大孔吸附树脂法处理苯甲酸废水的研究

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  摘 要:研究了NKA-Ⅱ大孔吸附树脂对废水中苯甲酸的处理,通过静态吸附实验对这两种树脂进行筛选,选定NKA-Ⅱ的大孔吸附树脂处理苯甲酸废水并得到了良好的效果。
  关键词:吸附法;NKA-Ⅱ大孔吸附树脂;苯甲酸废水;浓度去除率;脱附
  随着科学技术的不断进步,我国经济迅猛发展,尤其是精细化工的飞速发展,为我国国民经济的腾飞作出了重要贡献。但该行业排放的大量的工业废水往往成分复杂、浓度高、毒性大、色泽深、难以生物降解,给环境带来严重的污染。这些工业废水治理问题早已成为国内外环保人士关注的重点。西方发达国家一些厂商先后向发展中国家投资建厂,以转嫁“三废”,再加上我国一些企业科学技术落后,造成资源浪费并且排放“三废”量大,严重污染了我国的生态环境。因此,治理有机废水并对其进行综合利用以达到变废为宝,已经成为我国的当务之急。
  苯甲酸又称安息香酸,可用作制药和染料的中间体,用于制取增塑剂和香料等,也作为钢铁设备的防锈剂,它及其钠盐也可作为乳胶、牙膏、果酱或其它食品的抑菌剂,它的排放给环境带来了污染,为了节约资源并且保护环境,必须将其废水进行处理。
  本次实验拟采用NKA-Ⅱ树脂对含苯甲酸废水进行处理,通过对NKA-Ⅱ大孔吸附树脂的筛选,从中选择一种合适的树脂处理含苯甲酸废水,进而达到回收苯甲酸和净化水质的目的,为废水中苯甲酸的处理开辟一个新的途径。
  利用静态和动态两种方法结合,得到选定树脂处理含苯甲酸废水的最佳工艺条件,如pH值、流速、脱附剂用量等,并检测该树脂对废水中苯甲酸的浓度去除率。
  1 实验部分
  1.1 实验仪器及试剂
  1.1.1 实验仪器
  SHA-C型数显水浴振荡器(江苏省金坛市城西晓阳仪器厂);752N紫外可见分光度计(上海精密科学仪器有限公司);FA/JA电子天平(上海精密科学仪器有限公司,平仪器厂制造);玻璃仪器气流烘干器(星火牌B型,郑州市上街区仪器厂);PHS-3C型酸度计(上海雷磁仪器厂);酸式滴定管;电热鼓风干燥箱(南京实验仪器厂)。
  1.1.2 试剂
  NKA-Ⅱ大孔吸附树脂(《远航》);苯甲酸(分析纯,天津市化学试剂三厂);氢氧化钠(分析纯,粒状,天津市北方天医化学试剂厂);蒸馏水(河北北方学院化学系)。
  表1列出了本研究中两种吸附树脂的孔结构
  表1 吸附树脂的孔结构
  1.2 废水来源
  用电子天平称取3.000g苯甲酸于烧杯中,加入1000mL蒸馏水置于电炉上加热使其溶解完全,冷却到室温将其转移到试剂瓶中,此模拟苯甲酸废水的浓度为3000mg/L。
  1.3 实验方法与步骤
  1.3.1 树脂的预处理
  称取一定重量的NKA-Ⅱ树脂放入到干净的小烧杯中并将其放入到电热恒温干燥箱中,将其温度调到80度,恒温干燥12个小时,放入干燥器中保存,冷却到室温时,取出称量,反复如上方法干燥,直至恒重。
  1.3.2 静态平衡吸附实验(树脂筛选)
  准确称取NKA-Ⅱ恒重干燥过的干树脂各1.000g分别置于500ml锥形瓶中,各加入100ml一定浓度的试液,置于电动振荡器上,恒温震荡一定时间,定时用1毫升吸量管分别吸取NKA-Ⅱ干树脂吸附后的试液,分别置于100ml容量瓶中,定容、摇匀。然后用紫外可见分光光度计在223nm处测定试样的吸光度,从而得出吸附后试液的浓度。
  1.3.3 废水pH值对树脂静态吸附效果的影响
  分别移取7份100ml的苯甲酸废水于锥形瓶中,用固态氢氧化钠和盐酸将原废水的PH分别调为1,2,3,4,5,6,将这6份调好PH值的溶液及原液(PH=2.78)在相同的条件下即废水浓度一定(3000mg/L),体积100ml,选用干燥恒重好的NKA-Ⅱ大孔吸附树脂1.000g,恒温下进行静态吸附直至平衡,用吸量管分别移取1ml上述吸附平衡的溶液分别于100ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度并摇匀,然后用紫外可见分光光度计在223nm处测定试样的吸光度,从而得出吸附后试液的浓度,做浓度c与pH的关系曲线,选择最佳pH值。
  1.3.4 吸附流速对树脂吸附性能的影响
  在相同条件下即废水浓度一定,pH值恒定,吸附温度恒定下以动态法测定树脂对废水中苯甲酸的吸附能力。使用50mL底部垫有棉花的干净的酸式滴定管,每柱装有10mL湿的NKA-Ⅱ大孔吸附树脂(1BV)作为吸附柱将其固定在铁架台上,将苯甲酸废水的pH调为2,分别以2,5,7,10BV/h的流量通过树脂床,取40,60,80,100,120,140,160,180,200ml流出液测定其吸光度,在标准曲线上查得苯甲酸浓度,做浓度c与流出体积的关系曲线,确定最合适的流速。
  2 结论
  对苯甲酸废水的处理,选用NKA-Ⅱ大孔吸附树脂进行吸附处理,效果较好,最佳吸附和脱附条件为:
  吸附:在室温下,pH值为2,流速为7BV/h.
  脱附:温度为室温,5%NaOH作脱附剂,流速为5~7BV/h,NaOH用量为6BV,静态吸附的浓度去除率为83.6%,动态吸附的浓度去除率为99.9%。
  参考文献:
  [1]张全兴,陈金龙,许昭仪,潘丙才,等.树脂吸附法处理有毒有机化工废水及其资源化研究[J].高分子通报,2005(4):116-121
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