水杨酰胺在新型树脂上的吸附特性及其工业废水处理与资源化工艺设计和工程示范

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水杨酰胺作为重要的医药中间体而广泛生产和使用。本论文优选弱碱离子交换树脂ND900、胺基修饰超高交联吸附树脂NDA88和氧修饰超高交联吸附树脂NDA150,研究其对水杨酰胺的吸附特性及吸附机制,在此基础上指导水杨酰胺工业废水吸附处理与资源回收工艺操控参数的优化设计。  静态平衡吸附结果表明,水杨酰胺在pH为4的条件下吸附效果最佳,吸附等温线用Freundlich方程可进行较好的拟合。NDA150和NDA88两种树脂因具有较大的比表面积和孔体积,对水杨酰胺表现出较强的吸附能力,而ND900因比表面积和孔体积较小,相比前两者吸附容量最小。  吸附热力学研究结果表明,NAD150、NAD88两种树脂对水杨酰胺的吸附自由能值均为负值,这表明树脂对水杨酰胺的吸附过程是自发进行的;吸附焓变值均为负值,表明树脂吸附水杨酰胺是放热过程,提高温度不利于水杨酰胺的吸附;吸附熵变均为正值,主要与水杨酰胺的吸附与水分子的解吸有关。  吸附动力学研究结果表明,Lagergren二级动力学方程对水杨酰胺的静态吸附动力学过程拟合的相关性很好。NDA150的吸附速率大于NDA88,NDA150的平衡吸附量大于NDA88。  动态吸附实验结果表明,树脂吸附法处理水杨酰胺生产废水的最佳操控条件如下:原水pH为4,吸附温度为常温,吸附流量为2BV/h,处理量为60BV/批;脱附剂为1BV8%NaOH+3BVH2O+0.5BV4% H2SO4,脱附温度为323K,脱附流速为1BV/h。水杨酰胺去除率大于99%,COD的去除率大于97%,达到接管要求。  采用上述工艺,完成了镇江高鹏药业公司400t/d水杨酰胺生产废水处理与资源化设计方案,建立了工程示范并投入正常运行。工程总投资约为558万元,运行成本约为12.8元/吨废水,资源回收效益约为15.5元/吨废水,体现出突出的环境效益和经济效益。
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