有机化工废水处理对树脂吸附法的应用

有机化工废水处理对树脂吸附法的应用摘要：针对化工业排放的废水存在的成分比较复杂、毒性大、生物难以降解等诸多问题，本文主要论述了树脂的吸附原理、在有机化工废水处理中的应用及其在有机化工废水处理的发展方向。关键字：废水处理；有机化工；树脂吸附法引言：我国的一些企业由于生产工艺相对落后、设备比较陈旧、管理不力等因素，存在着生产废物量比较大，对与生态环境污染比较严重的现象。这些有毒的工业废水，任意排放除去对于生态环境会造成很大的危害，如果采用传统的氧化、生化等处理方式，会浪费大量的化工原料，处理的成本比较高，耗能比较大。因此，树脂吸附法处理工业废水成为工业企业的首选，这种废水处理方式成本比较低、效果比较好。一、树脂吸附原理大孔树脂的吸附性能与活性炭比较相似，属于不含离子交换基团的高分子吸附剂，交联网状结构是其内部构造的主要特征，其较强的筛选功能源自树脂具有优良的孔结构和巨大的比表面积。可以把大孔树脂按照其表面性质分为非极性、中极性、极性三类。非极性大孔树脂吸附溶液中的有机物时主要靠物理作用，对于水溶性较小的有机物有着比较强的吸附力，对水溶性较大有机物的吸附能力则比较弱；中极性吸附树脂的表面含有疏水和亲水的因子，该类型吸附树脂中含有酯基，可以把极性溶液中的非极性物质吸附出来，也可以把非极性溶液中的极性物质吸附出来；含有酰胺基、氰基、酚羟基等极性功能基团的树脂就是极性树脂，该类树脂吸附极性物质的方式就是通过静电的相互作用进行吸附。大孔吸附树脂应用于工业废水处理是从是上世纪70年代开始的，其原理就是在引发剂和致孔剂的作用下，单烯和双烯单体产生悬浮共聚。该类树脂的吸附性与活性炭比较相似，但是与活性炭相比存在着一定的优势，例如机械强度好、容易脱附再生等，尤其是在酚废水的处理应用中，有着比较良好的吸附效果。二、树脂吸附处理工业废水的应用1.树脂吸附处理工业废水的方式。目前，国内外商品化的大孔吸附树脂在实际的应用过程中还存在着一些不足和问题，这些问题影响着吸附树脂在工业废水中的功能发挥。改善树脂的吸附性能可以通过傅氏交联反应，实现成孔结构和极性大小的调节，以提高吸附性树脂的比表面积、高吸附容量等，提高交联吸附树脂的吸附择性和脱附能力，同时降低了废水处理的生产成本和操作费用。改善后的超高交联吸附性树脂，其孔结构比较均匀，具有一定的亲水性，可以减少一些预处理的步骤，提高吸附的容量，而且其机械强度比较好，使用寿命比较强，可以应用的领域比较广泛。在工业废水的处理过程中，针对不同种类的废水应该采取不同的吸附树脂。首先，应该对于不同的废水采用现代化手段，例如高效液相色谱等，进行定性、定量的分析，测出工业废水到的成分、含量、浓度，然后选择适合的方式进行树脂吸附。选用适中孔径、狭窄孔分布、较高机械强度和较高比表面积的超高交联吸附树脂，可以提高树脂的吸附-脱附能力，增强树脂的使用寿命。如果工业废水属于极性有机溶质，可以通过调节树脂极性的大小来使吸附剂与溶剂分子之间产生氢键反应，提高树脂的吸附选择性的工艺效率。在实际的工业废水处理过程中，树脂吸附剂与有机溶剂产生了范德华引力，就是吸附树脂在吸附工业废水的时候需要借助定向力、诱导力、色散力以及氢键力实现清除有毒物质的目的，有机溶质中的分子被吸附在吸附剂的表面。2.工业废水的处理工艺流程。工业废水的净化机制就是吸附剂的比表面积越高，吸附量就会越大，吸附分子的化学反应下雨溶剂分子形成氢键的时候，其吸附性得到了很大的提高，溶质分子与水溶液的分离就更加迅速和简洁，有利于工业废水的净化。工业有机废水等被吸附的溶质可以选用适合的方式进行完全洗脱，吸附树脂也可以循环利用，例如，一般选用稀碱作酸性溶质的脱附剂，选用稀酸最为碱性溶质的脱附剂，选用有机溶剂作为脂溶性溶质的脱附剂。经过实践发现，一般情况下，可以对高浓度脱附液进行回收加工，对低浓度的脱附液可以进行循环利用，这样，可以提高污染物的资源化，实现综合利用。经过树脂吸附处理过后达到标准的工业废水可以直接排放，有一些无法达到排放标准的工业废水需要经过深度处理才能排放，经过处理后的工业废水可以作洗涤等循环使用。对于一些工业废水，例如含有苯系、萘系及蒽醌系的有机污染水，在进行树脂吸附处理之前，还需要做一些预处理，例如调节PH值、过滤等措施，然后使用大孔树脂固定床吸附处理这些经过预处理的溶液，经过吸附处理的溶液，一般都会达到排放标准，有达不到排放标准的可以进行微调PH值或者再次深度处理就可以达到排放标准。对有机废水进行脱附的情况是，是树脂达到了吸附穿透点。在脱附过程中，如果脱附液的浓度比较低，还可以作次脱附剂在下一批的时候继续使用，对于浓度比较高的脱附液，可以进行回收加工利用。对于吸附工艺技术，有一些工业企业在传统固定吸附工艺的基础上，加以改进，研制了三柱连续使用工艺床，即是双柱串联吸附、单柱逆向脱附，这种改进更加适用树脂吸附处理工业废水。利用树脂吸附工艺及设备处理有机工业废水需要注意的是，应该明确的了解每一股废水的吸附和脱附的工艺参数，确定合适的洗脱剂种类及剂量等。对于资源的回收和综合利用工艺，应该根据有机物的性质以及不同的处理工艺，有针对性的探索和开发不同的回收利用方法，提高有机化工废水中的各种化工原料或产品的再次利用率。工业废水吸附处理的工艺流程如下图：图工业废水吸附处理工艺流程3.举例分析废水的处理和资源化。例如，1）含有硝基甲苯酚的废水处理，采用树脂吸附法去除工业废水中硝基甲苯酚可以达到99%的去除率，用稀见脱附树脂的脱附率为95%，经过再生后的树脂，其脱附、吸附性依旧比较稳定。可以从每吨废水中回收5kg硝基甲苯酚。2）2,3-酸生产废水处理，2,3-酸生产废水含有2-萘酚及2,3-酸，水质呈黄色，经过树脂的吸附处理后可以呈现无色透明状，经过中和就可以达到排放标准。利用树脂吸附法不仅可以使2,3-酸废水达到排放标准，也还可以从废水中回收2-萘酚及产品2,3-酸等化工原料，其回收价值可以抵偿废水处理的操作费用。3）多菌灵和邻苯二胺的工业废水处理，洗脱剂选用稀盐酸，经过树脂的吸附处理，工业废水中的邻苯二胺的去除率可以达到95%，回收的邻苯二胺盐酸盐可以用于再次生产。4）苯乙酸生产废水处理，利用树脂吸附处理苯乙酸生产废水，苯甲醇和苯乙酸的去除率可以达到99%，总有机碳的去除率可以达到94%，可以从每吨废水中回收苯乙酸317kg，其回收利用价值可以抵偿废水处理的操作成本，并且略有盈余。三、发展方向树脂吸附法具有一定可靠的理论基础及实践应用，适用于大范围的有机化工废水的处理；其工艺可以有效地回收废水中的有机物质，且运行费用不高。在工业废水处理过程中，具有高吸附容量、优良孔结构和高机械强度的超高交联吸附树脂的开发利用，可以有效的实现毒有机化工废水的治理与资源化，并且回收的处理资源能够抵偿处理废水污染的操作成本，有利于生态环境的保护和化学工业的可持续发展。树脂吸附法处理有机化工废水技术的发展方向是扩大应用范围，提高树脂的强度和耐用性，简化工艺流程及改进吸附设备，以便树脂吸附法得到普遍应用。参考文献：[1]刘国超.酚酸类混合物在离子交换树脂上的共吸附行为研究[D].广西大学,2012.[2]贾晓伟.吸附和氧化相结合处理工业废水的新方法[D].河北师范大学,2012.[3]孟庆龙.高浓度难降解有机化工废水处理[J].中国石油和化工标准与质量,2014,09:26-35.