RU2404930C1 - Method of purifying waste water from dyes - Google Patents
Method of purifying waste water from dyes Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
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)
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)
| 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 |
-
2009
- 2009-06-24 RU RU2009124207/05A patent/RU2404930C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| 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 |