树脂吸附法处理硝基苯生产废水的研究_李广伟

第24卷第3期吉林化工学院学报Vol.24No.32007年6月JOURNALOFJILININSTITUTEOFCHEMICALTECHNOLOGYJun.2007收稿日期:2007-06-25作者简介:李广伟(1985-),男,青海湟中人,吉林化工学院2003级学生,主要从事环境科学方面的研究.文章编号:1007-2853(2007)03-0007-04树脂吸附法处理硝基苯生产废水的研究李广伟,王建刚(吉林化工学院环境与生物工程学院,吉林吉林132022)摘要:通过静态吸附实验,研究了H-103、HZ-816、JX-101、HZ-818、HZ-803树脂对水溶液中硝基苯的吸附行为及热力学性质,并结合动态实验建立了用HZ-816树脂处理硝基苯废水的最佳工艺条件.废水处理后硝基苯浓度由1800mg·L-1降至2.5mg·L-1以下.该处理工艺投资少、操作简便、处理效果好,可望实现工业化.关键词:硝基苯废水;树脂;吸附;脱附中图分类号:X703文献标识码:A硝基苯(Nitrobenzene)主要用于生产苯胺,并广泛应用于染料、医药等工业,亦可用作工业用溶剂.硝基苯有剧毒,被人体皮肤吸收或从呼吸道吸入其蒸气后,会引起中毒或致死[1～3].含有硝基苯的废水若直接排放,将会严重污染水体.因此,严格控制废水中硝基苯的含量有重要意义.文献报道用树脂吸附法处理高浓度有机废水取得了良好效果[4～8],但至今未见采用树脂吸附法处理硝基苯废水的报道.本文对5种国产大孔吸附树脂进行了筛选实验,发现HZ-816树脂对硝基苯有良好的吸附解析性能,通过对树脂最佳吸附和脱附工艺条件的研究,确定了硝基苯废水处理工艺条件,硝基苯类化合物去除率>99%,取得了满意效果.1实验部分1.1实验仪器及试剂LC-10AD高效液相色谱仪(日本岛津公司);THZ-82A水浴恒温振荡器(哈尔滨市东明医疗仪器厂);PHS-3C数显酸度计(上海宇隆电子仪器有限公司);3.2×100cm吸附柱.甲醇(色谱纯);乙醇(95%);醋酸(36%);丙酮(分析纯);硝基苯(分析纯).H-103(南开化工厂);JX-101(江苏丹阳金象化工厂);HZ-816,HZ-818,HZ-803(华东理工大学华震公司).1.2实验方法1.2.1树脂预处理将5种湿树脂用95%的乙醇浸泡4h,以去除残留在树脂孔道中的致孔剂及其它杂质.然后用蒸馏水浸泡并反复冲洗至无醇味后放入烘干箱中,在1000℃温度下干燥至恒重,至于广口瓶中备用.1.2.2静态吸附动力学实验准确称取1.2.1中干树脂各1.000g,分别加入200mL已知浓度的硝基苯溶液.在250℃条件下振荡11h.振荡过程中在不同时间段取样,测定硝基苯的浓度.根据平衡数据绘制吸附曲线,确定树脂吸附量和吸附时间.1.2.3静态吸附热力学实验准确称取5份JX-101干树脂各0.5g,分别加入100mL5种不同浓度的硝基苯溶液.分别在250℃、350℃和450℃条件下振荡8h,测定硝基苯的平衡浓度.另外4种树脂试验步骤同JX-101树脂.1.2.4静态吸附与脱附实验准确称取H-103和HZ-816干树脂各1.000g,分别加入200mL相同浓度的硝基苯溶液,使其在250℃条件下达到吸附平衡.在吸附已达饱和的树脂中加入200mL乙醇溶液,使其在450℃条件下达到脱附平衡.分别用甲醇和丙酮溶液重复脱附过程.1.2.5动态吸附与脱附实验分别取1.2.1中H-103、HZ-816和JX-101树DOI:10.16039/j.cnki.cn22-1249.2007.03.003脂若干,用少量乙醇浸泡并用蒸馏水冲洗至无醇味.取上述湿树脂各15mL,装入15×500mm的吸附柱中,控制废水流速为6BV/h,进行动态吸附试验.选用直径为3.2cm的吸附柱,吸附柱定量装填1000mL经过预处理的Hz-816湿树脂,硝基苯生产废水在一定流速和温度条件下通过树脂床进行吸附,分别定时对吸附出水取样分析,做树脂动态吸附曲线,考察吸附流量等操作条件对树脂吸附效果的影响情况,确定最佳的吸附运行参数.2实验结果及讨论2.1静态吸附动力学实验结果由实验测定硝基苯吸附量随时间的变化,得到静态吸附动力学曲线,见图1.从图中可以看出Hz-816,Hz-818树脂和H-103树脂的平衡时间都比较短,说明它们的吸附过程比较快,硝基苯吸附量H-103最大,Hz-816,JX-101次之.图15种树脂的静态吸附动力学曲线2.2静态吸附与脱附实验结果选取吸附量大、吸附速度快的Hz-816树脂和H-103树脂进行静态吸附脱附实验.从表1中可以看出:Hz-816树脂和H-103树脂的吸附效果都很好,但H-103树脂的吸附率要比Hz-816树脂的吸附率大一些.3种脱附剂的脱附效果依次为是:丙酮>甲醇>乙醇.虽然丙酮