000 - V.34 - No. 20 - p. 4401-4406.

Claims (1)

Способ фотокаталитической очистки сточных вод от красителей, отличающийся тем, что очистку от азокрасителей ведут в ячейке с нанодисперсным фотокатализатором Fe2O3 при облучении дневным светом и давлении кислорода 0,3 МПа без подачи дополнительного напряжения на ячейку. A method of photocatalytic wastewater treatment from dyes, characterized in that the azo dyes are cleaned in a cell with a Fe 2 O 3 nanodispersed photocatalyst when exposed to daylight and an oxygen pressure of 0.3 MPa without additional voltage being applied to the cell.
RU2009124207/05A 2009-06-24 2009-06-24 Method of purifying waste water from dyes RU2404930C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009124207/05A RU2404930C1 (en) 2009-06-24 2009-06-24 Method of purifying waste water from dyes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009124207/05A RU2404930C1 (en) 2009-06-24 2009-06-24 Method of purifying waste water from dyes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2404930C1 true RU2404930C1 (en) 2010-11-27

Family

ID=44057582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009124207/05A RU2404930C1 (en) 2009-06-24 2009-06-24 Method of purifying waste water from dyes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2404930C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5118422A (en) * 1990-07-24 1992-06-02 Photo-Catalytics, Inc. Photocatalytic treatment of water
US5266214A (en) * 1992-12-22 1993-11-30 Cryptonics Corporation Photocatalytic method for treatment of contaminated water
RU2033970C1 (en) * 1989-05-11 1995-04-30 Эниричерке С.П.А. Method for catalytic photooxidation of organic matter contained in water
JP2002273420A (en) * 2001-03-16 2002-09-24 Akira Aoyanagi Device for decomposing harmful substance using photocatalyst
WO2005108505A1 (en) * 2004-04-07 2005-11-17 Kronos International, Inc. Carbon-containing, titanium dioxide-based photocatalyst, and process for producing the same
RU2337885C2 (en) * 2006-12-11 2008-11-10 Дагестанский государственный университет Method of photoelectrochemical treatment of sewage water from dyes
UA37356U (en) * 2008-06-09 2008-11-25 Таврический Национальный Университет Им. В.И. Вернадского Process for the preparation of photocatalyst with oxidic activity

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2033970C1 (en) * 1989-05-11 1995-04-30 Эниричерке С.П.А. Method for catalytic photooxidation of organic matter contained in water
US5118422A (en) * 1990-07-24 1992-06-02 Photo-Catalytics, Inc. Photocatalytic treatment of water
US5266214A (en) * 1992-12-22 1993-11-30 Cryptonics Corporation Photocatalytic method for treatment of contaminated water
JP2002273420A (en) * 2001-03-16 2002-09-24 Akira Aoyanagi Device for decomposing harmful substance using photocatalyst
WO2005108505A1 (en) * 2004-04-07 2005-11-17 Kronos International, Inc. Carbon-containing, titanium dioxide-based photocatalyst, and process for producing the same
RU2337885C2 (en) * 2006-12-11 2008-11-10 Дагестанский государственный университет Method of photoelectrochemical treatment of sewage water from dyes
UA37356U (en) * 2008-06-09 2008-11-25 Таврический Национальный Университет Им. В.И. Вернадского Process for the preparation of photocatalyst with oxidic activity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mousset et al. Photoelectrochemical reactors for treatment of water and wastewater: a review
Oturan et al. Electro-fenton process: Background, new developments, and applications
de Oliveira et al. Electrocatalytic properties of Ti-supported Pt for decolorizing and removing dye from synthetic textile wastewaters
Xiong et al. An experimental investigation of chemical oxygen demand removal from the wastewater containing oxalic acid using three-phase three-dimensional electrode reactor
Vasconcelos et al. Electrochemical degradation of RB-5 dye by anodic oxidation, electro-Fenton and by combining anodic oxidation–electro-Fenton in a filter-press flow cell
Panizza et al. Electro-Fenton degradation of synthetic dyes
CN106219687A (en) A kind of method of pollutant in photoelectrocatalysis reduction treatment water body
Wang et al. Mineralization of an azo dye Acid Red 14 by photoelectro-Fenton process using an activated carbon fiber cathode
Peralta-Hernández et al. In situ electrochemical and photo-electrochemical generation of the fenton reagent: a potentially important new water treatment technology
Pinhedo et al. Photoelectrochemical degradation of humic acid on a (TiO2) 0.7 (RuO2) 0.3 dimensionally stable anode
Ghime et al. Removal of organic compounds found in the wastewater through electrochemical advanced oxidation processes: a review
Peng et al. Degradation of methylisothiazolinone biocide using a carbon fiber felt-based flow-through electrode system (FES) via anodic oxidation
Scialdone et al. Abatement of Acid Orange 7 in macro and micro reactors. Effect of the electrocatalytic route
Zanoni et al. Photoelectrocatalytic production of active chlorine on nanocrystalline titanium dioxide thin-film electrodes
WO2021159555A1 (en) Electrocatalytic fenton oxidation-electrochemical oxidation coupled process and device for efficient treatment of chemical industry wastewater
Tian et al. Cyanide oxidation by singlet oxygen generated via reaction between H2O2 from cathodic reduction and OCl− from anodic oxidation
Chauhan et al. Electrochemical mineralization of chlorophenol by ruthenium oxide coated titanium electrode
Labiadh et al. Direct and indirect electrochemical oxidation of Indigo Carmine using PbO2 and TiRuSnO2
Zhang et al. Degradation of phenol by a combined independent photocatalytic and electrochemical process
Nakamura et al. Electrochemically-driven mineralization of Reactive Blue 4 cotton dye: On the role of in situ generated oxidants
Khataee et al. Combination of photocatalytic and photoelectro-Fenton/citrate processes for dye degradation using immobilized N-doped TiO2 nanoparticles and a cathode with carbon nanotubes: central composite design optimization
Maharana et al. Electrochemical oxidation of 2, 4, 5-trichlorophenoxyacetic acid by metal-oxide-coated Ti electrodes
Jeong et al. Electrochemical oxidation of industrial wastewater with the tube type electrolysis module system
Saha et al. The production and quantification of hydroxyl radicals at economically feasible tin-chloride modified graphite electrodes
CN101285789A (en) Application of Titanium Dioxide Nanotube Modified Electrode

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180625