吸附树脂在工业废水处理中的应用.doc

吸附树脂在工业废水处理中的应用

曹婉明
（华南师范大学化学与环境学院，广州，510006）

摘要：主要介绍吸附树脂的结构性能，以及综述近两年来吸附树脂在处理工业废水中的研究进展，指出吸附树脂法是处理各种工业废水一项非常实用的污染治理技术，特别是有些高性能吸附树脂能够实现废水治理与资源化相结合,有着广阔的应用前景，最后作出一些展望及根据问题提出建议。
关键词：吸附树脂工业废水吸附

引言
吸附树脂在处理工业废水/液方面也有着广泛的应用.如对废水中苯类或酚类化合物、水杨酸、萘磺酸等有机物均具有很好的吸附、回收净化作用.吸附树脂用于处理高浓度、难降解的有机工业废水已受到世界各国的重视.我国在从化工生产废水中高效吸附并回收酚类、胺类、有机酸类、硝基物、卤代烃等方面,取得了重大进展[1].

1吸附树脂的背景及结构性能

吸附树脂就是树脂吸附剂，是在离子交换树脂的基础上发展起来的。20世纪70年代，随着大孔离子交换树脂的发展，大孔吸附树脂应运而生。吸附树脂是一种不含离子交换基团的高交联度体型高分子珠粒，其内部拥有许多分子水平的孔道，提供扩散通道和吸附场所。特别是新型树脂的问世，使其在农药，医药，化工和废水处理等方面获得极有价值的应用。
与以往的吸附剂(活性炭、分子筛、氧化铝等)相比,吸附树脂的性能非常突出,主要是吸附量大,容易洗脱,有一定的选择性,强度好,可以重复使用。特别是可以针对不同的用途,设计树脂的结构,因而使吸附树脂成为一个多品种的系列,在多个重要领域显示出优良的吸附分离性能。
吸附树脂的优良性能,使其在有机污水的处理方面成为一种不可取代的分离材料[2，3]。苯酚废水、农药废水、染料废水是难于治理的几种有机污水。用树脂法吸附废水中的这些污染物,不仅可消除污染,还可通过洗脱实现资源的回收、利用。

2吸附树脂在处理工业废水中的应用

2.1树脂吸附法处理磺胺脒生产废水
磺胺脒生产废水一般呈黑红色,其pH≥11,COD13000mg/L以上,磺胺含量在17～22g/L,NaNO3含量为230g/L,Na2CO3为60g/L,还有NaOH和未知反应产生的少量有机物.
许月卿等[4]以江西某化工厂磺胺脒生产废水为例,针对该废水的生产特点,研究了利用大孔吸附树脂处理磺胺脒生产废水的工艺流程及其最佳工艺条件,并对废水治理的经济效益进行了评估。
多次试验结果表明,树脂对该废水的最佳处理量为13倍树脂体积的废水,树脂的工作吸附量为191g/L,磺胺的累计吸附率为88122%;用5%的NaOH溶液进行解吸,约用3倍树脂体积的解吸剂就达到完全解吸,解吸率为97156%,磺胺回收率约86%.
采用大孔树脂吸附法处理磺胺脒生产废水能有效地回收磺胺和硝酸钠,带来客观的经济效益据对该工厂的调查,每生产1t磺胺脒产生315m3废水,按1m3废水计算如下:本研究磺胺的回收率是86%,预期大型生产时磺胺的回收率不会低于90%.以下分析仅按磺胺回收率80%、NaNO3的回收率以95%计,则每m3磺胺脒生产废水可回收磺胺（SN)1318kg,NaNO321815kg,同时能大幅度减少废水中所含物质对环境的污染，经上述工艺处理后的废水经石家庄市环境监测中心监测,依据《污水综合排放标准》(GB897821996),废水中COD去除率达86%,全盐量减少95%,环境效益显著.
该处理工艺技术可行、操作简单、运行成本低、环境和经济效益显著,处理效果稳定,宜于推广.

2.2树脂吸附法处理水杨酸甲酯生产废水
水杨酸甲酯又名冬青油，在自然界广泛存在，是鹿蹄草、小当药油的主要成分。还存在于晚香玉、檞树、伊兰伊兰、丁香茶等的精油中。是一种用途广泛的香料、溶剂和精细化学品中间体[5]。工业上主要是以水杨酸和甲醇为原料在浓硫酸的催化作用下进行酯化反应而得。目前我国多数厂家均采用间歇反应过程，需在高醇酸比、高硫酸用量的条件下进行，除了生成目标产物水杨酸甲酯以外还生成少量副产物5-磺基水杨酸[6]，并产生大量高浓度有机废水，该废水至今未能有效治理，造成了严重的环境污染[7]。树脂吸附法已成功用于处理多种高浓度化工废水[7~11]。故程秀梅，陈金龙等[12]采用树脂吸附法处理某厂的水杨酸甲酯生产废水，废水经预处理去除甲醇后通过树脂吸附去除废水中大量的5-磺基水杨酸及水杨酸。其中5-磺基水杨酸是重要的医药中间体、可用于制造表面活性剂、染料、有机催化剂和可作为多种金属的的指示剂，有很大的回收价值。该实验经筛选优选NDA-99树脂处理该废水。
实验结果表明，NDA-99树脂吸附－脱附性能稳定，可去除大部分的有机污染物，上柱液CODcr去除率接近60%，脱附率接近100%。而且树脂在使用过程中无破碎现象，机械强度良好。废水试样经树脂吸附处理后，出水无色透明，CODcr由原来的57000~5900