王嘯宇 何愛曉 崔楊 楊宇 張震 王海文

摘 ?要：采用D301型陰離子交換樹脂處理工業(yè)含酚廢水，考察了廢水的pH值、廢水的進(jìn)料量等因素對(duì)酚類物質(zhì)去除率的影響。結(jié)果表明利用D301型陰離子交換樹脂處理含酚廢水的優(yōu)勢特別明顯，具有很好的處理效果。對(duì)于廢水中BPA及BF濃度為50 ppm的高鹽含酚廢水，在pH=3、進(jìn)料量30ml/min的條件下具有很好的吸附效果。BPA的去除率達(dá)到100%，BF的去除率達(dá)到97.8%。最終出水不含BPA，苯酚含量為0.7ppm.

關(guān)鍵詞：含酚廢水;陰離子交換樹脂;BPA;BF

引言

隨著化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，酚類物質(zhì)作為化工原料的應(yīng)用日益廣泛，同時(shí)也是許多工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物，因此含酚廢水的來源十分廣泛。而酚類物質(zhì)為原質(zhì)性毒物，它可以通過與人體皮膚粘膜的接觸、吸收和經(jīng)口服而侵入人體內(nèi)部，從而對(duì)人體健康造成危害。大部分酚類物質(zhì)都有致畸、致突變作用，水中含酚大于10ppm，魚類等水生生物不能生存。含酚量高于100 ppm的水灌溉，必將導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)和枯死[1]。因此工業(yè)含酚廢水無論是排放進(jìn)入水體、回收利用灌溉農(nóng)田，都必須進(jìn)行處理。

目前工業(yè)含酚廢水的物理化學(xué)處理方法復(fù)雜多樣，主要有化學(xué)氧化法[2]、焚燒法 [3]、吸附法[4]、生化法[5]、溶劑萃取法[6]等處理含酚廢水。本文采用D301型陰離子交換樹脂吸附的方法在酸性條件下處理工業(yè)高鹽含酚有機(jī)廢水，去除其中的酚類物質(zhì)達(dá)到電解用水的要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)水樣及材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)水樣及電解用水指標(biāo)

聚碳酸酯生產(chǎn)裝置樹脂合成工序生產(chǎn)的廢水，其廢水各項(xiàng)指標(biāo)如下表1所示：

本實(shí)驗(yàn)利用BPA、BF、氫氧化鈉模擬配制含酚廢水，控制其pH在12左右，苯酚及雙酚A的含量為50 ppm左右。

氯堿廠一次電解用水指標(biāo)要求如下表2所示：

1.1.2 實(shí)驗(yàn)材料

D301型陰離子交換樹脂：上海勁凱樹脂有限公司生產(chǎn)、蒸餾水、氫氧化鈉分析純、BPA 分析純、BF分析純、98%濃硫酸、甲醇色譜純、工業(yè)用鹽90%。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

戴安液相色譜儀：配有P680 Summit HPLC泵，Summit HPLC UVD340檢測器、賽多利斯分析天平：pHS-3C精密pH計(jì)：上海精密儀器制造廠生產(chǎn)、攪拌器、中壓恒流泵、布氏漏斗。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

配制一定濃度的含酚廢水，調(diào)節(jié)不同的pH值，將其按照一定流量通入離子交換樹脂柱，調(diào)節(jié)廢水進(jìn)入量，改變廢水在離子交換樹脂柱中停留時(shí)間。利用液相色譜儀測定從樹脂柱流出廢水的酚含量，停留時(shí)間為5min時(shí)含酚廢水中無雙酚A殘留，而苯酚的含量為0.7ppm左右，達(dá)到滿足電解用水的要求。

1.4分析方法

利用液相色譜法分離苯酚、雙酚A，用紫外檢測器檢測，外標(biāo)法定量分析其含量。

色譜條件：液相色譜儀：德國戴安液相色譜儀;分離柱：ZORBAX SB-C18 4.6×250mm，5μm（安捷倫公司）;流動(dòng)相：甲醇：水=60：40;流速為1.0mL/min;進(jìn)樣：用六通進(jìn)樣閥進(jìn)樣20μL;柱溫箱：35℃;檢測波長278nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 離子交換樹脂吸附影響因素實(shí)驗(yàn)

1）含酚廢水的pH值對(duì)離子交換樹脂吸附作用的影響

配制含有雙酚A、苯酚廢水水樣，控制其pH在12～13之間，用98%的濃硫酸調(diào)節(jié)含酚廢水的pH分別為1、3、5、7、9，廢水水樣的進(jìn)料量為30ml/min;考察D301型離子交換樹脂對(duì)雙酚A去除率的影響。

圖1表明，當(dāng)水樣的pH在3～5之間時(shí)，雙酚A的去除效果最好，達(dá)到100%，而水樣的pH在1～3之間時(shí)，苯酚的去除效果最好，達(dá)到97.8%以上。因此當(dāng)溶液的pH越小，有利于弱堿性離子交換樹脂的水解電離，容易與廢水中的酸性分子（酚類物質(zhì)為弱酸性）結(jié)合，達(dá)到吸附凈化廢水中酚類物質(zhì)的目的。

2）含酚廢水的進(jìn)料量對(duì)離子交換樹脂吸附作用的影響

配制含有雙酚A、苯酚廢水水樣，控制其pH在12～13之間，用98%的濃硫酸調(diào)節(jié)含酚廢水的pH在3左右，控制廢水水樣的進(jìn)料量為10ml/min、20 ml/min、30 ml/min、40 ml/min、50 ml/min;考察D301型離子交換樹脂對(duì)雙酚A去除率的影響。

圖2表明，當(dāng)水樣的進(jìn)水量在10～50 ml/min之間時(shí)，雙酚A的去除效果最好，達(dá)到100%，而水樣的進(jìn)水量在10～30 ml/min之間時(shí)，苯酚的去除效果最好，達(dá)到97.8%以上。因此當(dāng)廢水的進(jìn)樣量越小，離子交換樹脂的吸附時(shí)間越長，有利于吸附水中的酚類物質(zhì)。

3 結(jié)論

1）處理高鹽堿性含酚廢水的最佳條件為：調(diào)節(jié)其pH=3、廢水進(jìn)料量為30ml/min，停留時(shí)間為5min，廢水中酚類物質(zhì)的去除效果最佳。

2）在酸性條件下有利于弱堿性陰離子交換樹脂的分解電離，容易與廢水中的酸性分子（酚類物質(zhì)為弱酸性）結(jié)合，達(dá)到吸附凈化廢水中酚類物質(zhì)的目的。同時(shí)離子交換吸附時(shí)間越長越有利于酚類物質(zhì)的吸附。

參考文獻(xiàn)

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