吸附樹脂的背景及結構性能
吸附樹脂就是
樹脂吸附劑，是在離子交換樹脂的基礎上發(fā)展起來的。20世紀70年代，隨著大孔離子交換樹脂的發(fā)展，大孔吸附樹脂應運而生。吸附樹脂是一種不含離子交換基團的高交聯(lián)度體型高分子珠粒，其內部擁有許多分子水平的孔道，提供擴散通道和吸附場所。特別是新型樹脂的問世，使其在農藥，醫(yī)藥，化工和廢水處理等方面獲得極有價值的應用。
與以往的吸附劑(活性炭、分子篩、氧化鋁等) 相比,吸附樹脂的性能非常突出,主要是吸附量大,容易洗脫,有一定的選擇性,強度好,可以重復使用。特別是可以針對不同的用途,設計樹脂的結構,因而使吸附樹脂成為一個多品種的系列,在多個重要域顯示出優(yōu)良的吸附分離性能。
吸附樹脂的優(yōu)良性能,使其在有機污水的處理方面成為一種不可取代的分離材料。苯酚廢水、農藥廢水、染料廢水是難于治理的幾種有機污水。用樹脂法吸附廢水中的這些污染物,不僅可消除污染,還可通過洗脫實現(xiàn)資源的回收利用。
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吸附樹脂在處理工業(yè)廢水中的應用
樹脂吸附法處理磺胺脒生產廢水
磺胺脒生產廢水一般呈黑紅色,其pH ≥11 ,COD 13000mg/ L 以上, 磺胺含量在17 ～22g/ L ,NaNO3 含量為230g/ L ,Na2CO3 為60g/L ,還有NaOH 和未知反應產生的少量有機物。
許月卿等以江西某化工廠磺胺脒生產廢水為例,針對該廢水的生產特點,研究了利用大孔吸附樹脂處理磺胺脒生產廢水的工藝流程及其佳工藝條件,并對廢水治理的經(jīng)濟效益進行了評估。
多次試驗結果表明,樹脂對該廢水的佳處理量為13 倍樹脂體積的廢水,樹脂的工作吸附量為191g/ L ,磺胺的累計吸附率為88122 %;用5 %的NaOH 溶液進行解吸,約用3倍樹脂體積的解吸劑就達到完全解吸,解吸率為97156 % ,磺胺回收率約86 %.
采用大孔樹脂吸附法處理磺胺脒生產廢水能有效地回收磺胺和硝酸鈉,帶來客觀的經(jīng)濟效益據(jù)對該工廠的調查,每生產1t 磺胺脒產生315m3 廢水,按1m3 廢水計算如下:本研究磺胺的回收率是86 % ,預期大型生產時磺胺的回收率不會低于90 %. 以下分析僅按磺胺回收率80 %、NaNO3 的回收率以95 %計,則每m3 磺胺脒生產廢水可回收磺胺(SN)1318kg ,NaNO321815kg,同時能大幅度減少廢水中所含物質對環(huán)境的污染，經(jīng)上述工藝處理后的廢水經(jīng)石家莊市環(huán)境監(jiān)測中心監(jiān)測, 依據(jù)《污水綜合排放標準》(GB897821996) ,廢水中COD 去除率達86 % ,全鹽量減少95 % ,環(huán)境效益顯著.
樹脂吸附法處理水楊酸甲酯生產廢水
水楊酸甲酯又名冬青油，在自然界廣泛存在，是鹿蹄草、小當藥油的主要成分。還存在于晚香玉、檞樹、伊蘭伊蘭、丁香茶等的精油中。是一種用途廣泛的香料、溶劑和精細化學品中間體。工業(yè)上主要是以水楊酸和甲醇為原料在濃硫酸的催化作用下進行酯化反應而得。目前我國多數(shù)廠家均采用間歇反應過程，需在高醇酸比、高硫酸用量的條件下進行，除了生成目標產物水楊酸甲酯以外還生成少量副產物5-磺基水楊酸，并產生大量高濃度有機廢水，該廢水至今未能有效治理，造成了嚴重的環(huán)境污染。樹脂吸附法已成功用于處理多種高濃度化工廢水。故程秀梅，陳金龍等采用樹脂吸附法處理某廠的水楊酸甲酯生產廢水，廢水經(jīng)預處理去除甲醇后通過樹脂吸附去除廢水中大量的5-磺基水楊酸及水楊酸。其中5-磺基水楊酸是重要的醫(yī)藥中間體、可用于制造表面活性劑、染料、有機催化劑和可作為多種金屬的的指示劑，有很大的回收價值。該實驗經(jīng)篩選優(yōu)選NDA-99 樹脂處理該廢水。
實驗結果表明， NDA-99樹脂吸附-脫附性能穩(wěn)定，可去除大部分的有機污染物，上柱液CODcr 去除率接近60%，脫附率接近。而且樹脂在使用過程中無破碎現(xiàn)象，機械強度良好。廢水試樣經(jīng)樹脂吸附處理后，出水無色透明，CODcr 由原來的57000~59000 下降至6300 (mg/L)左右。
樹脂吸附法處理吐氏酸生產廢水
吐氏酸(Tobias2acid ,即2 - 萘胺- 1 - 磺酸) 是合成多種偶氮染料、色酚、J 酸和γ酸等萘衍生物的重要前體,通常以β- 萘酚為原料,在低溫條件下經(jīng)磺酰化、堿中和和胺基化,后經(jīng)酸解反應而制得。生產過程中產生含吐氏酸及其前體的深紅色酸性有毒廢水,造成嚴重而長期的水環(huán)境污染
肖芳等采用XDX- 1 大孔吸附樹脂對吐氏酸生產廢水進行動態(tài)吸附處理, 研究影響吸附的各種因素。結果顯示,該樹脂對廢水中濃度達14000mg/ L 的吐氏酸及其前體具有良好的吸附能力,廢水經(jīng)串聯(lián)二級吸附以后吐氏酸及其前體的濃度降低98% ,COD 降低86%;采用堿性甲醇溶劑解吸,解吸效率達到98% ,精餾解吸液回收的吐氏酸及其前體可返回生產車間,處理后廢水經(jīng)生化處理即可達到排放標準。
