用丙烯酸大孔吸附树脂清除水溶液中有机物的方法

摘要

本发明涉及一种用丙烯酸大孔吸附树脂清除水溶液中有机物的方法，溶液中的有机物采用丙烯酸大孔吸附树脂吸附，能够有效地清除水溶液中的有机物且吸附容量高、去除率高、洗脱率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用丙烯酸大孔吸附树脂去除水溶液中有机物的方法，属水处理方法制造领域。

背景技术

随着工业的迅速发展和人们生活水平的日益提高，产生的工业废水和生活污水也越来越多，从而导致水体污染越来越严重。水质恶化的主要特点是水中溶解性有机物增加。天然水中有机物含量升高，给工业用水和民用生活用水带来很大危害，如何去除水中有机物已成了工业用水和自来水处理中亟待解决的问题。

天然水被污染后水中有机物很复杂，有天然有机物(包括腐殖质等)和人工合成有机物(化工排放)以及消毒副产物等，后两者大多数为有毒有机污染物，其中包括三致有机污染物，目前全世界在水中已检出2221种有机物，饮用水中就有765种，其中107种为三致物质(致癌致突变致畸变)。1974年美国发现饮用水中加氯后会产生氯仿等消毒副产物，而在水中致癌或可能致癌物质中氯仿是含量最高的物质，水源水中的腐殖质以及其他有机物构成可能转化为氯仿的母体，对人们健康影响很大。

天然水中有机物对工业生产的危害也很大。水中有机物在工业水处理中会造成水处理装置的瘫痪和用水设备的损坏，以致工业产品的报废。前者最具代表性的是对水处理中阴树脂的污染，导致阴树脂性能下降，出水水质变差，后者最典型的是对发电厂锅炉的危害，表现最突出的就是酸腐蚀问题损坏设备。

天然水体中有机物按其存在的形态分为悬浮态、胶态和溶解态三种，我们通常称的水中有机物是这三者之和。混凝、澄清、过滤是常规工业给水处理系统中最前面的处理设备，称之为水的预处理。在预处理阶段，有机物的去除主要依靠混凝澄清。在混凝澄清处理过程中COD的去除率约为20％～60％，去除率波动范围很大的主要原因是混凝、澄清对悬浮态及胶态有机物的去除率较高(最大可达80％～90％)，而对溶解态有机物的去除率很低，接近0。

去除水中溶解的有机物的方法目前有吸附法、氧化法、膜法三大类，目前在工业上广泛应用的是活性炭吸附法。

活性炭(主要是粒状活性炭)为代表的吸附处理工艺是目前工业上去除水中有机物的首选技术，因为其原料来源丰富，比表面积大，对农药及其他有机物的去除率较高。活性炭按形状分为粒状活性炭、粉状活性炭和活性炭纤维三种，目前水处理用的最广的是粒状活性炭过滤吸附。活性炭对水中有机物的去除率一般在20％～70％之间，这与水中有机物的种类、形态、分子尺寸有关。

活性炭吸附处理在工业上应用的最大问题是活性炭吸附容量有限、使用周期短、再生困难，目前在水处理中用于吸附水中有机物的粒状活性炭运行周期一般仅有儿个月，再加上至今仍没有满意的再生方法(失效后必须更换)，从而使活性炭吸附处理的经济性变差，费用很高。

以吸附为主要特征的大孔吸附树脂其主要特征大体与交换树脂相似，大多数以苯乙烯一二乙烯苯共聚物或甲基丙烯酸酯与适当非芳香族物交联而成，呈颗粒状，具有耐热、耐酸碱、耐氧化、耐渗透压、耐气流擦洗、不溶解于有机溶剂且具有不同的溶胀特性等性能。

含有大量孔隙的多孔吸附树脂，内部体系疏松、杂乱，取向无规则。自然光线折射杂乱，不能连续通过，因此，在内眼下外观呈乳白色。

虽然不同类型的树脂对不同体系中不同性质吸附质的吸附情况很不相同，但是，这些高分子材料在吸附过程中具有以下共同特点：树脂内含有直径在5～25nm的无数细孔，比表面积为100～1300m²/g，与活性炭接近，因此，能吸附大量有机污染物。被吸附的物质从接近颗粒表面的大孔逐步扩散到颗粒内部的细孔中，并吸附在细孔表面上。在孔径适宜的情况下。对于具有相同孔隙率的吸附剂，其吸附量一般随比表面积的增大而增大。

吸附现象涉及到树脂与被吸附有机物之间各种类型的范德华力的相互作用，如憎水键合作用、偶极--偶极作用、氢键等，这些对吸附起着极为重要的作用。一般而言，憎水、非极性分子或者分子中憎水、非极性部分易被憎水，非极性表面所吸附。反之，则易被亲水、极性表面所吸附。同理，吸附树脂在不同极性的溶剂里呈现出不同的吸附性能。

大孔吸附树脂优于活性炭的地方就在于它能反复再生，且再生条件要求不高。再生液—般采用NaoH和NaCl的混合溶液，树脂可重复使用，比活性炭经济性好。影响再生效果的因素主要有再生液的浓度、温度、流速及其用量等。国内对吸附树脂研究多是集中在苯乙烯系大孔吸附树脂，其不足之处：一是使用中会产生“中毒”现象，也就是说，在使用了一段时间后，会失去离子交换功能现象，这是由于苯乙烯与二乙烯基苯的共聚特性造成的；二是在共聚过程中，由于二乙烯基苯的自聚速率大于与苯乙烯共聚，因此在聚合初期，进入共聚物的二乙烯基苯单元比例较高，而聚合后期，二乙烯基苯单体已基本消耗完，反应主要为苯乙烯的自聚。结果，球状树脂内部的交联密度不同，外疏内密；三是在离子交换树脂使用中，体积较大的离子扩散进入树脂内部。而在再生时，由于外疏内密的结构，较大离子会卡在分子间隙中，不易与可移动离子发生交换，最终失去交换功能，造成树脂“中毒”现象，对有机物的吸附性差，特别是对大分子有机物腐殖酸和富里酸的吸附效果不明显。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种用丙烯酸大孔吸附树脂清除水溶液中有机物的方法。

设计方案：大孔吸附树脂(macroporous adsorbent resin)，是一种具有大孔网状立体结构的高聚物树脂。其结构随单体不同而异，孔隙率、比表面等取决于致孔剂及合成工艺。分为极性、中极性、弱极性和非极性几种。这类树脂具有非常大的比表面(一般≥200m²/g)，能从溶液中吸附大量的有机物。它的吸附性能(主要是物理吸附)与活性炭相比，具有再生容易及可反复使用等特点。大孔吸附树脂对分子吸附作用力较弱，只要改变体系的亲水及疏水平衡条件，就可引起吸附的增加或解吸。其主要用于污水处理，糖类脱色，抗菌素、维生素、酶、氨基酸、多肽的浓缩、精制及分离，还可用作色谱柱填料及催化剂的载体等。

大孔吸附树脂的特点是在树脂内部存在大量的毛细孔。无论树脂处于干态或湿态、收缩或溶胀时，这种毛细孔都不会消失。凝胶型离子交换树脂中的分子间隙为2～4nm，而大孔型树脂中的毛细孔直径可达几nm至几千nm。分子间隙为2nm的离子交换树脂的比表面积约为1m²/g，而20nm孔径的大孔型树脂的比表面积高达几千m²/g。若在大孔骨架上连接上交换功能基团，就成为大孔型离子交换树脂。本申请的丙烯酸大孔吸附树脂是在特殊工艺条件下合成的大孔高分子聚合物，由于其特殊的孔径和网状结构的骨架，本申请的丙烯酸大孔吸附树脂对水溶液及非水溶液中的有机物具有吸附容量高、去除率高、洗脱率高等优点。其技术方案：用丙烯酸大孔吸附树脂清除水溶液中有机物的方法，溶液中的有机物采用丙烯酸大孔吸附树脂吸附。

本申请与背景技术相比，一是本申请作为有机物清扫剂，可保护后面的阴离子交换树脂，在制水过程中，对有机物吸附具有周期制水量高、出水水质好、周期重复性好；二是由于其特殊的孔结构，对水体中的有机物吸附具有良好的可逆性，不仅吸附容量高、有机物去除率高、洗脱率高，而且具有周期制水量高和出水重复性好的特点；三是强度好，不会因长期使用而破碎，寿命长。

附图说明

图1是pH＝7时活性炭吸附等温线示意图。

图2是pH＝7时吸附树脂吸附等温线示意图。

图3是pH＝4时活性炭吸附等温线示意图。

图4是pH＝4时树脂吸附等温线示意图。

图5是两种pH条件下活性炭吸附容量对比图。

图6是两种pH条件下吸附树脂吸附容量对比图。

图7是pH＝4时两种吸附介质的吸附容量对比示意图。

图8是pH＝7时两种吸附介质的吸附容量对比示意图。

图9是丙烯酸系大孔吸附树脂与椰壳活性炭对上海市自来水中有机物吸附性能比较示意图。

图10是运行出水中氯化物含量对比图。

图11是吸附树脂柱进出水中有机物分子量分布情况示意图。

图12是活性炭柱进出水中有机物分子量分布情况示意图。

图13是第一周期活性碳和丙烯酸大孔吸附树脂运行出水COD变化曲线图。

图14是第二周期活性碳和丙烯酸大孔吸附树脂运行出水COD变化曲线图。

图15是第三周期活性碳和丙烯酸大孔吸附树脂运行出水COD变化曲线图。

图16是活性炭和丙烯酸大孔吸附树脂运行反洗出水COD_Mn及E₂₆₀变化曲线对比图。

图17是树脂再生及置换尾液COD_Mn变化曲线图。

具体实施方式

一、丙烯酸大孔吸附树脂理化性能和应用条件及性能

1、丙烯酸大孔吸附树脂理化性能指标：

 

指标名称指标外观乳白色骨架丙烯酸系出厂型式氯型含水量                   ％65～75体积全交换容量           mmol/ml≥0.8湿真密度                 g/ml1.03～1.10湿视密度                 g/ml0.65～0.72范围粒度                 ％(0.315～1.25mm)≥95均一系数≤1.60有效粒径                 mm0.400～0.700渗磨圆球率               ％≥90％比表面积                m²/g500～2000孔容                   ml/g≥0.65

2、使用参数：

 

参数数据适用pH范围0～14使用温度          ℃≤40树脂层高          m1.0～3.0设计反洗空间     ％50～100运行流速         m/h8～15

3、运行参考指标

 

指标名称参考值再生剂2％NaOH+4％NaCl再生剂用量m³/m³-R3.0～5.0再生流速m/h3～5再生接触时间       min40～60再生温度           ℃≤40置换流速           m/h3～5置换时间           min≥30置换水用量         BV1.5～2.0淋洗流速           m/h8～10淋洗时间           min10～20淋洗终点pH7～9运行流速           m/h8～15运行终点(出水COD达进水COD的百分率)≥80％

4、应用工艺流程，见附图。

二、外界运行条件对丙烯酸大孔吸附树脂去除水溶液中有机物的影响丙烯酸大孔吸附树脂对水中有机物去除规律：丙烯酸大孔吸附树脂作为一种特殊结构的高分子有机聚合物，其内部孔径基本一致，对水中有机物的去除性能也会随运行条件变化和水体中有机物种类不同而发生变化。在当运行流速、运行温度不同时，水中有机物同树脂的接触时间不同，这样有机物扩散速度和被吸附性也会不同。

1、运行流速的影响

在实际运行中，外界条件发生变化最大的就是运行流速，另外不同地区水源不同，有机物种类不同，每一个运行工况所设计的运行流速要根据水源中有机物种类不同和含量高低来设计运行流速。

不同运行流速的具体吸附试验：将同样体积的300ml经氢氧化钠充分再生的丙烯酸大孔吸附树脂分别装于四个交换柱(有机玻璃交换柱直径为25mm，树脂装载高度为81.5cm)中，四组试验分为A、B、C、D四组，进行平行试验，其中A、B组试验运行流速为10.2m/h，C、D组试验运行流速为20.4m/h。

本试验进水为自来水，自来水电导率为240-270μs/cm。试验过程中，每天分析树脂运行进出水的E₂₆₀(波长254nm紫外线分光光度计分析)、COD(锰法)二项指标。当出水的E₂₆₀达到进水E₂₆₀的80％时即为运行失效。

试验数据见下表1

表1  在不同运行流速下丙烯酸大孔吸附树脂出水指标数据

从上表1的数据来看，在上述水质条件下，不同的运行流速对出水水质影响不是很大。周期处理量有一定的差别，在试验运行过程中，流速快一倍的C、D组先失效(E₂₆₀已达到进水水质的80％)，而流速慢的A、B组此时还未失效，A、B组继续运行，从总周期处理量来看，A、B组和C、D组基本上一样。另外，从运行的树脂外观来看，当C、D组运行到失效时，流速快的交换柱吸附的有机物量明显要高很多，吸附有机物产生的墨绿色树脂层要约高一倍，而当A、B组运行到失效时，吸附有机物产生的墨绿色树脂层同C、D组差不多高。综合以上情况，可以得出，在上述水质条件下，在10～20m/h运行流速范围内，大孔吸附树脂对有机物吸附能力无很大的影响，只是运行周期长短发生变化，其作为一种有机物清扫剂，可适应于较宽运行流速的变化，更适合实际运行。

由表中的数据还可看出：水源中有机物含量越高，去除效果越明显。

2、丙烯酸大孔吸附树脂的再生性能试验

根据以前的试验结果，对于不同再生浓度试验选择20.4m/h的流速运行。具体再生试验：用不同浓度再生液(改变NaCl和NaOH浓度)再生试验。分六组试验，六组试验只有再生条件不同，其他运行情况都一样，六组试验的再生剂浓度如下：

①2％NaCl+1％NaOH  ②2％NaCl+2％NaOH  ③4％NaCl+1％NaOH

④4％NaCl+2％NaOH  ⑤6％NaCl+1％NaOH  ⑥6％NaCl+2％NaOH

具体试验：取300ml氯型丙烯酸大孔吸附树脂装于直径为2.5mm的有机玻璃交换柱中，分别用六组试验的再生剂浓度配比，再生剂用量为树脂体积的4倍，将树脂转型处理，置换淋洗至出水呈中性后投入运行，运行流速为20m/h。在运行失效后，再分别用不同配比的再生剂浓度洗脱，树脂可接着运行。本试验用自来水为进水，自来水电导率为240-270μs/cm。定时分析树脂进出水的E₂₆₀(波长254nm紫外线分光光度计分析)、COD(锰法)二项指标。当出水的E₂₆₀达到进水E₂₆₀的80％时即为运行失效。

(1)运行试验数据及吸附率、再生洗脱率数据见下表2。

表2  在不同再生浓度条件下丙烯酸大孔吸附树脂出水指标数据

在运行50天后，床层上面有一层污泥，并且整个树脂层都呈土黄色带绿色，而流出液的水质也表明树脂失效了，需要进行洗脱。从数据上看，流出液的E₂₆₀和COD两个指标也差不多，6种再生型态去除有机物的能力基本上无差别，接下去从洗脱能力方面来判断区别。再生液按上述的六种再生混合液分别再生，再生剂用量为树脂体积的六倍，同时用2BV的纯水进行置换，然后每2BV的洗脱液充分混合，检测洗脱液中的COD。具体数据见下表3。

表3  在不同再生液浓度条件下，丙烯酸大孔吸附树脂吸附率与洗脱率数据有机物吸附

进水总有机物，mgO₂      19200

                        ①    ②    ③    ④    ⑤    ⑥

树脂总吸附有机物，mgO₂  5832  5903  5928  5912  5936  5965

2BV洗脱液               497   620   976   1103  1019  1100

4BV洗脱液               613   713   2066  2570  2504  2612

6BV洗脱液               364   465   579   779   881   901

2BV置换液               338   423   485   568   593   634

树脂总洗脱有机物，mgO₂  1812  2221  4106  502049975247

有机物吸附率，％        30.38 30.74 30.88 30.79 30.92 31.07

有机物洗脱率，％        31.07 37.62 69.26 84.91 84.18 87.96

从这个周期洗脱数据来看，同时考虑到再生液成本，表明4％NaCl+2％NaOH混合再生液最合理。

(2)树脂再生后运行开始出水Cl^-、SO₄^2-浓度变化

检测在以下三种运行条件下出水Cl^-、SO₄^2-浓度和酸度对比。①自来水通过阳床出水；②自来水通过丙烯酸大孔吸附树脂出水；③自来水通过丙烯酸大孔吸附，再通过阳床出水；试验结果见表4。表4  三种运行条件下出水Cl^-、SO₄^2-浓度和酸度变化

从表4的数据看，水通过丙烯酸大孔吸附运行时，氯根和硫酸根的浓度会发生变化，但阴离子的总浓度基本上是一样的，也就是增加的氯离子摩尔浓度与减少的硫酸根浓度是对等的，因而，对后面阴树脂的周期制水量是不会有影响的。

从此部分的试验结果来看，丙烯酸大孔吸附树脂在水处理中用于作有机物清扫剂是完全可行的。

三、丙烯酸大孔吸附树脂和活性炭去除水中有机物对比试验

在工业水处理中，去除水中溶解的有机物的方法目前有吸附法、氧化法、膜法三大类，目前在工业上广泛应用的是活性炭吸附法。活性炭对水中有机物的去除率一般在20％～70％之间，丙烯酸大孔吸附树脂作为一种有机物清扫剂，要得出其实际使用效果，应与颗粒活性炭进行对比试验，通过对比试验数据，判断丙烯酸大孔吸附树脂作为一种有机物清扫剂的可行性。

1、丙烯酸大孔吸附树脂和活性炭去除水中有机物吸附等温线比较

试验方法：以自来水中有机物做试验样品，经软化并将其通过0.45μm滤膜滤除颗粒杂质后，在旋转蒸发仪上进行有机物浓缩，浓缩液调节PH后作为吸附试验的试验溶液。

在一系列具塞三角瓶中，加入不同量吸附剂，再放入一定量不同PH的试验溶液。室温下振荡24小时，达到吸附平衡后测试验溶液中剩余的有机物浓度，并按下式计算吸附剂的吸附容量：

自来水浓缩水样的UV₂₅₄为0.370。试验用活性炭为上海活性炭厂生产的果壳炭：

实验结果如图附图1～8。由上图可看出，丙烯酸大孔吸附树脂对水中有机物的吸附不同于活性炭，活性炭吸附是随水中有机物浓度上升吸附容量成比例上升，类似于富兰德里胥型吸附等温线，而丙烯酸大孔吸附树脂在高的平衡浓度时，吸附容量急剧上升，有多层吸附发生，类似于BET型吸附。

在pH7的中性条件下，低有机物平衡浓度时，活性炭和丙烯酸大孔吸附树脂吸附容量相近，高有机物平衡浓度时，丙烯酸大孔吸附树脂吸附容量明显大于活性炭。

介质pH对活性炭吸附容量影响较大，在低pH(pH＝4)介质中，活性炭吸附容量明显上升。对丙烯酸大孔吸附树脂，PH影响不显著。在高有机物浓度时，降低pH大孔吸附树脂吸附容量甚至有下降趋势。

2、丙烯酸大孔吸附树脂和活性炭对水中不同分子量有机物去除性能比较

试验方法：水中有机物分子量分布测定用超滤法。安装大孔吸附树脂吸附柱和活性炭吸附柱(Φ25，h1000)，以上海市自来水通过，测吸附柱的出水和自来水进水中有机物分子量分布，进行比较分析。实验数据列于表5～9及图11～12：

表5  试验前测得的自来水水样的有机物分子量分布情况

 

分子量区间大于5万5万～2万2万～1万1万～6千6千～4千4千～2千小于2千有机物的吸光度          0.0160.00900.010.0240.0150.033有机物含量％14.958.4109.3422.4214.0130.84

表6  进入大孔吸附树脂柱的自来水水样中有机物分子量分布情况

 

分子量区间大于5万5万～2万2万～1万1万～6千6千～4千4千～2千小于2千有机物的吸光度      0.0150.005000.0350.0030.044有机物含量％        14.704.900034.312.9443.13

表7  进入活性炭柱的自来水水样中有机物分子量分布情况

 

分子量区间大于5万5万～2万2万～1万1万～6千6千～4千4千～2千小于2千有机物的吸光度      0.0160.0040.0060.010.0360.0010.061有机物含量％        11.942.984.477.4626.860.7445.52

表8  大孔吸附树脂柱出水中有机物分布情况

 

分子量区间      大于5万5万～2万2万～1万1万～6千6千～4千4千～2千小于2千有机物的吸光度  00.0010.0070.0010.0120.0010.041有机物含量％    01.5811.111.5819.041.5865.07

表9  活性炭柱的出水有机物分布情况

 

分子量区间      大于5万5万～2万2万～1万1万～6千6千～4千4千～2千    小于2千有机物的吸光度  0.0050.0030.0020.0020.0040.0250.043有机物含量％    5.953.572.382.384.7629.7651.19

对表5～9的实验数据作图，从表5～9中可看出，自来水中有机物以小分子有机物占多数，分子量4000-6000及<2000的有机物占总数1/2-2/3，还有少量分子量大于五万的有机物(10-15％)，其他分子量有机物较少。

为了比较大孔吸附树脂和活性炭对水种不同分子量有机物吸附情况的差异，对上述试验数据进行整理后，列于表10：

表10  吸附树脂与活性炭去除水中有机物情况对比

 

总有机物    大于5万 5万～2万    2万～1万    1万～6千    6千～4千    4千～2千    小于2千   经树脂吸附后去除的有机物量       0.039     0.015     0.004      -0.007      -0.001     0.023     0.002     0.003经树脂吸附后有机物去除率％       38.24     14.71    3.92     -6.86     -0.98     22.55    1.96    2.94经活性炭吸附后去除的有机物量    0.05     0.011     0.001     0.004     0.008     0.032      -0.024     0.018经活性炭吸附后有机物去除率％     37.31    8.21    0.75    2.99    5.98     23.88      -17.91     13.43

由上述表中的数据，分析得出以下规律：

(1)大孔吸附树脂与活性炭对水中有机物的总去除率相当；

(2)对水中大分子有机物(为大于五万)吸附时，大孔吸附树脂好于活性炭；

(3)对进水中分子量4000-6000有机物吸附时，大孔吸附树脂和活性炭吸附率相当；

在对水中小分子量(特别是小于2千)的有机物进行吸附时，活性炭的吸附效果好于大孔吸附树脂；

(4)在大孔吸附树脂对水中有机物进行吸附时，在分子量6千至2万区间内的有机物量有稍许的增加，怀疑可能是树脂在运行过程中有溶出物所致。

3、丙烯酸大孔吸附树脂和活性炭对上海市自来水中有机物吸附的柱式运行试验

试验方法：取新的丙烯酸大孔吸附树脂、经失效后再生的丙烯酸大孔吸附树脂(称旧树脂)和活性炭(吸附能力一般)装柱，柱径2.5cm，装载高度1M，在10m/h流速下对上海市自来水中有机物进行吸附，测进出水中有机物浓度变化情况。

实验结果见图9。从以上试验结果中可看出：

(1)活性炭刚投入运行时对有机物去除率较高，达70％左右，高于吸附树脂。但两天之后便迅速上升到一个稳定状态。与吸附树脂相似。随着运行时间增加，活性炭吸附性能下降较快，而吸附树脂则较为稳定，这样，吸附树脂的运行周期明显高于活性炭。椰壳活性炭的运行周期为1个月左右。而，丙烯酸系大孔吸附树脂投运一个半月有机物去除率仍能维持在30％左右。从图上，可明显看出大孔吸附树脂对有机物的去除率始终高于椰壳活性炭。

(2)再生后的大孔吸附树脂吸附有机物的能力与新的大孔吸附树脂相同，也可以维持较长的运行周期，再生后吸附能力恢复较好。

(3)将树脂与活性炭联用，出水效果略好于仅用活性炭或用再生后的树脂的出水效果。

在本试验中定期对水样Cl^-、碱度、TOC进行测定，测定结果也列入表1中，从测定结果中可看出：出水TOC变化规律与UV254变化规律一致。出水中Cl^-变化(表11及图10)情况：新吸附树脂在投运初期出水中Cl^-会大幅升高，可能是因为新树脂出厂时冲洗不净所致。清洗彻底的再生后树脂及活性炭对水中Cl^-无影响，可见该吸附树脂交换水中阴离子的能力很弱。

表11  各吸附柱运行出水水样中氯离子含量(mg/L)

 

旧树脂+活性炭出水     新树脂柱出水旧树脂柱出水    活性炭柱出水    自来水(进水)      4月13号90.18278.3290.1889.1790.184月17号87.0686.9585.8385.7285.724月20号89.6289.6288.5189.0689.064月23号91.2991.8591.4091.4092.514月26号91.2993.6491.4093.6491.404月29号95.9695.9693.5292.6295.96

(3)出水碱度变化情况(表12)；表12运行出水中碱度测定结果(单位mol/L)

 

旧树脂+活性炭出水 新树脂柱出水        旧树脂柱出水    活性炭柱出水        自来水(进水)4月13号1.341.441.441.460.864月17号1.451.461.461.501.514月20号1.521.491.451.531.464月23号1.421.411.431.431.444月26号1.451.431.441.441.454月29号1.501.491.481.491.45

各吸附柱的进出水碱度基本没有变化，说明大孔吸附树脂正常运行时基本不交换OH^-。

4、丙烯酸大孔吸附树脂和活性炭在上海漕泾热电厂工业性运行对比试验

(1)活性碳和丙烯酸大孔吸附树脂出水COD对比曲线(进水COD为4.7～6.2mgO₂/L)见图1、图2、图3。

A、第一周期活性碳和丙烯酸大孔吸附树脂运行出水COD变化曲线见图13：

B、第二周期活性碳和丙烯酸大孔吸附树脂运行出水COD变化曲线见图14：

C、第三周期活性碳和丙烯酸大孔吸附树脂运行出水COD变化曲线见图15：

D、运行情况说明，从三个周期的运行变化曲线来看，丙烯酸大孔吸附树脂出水有机物含量明显低于活性碳，丙烯酸大孔吸附树脂经复苏，去除有机物性能基本恢复，说明丙烯酸大孔吸附树脂可代替活性碳去除水中有机物。

(2)活性炭和丙烯酸大孔吸附树脂去除水中有机物吸附量、吸附率、洗脱率的比较

活性炭和丙烯酸大孔吸附树脂对水中有机物去除情况见表13。

表13  活性炭和丙烯酸大孔吸附树脂对水中有机物吸附结果

从表中可见，在运行的第一个周期，活性炭与丙烯酸大孔吸附树脂的出水水质对比，运行开始时活性碳对有机物的吸附率要大些。但运行后期树脂对有机物的吸附率要大些。丙烯酸大孔吸附树脂可通过再生再次使用，第一周期洗脱率为63％左右。丙烯酸大孔吸附树脂的有机物去除率比活性炭提高了7％。从第一周期运行来看，丙烯酸大孔吸附树脂的出水水质是明显优于活性炭，这可消除因水中存在的有机物造成的不利影响。

在运行的第二周期和第三周期，由于活性碳只能进行反洗，活性碳使用效果恢复较差，丙烯酸大孔吸附树脂进行再生复苏后，使用性能基本能恢复。从第二周期运行数据看，丙烯酸大孔吸附树脂第二周期洗脱率为100％左右，丙烯酸大孔吸附树脂的有机物去除率比活性炭提高了7％。从第三周期运行数据看，丙烯酸大孔吸附树脂第三周期洗脱率为100％左右，丙烯酸大孔吸附树脂的有机物去除率比活性炭提高了10％。

(3)活性炭和丙烯酸大孔吸附树脂运行反洗出水COD_Mn及E₂₆₀见表14和图16.

表14  活性炭和丙烯酸大孔吸附树脂运行反洗出水COD_Mn及E₂₆₀对比数据

图：活性炭和丙烯酸大孔吸附树脂运行反洗出水COD_Mn及E₂₆₀变化曲线对比

活性碳和丙烯酸大孔吸附树脂反洗说明，从活性碳和丙烯酸大孔吸附树脂反洗出水的COD和E260来看，丙烯酸大孔吸附树脂反洗效果比活性碳要好。

(4)树脂再生及置换尾液COD_Mn、E₂₆₀及Cl^-。

树脂再生时，每0.5倍再生尾液流出，取一个点样，检测点样，流出尾液试验结果见表15及图。

表15  树脂再生及置换尾液COD_Mn、E₂₆₀及Cl^-数据

 

取样点尾液COD_Mn，ppmE260(稀释100倍)尾液Cl^-，ppm再生：0.5BV3.3060.04178.201.0BV507.410.4364401.5BV1801.552.30010652.0BV2958.504.0012782.5BV6512.04.0096743.0BV2710.64.00210343.5BV1181.82.763231964.0BV801.61.73524673置换：0.5BV509.901.265252051.0BV419.800.968259151.5BV148.750.355134902.0BV24.790.13624852.5BV6.610.0337103.0BV5.020.0153553.5BV3.910.0133054.0BV2.680.007276

图  树脂再生及置换尾液COD_Mn变化曲线

(5)试验结果综合分析

从试验结果综合考虑，丙烯酸大孔吸附树脂相比活性炭有很大的优势。

首先，丙烯酸大孔吸附树脂出水COD明显比活性炭好，丙烯酸大孔吸附树脂对有机物去除率比活性碳高7％。而活性炭在开始吸附有机物还可以，经反洗再次投入使用时，已无吸附作用，只起过滤作用。

其次，丙烯酸大孔吸附树脂可再生循环使用。

第三，由于丙烯酸大孔吸附树脂的特殊结构，可长期使用，寿命长。

需要理解到的是：上述实施例虽对本发明作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。