大孔吸附树脂对有机化工废水中低浓度水溶性有机物的吸附特性与回收工艺研究

摘要

该文研究XDA系列太孔吸附树脂脂对水中较低浓度的与水互溶有机物即低级醇、醛、酮、羧酸等的静态和动态吸附特性,从中选出较易被树脂吸附的低沸点有机物进行蒸馏回收,建立树脂吸附蒸馏一体化的回收工艺模型,并分析影响有机物回收效果的因素.通过研究树脂对多种有机物的吸附过程,按照相似相容原理,探索树脂对有机吸附质的吸附能力与有机分子结构间的相关性,提出能够定量描述树脂对不同有机分子吸附能力大小的指标:有机分子内疏水-亲水比(疏水基团与亲水基团的相对比例)及有机分子的非极性分数(弱极性键与强极性键的相对比例).结果显示,具有高度活性内表面的XDA系列大孔吸附树脂对低级醇、醛、酮、羧酸等易溶有机物同样具有一定吸附能力;树脂对有机物的静态吸附在4h内达到基本平衡,醇类和丙酮的静态吸附过程同时符合Freundlich公式和公式;达到动态吸附泄漏点之前的吸附效率达90~98﹪,动态吸附泄漏体积在1~7倍树脂床体积(BV)范围.有机物浓度增加,可使树脂对其的吸附量增加,而达到泄漏点前的处理液体积减少,流速的改变同样影响树脂对有机物的吸附量及吸附效率,总体来说流速降低,树脂对有机物的吸附量略有提高,也能保证较高的吸附效率.有机物的蒸馏回收实验结果显示,以油浴加热蒸馏分别吸附了甲醇、乙醇和丙酮的湿树脂的回收率与低浓度溶液直接蒸馏的回收率接近,都在80~93﹪左右,而蒸馏湿树脂所蒸馏的液量远小于树脂的处理液量,相应的蒸馏时间则可以大大缩短.通过改变加热方式和冷凝方式,对吸附柱内吸附了有机物的湿树脂直接蒸馏的实验结果显示,以水蒸汽加热的一体化蒸馏方式的总回收率可达85﹪以上,若串接冰水强化冷凝可将蒸馏损失降到较低水平.通过研究树脂对多种有机物的吸附能力,发现树脂对有机物的吸附能力与有机物分子结构存在一定的相关性.该文提出的疏水-亲水比能定量描述树脂对同系有机物的吸附能力大小,而有机分子内的非极性分数可以作为定量描述非极性XDA型树脂对实验有机物的吸附能力的指标.

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1有机化工废水的污染现状和治理方法概述

1.1.1有机化工废水的分类

1.1.2难生物降解的高毒性有机废水的处理方法

1.1.3低毒性有机化工废水的处理方法

1.2树脂吸附法处理有机废水概述

1.2.1树脂吸附法的研究与应用

1.3水溶性的醇、醛、酮、羧酸等废水的处理现状

2实验部分

2.1实验内容与实验方法

2.1.1树脂预备实验

2.1.2静态吸附实验

2.1.3动态吸附实验

2.1.4低沸点有机物蒸馏回收实验

2.2有机物浓度的分析方法

2.2.1比重法

2.2.2化学需氧量(CODcr)测定法

2.3实验仪器与试剂

2.3.1主要仪器

2.3.2主要原料及试剂

3结果与讨论

3.1树脂筛选

3.2 XDA-1树脂对水溶性有机物的吸附

3.2.1静态吸附过程研究

3.2.2动态吸附过程的研究

3.3低沸点有机物的回收过程分析

3.3.1低浓度有机物溶液的蒸馏

3.3.2吸附浓缩有机物后的XDA-1湿树脂蒸馏

3.3.3吸附浓缩有机物的XDA-X湿树脂蒸馏

3.3.4树脂的吸附蒸馏一体化实验

3.3.5吸附蒸馏一体化的工艺条件分析

4树脂吸附作用机理初探

4.1疏水基团-亲水基团质量比与吸附能力之间的相关性

4.1.1树脂对醇类的吸附效果与其疏水亲水比之间的相关性

4.1.2树脂对其它有机物的吸附效果与其疏水-亲水比之间的相关性

4.2有机分子内非极性分数与树脂吸附能力之间的关系

5结论

参考文献

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