nka-ⅱ 型大孔吸附樹脂處理苯胺廢水的研究

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1、劉新銘等：NKA-Ⅱ型大孔吸附樹脂處理苯胺廢水的研究5NKA-Ⅱ型大孔吸附樹脂處理苯胺廢水的研究劉新銘1*，趙建國2，侯素霞21.廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所，廣東廣州510650；2.邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)保工程系，河北邢臺(tái)054035摘要：針對苯胺廢水的特點(diǎn)，利用NKA-Ⅱ大孔吸附樹脂進(jìn)行處理，研究了苯胺廢水質(zhì)量濃度、pH值、溫度和流速等因素對大孔吸附樹脂動(dòng)態(tài)吸附－脫附性能的影響，并得到了最佳工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在最佳工藝條件下，苯胺去除率＞99%，COD＞98％，出水苯胺的質(zhì)量濃度＜40mg·L-1，COD出水的質(zhì)量濃度＜100mg·L-

2、1，樹脂的平均脫附率值接近99.7％。在廢水得到有效處理的同時(shí)，苯胺資源也得到了回收，達(dá)到了廢水治理與資源化的效果。關(guān)鍵詞：苯胺廢水；大孔吸附樹脂；吸附中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-2175（2006）05-0909-05劉新銘等：NKA-Ⅱ型大孔吸附樹脂處理苯胺廢水的研究5苯胺作為一種重要的有機(jī)化工原料和化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于染料、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍工等行業(yè)。國內(nèi)眾多染料廠、農(nóng)藥廠、制藥廠及其它化工廠在生產(chǎn)過程中都會(huì)產(chǎn)生各類苯胺廢水，其質(zhì)量濃度可達(dá)數(shù)千毫克每升。由于苯胺對生態(tài)生物的毒性，已被列入“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單

3、”中，我國規(guī)定的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中苯胺類物質(zhì)的最高允許排放質(zhì)量濃度為5.0mg·L-1[1]。目前，國內(nèi)每年生產(chǎn)苯胺80000t以上，全世界每年排入環(huán)境中的苯胺約為30000t[2]，不僅對環(huán)境造成危害，還造成大量的資源浪費(fèi)。當(dāng)前國內(nèi)外處理苯胺廢水的方法主要有萃取法、氧化法、電解法、生化法、吸附法和焚燒法等方法，雖然處理的方法較多，但大部分還存在著一些缺陷。例如，采用萃取法處理，萃取劑容易流失、能耗高、操作也復(fù)雜；高級(jí)氧化法反應(yīng)條件苛刻，運(yùn)行費(fèi)用高；活性炭吸附法或有機(jī)粘土吸附法，吸附劑再生較困難；電解法能耗大，成本高；生物處理法占地面積大，

4、受廢水濃度影響大；焚燒法能耗大，且產(chǎn)生的不完全燃燒物、煙塵會(huì)造成大氣污染。而樹脂吸附法則克服了上面所述的許多缺點(diǎn)，顯示了其在對廢水有效處理的同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)廢物資源化的特點(diǎn)。大孔吸附樹脂是上世紀(jì)70年代隨著大孔離子交換樹脂的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的，通常是用單烯和雙烯類單體在致孔劑和引發(fā)劑的作用下懸浮共聚而成。該類樹脂的吸附性能類似于活性炭[3-4]，但比活性炭孔分布窄、機(jī)械強(qiáng)度好、容易脫附再生，并且在部分含苯胺廢水處理中已得到了應(yīng)用，受到了國內(nèi)外環(huán)保界的關(guān)注。大孔樹脂吸附法是成功應(yīng)用于有機(jī)工業(yè)廢水治理的資源化技術(shù)，廢水在得到有效治理的同時(shí)并可以回收有用

5、物質(zhì)[5-15]。1實(shí)驗(yàn)部分1.1儀器和藥品玻璃吸附柱d為12mm、h為240mm，帶保溫夾套，501A型超級(jí)恒溫水浴器，SHZ－82數(shù)顯恒溫振蕩器，光柵分光光度計(jì)722型，SHL–A型電腦數(shù)顯恒流泵；NKA-Ⅱ大孔吸附樹脂，二鹽酸–1–萘乙二胺，亞硝酸鈉，硫酸氫鉀，氨基磺酸銨，1,10–菲羅啉，苯胺等。1.2廢水水質(zhì)和分析方法廢水取自某化工廠苯胺生產(chǎn)廢水，主要污染物為苯胺、少量的硝基苯及鹽類，棕褐色，pH值在7.0~8.0之間，COD為8705mg·L-1，苯胺含量為4100mg·L-1。苯胺質(zhì)量濃度測定采用N-(1-萘基)乙二胺偶氮分光

6、光度法（GB/T11889—89），COD采用重鉻酸鹽法（GB11914—89）。1.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.3.1廢水和吸附樹脂的前處理原廢水呈深褐色，有懸浮物，經(jīng)調(diào)節(jié)pH值、過濾及分液除油后，水層即為上柱液，用作靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)用。大孔吸附樹脂用丙酮在索氏提取器中回流洗滌約8h，直至丙酮無色，然后用水洗去丙酮，用稀鹽酸溶液反復(fù)洗去殘留的單體和雜質(zhì)，再用水洗凈。將洗滌好的樹脂取出置于烘箱內(nèi)，60℃左右烘干至恒重，放入干燥器內(nèi)備用。1.3.2樹脂靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)稱取干燥至恒重的NKA-Ⅱ吸附樹脂0.200g，分別加入一定體積和質(zhì)量濃度的苯胺廢水，在30

7、℃下置于恒溫振蕩器中，恒溫振蕩24h以上，使吸附達(dá)到平衡。測定平衡時(shí)溶液中苯胺的質(zhì)量濃度ρe，根據(jù)Qe=(ρ0－ρe)×V/m，計(jì)算出大孔吸附樹脂的平衡吸附量。式中，Qe為平衡吸附量，mg·g-1；ρe為吸附平衡時(shí)溶液中苯胺的質(zhì)量濃度，mg·L-1；ρ0劉新銘等：NKA-Ⅱ型大孔吸附樹脂處理苯胺廢水的研究5為溶液中苯胺的原始質(zhì)量濃度，mg·L-1；V為溶液的體積，L；m為樹脂的質(zhì)量，g。1.3.3樹脂動(dòng)態(tài)吸附-解吸實(shí)驗(yàn)苯胺廢水在一定溫度下，以一定的流速自上而下通過裝有10mL（濕體積）吸附樹脂的d為12mm、h為240mm玻璃吸附柱。取樣分

8、析不同時(shí)段吸附流出液中苯胺的質(zhì)量濃度，做出樹脂動(dòng)態(tài)吸附曲線，考察苯胺廢水吸附流速、pH值和溫度等因素對樹脂吸附性能的影響，以確定最佳吸附操作條件。對已經(jīng)吸附飽和的樹脂進(jìn)行動(dòng)態(tài)解吸