【最新】分享树脂苯甲醇生产废水处理过程.docx

　　高吸附树脂交联孔 JX 101 对苯甲醇具有良好的吸附脱附性能,在固定床吸附过程,水无色、透明,苯甲醇含量减少到 25 mg·L 1,鳕鱼小于 100 毫克·L 1,去除率在 99%以上,出水水质达到国家排放标准最佳吸附工艺条件是:后的废水过滤柱吸附,吸附 BV·h - 1 流,3温度到室温,每批 13 BV 的能力最佳汽提工艺条件:剥离剂 2 BV 甲醇+ 3 BV 水,温度 30℃,剥离流 1.2 BV·h - 1苯甲醇剥离率为 100%,高浓度的甲醇剥离苯甲醇液体复苏用蒸馏的方法,溜出重复用于剥离剂,液体甲醇回收苯甲醇的纯度超过 85%,总回收率约为 75%过程简单、稳定、可靠的运行,不仅更高效的苯甲醇生产废水,治理和回收苯甲醇废水,成功实现环境效益和经济效益的统一,是一种有价值的技术开发和推广苯甲醇(又称苄醇、a 一羟基甲苯)是用途十分广泛的精细化工产品，它是极有用的定香剂，可直接用于配制香皂和日用化妆品，还用作食品添加剂、涂料溶剂、照相显影剂、聚氯乙稀稳定剂、合成树脂和纤维的助溶剂、维生素 B 注射液的溶剂等，亦可用来制取苄基酯或醚的中间体[1-2]]苯甲醇常规的生产方法是以氯苄为原料，在碱催化作用下加热水解而得，基本的化学反应为[1]在生产过程中会排放出大量废水，浓度高、毒性大，流失于其中的苯甲醇含量很高(通常大于 12000 mg·L -1)，废水中还含有大量无机盐(主要是 NaC1 和 Na2CO3)，可生化性极差， 一般难以直接进行生化处理。

化工废水因其成分复杂、浓度高、含盐量多、毒性大、难以生物降解等特点，一直以来都是国内外环保界公认的治理难题，苯甲醇废水是一种典型的、难以治理的化工废水，其治理方法目前为止国内外极少有报道自 20 世纪70 年代以来，随着高分子合成和吸附分离技术的不断发展，树脂吸附法处理废水的研究亦逐渐深入，由于其处理效率高、性能稳定、易实现资源化等优点，在化工废水的治理中日益受到重视[3]此外，无机盐的存在对树脂吸附废水中的有机物通常具有正效应[4]，因而生化处理中的不利因素对于树脂吸附却是有利的，这也更加凸显了树脂吸附法处理高含盐量有机废水的优势本文系统研究了树脂吸附法处理苯甲醇生产废水，考察了吸附一脱附的影响因素，并优化了工艺参数，废水经处理达到国家一级排放标准，且成功地回收了废水中的有用物质苯甲醇该技术方法的工艺过程如图 1 所示1 实验材料和方法1.1 废水来源及水质罗门哈斯树脂实验所用废水来自武汉某苯甲醇生产厂家，水量约 106 t·d-1，水质情况见表 11.2 实验材料BT01—100 蠕动泵，保定兰格恒流泵有限公司;THZ 一 82 恒温振荡器，江苏金坛市医疗器械厂;CS501 一 SP 超级数显恒温器，重庆四达实验仪器有限公司;TOC～5000 总有机碳测定仪， 日本岛津公司;Waters600 高效液相色谱仪，美国 Waters 公司;玻璃吸附柱(声 16x 320，带保温夹套)， 自制;大孔弱碱性吸附树脂 NDA 一 88、NDA 一 99 和超高交联大孔吸附树脂 JX 一 101，南大一戈德环保科技有限公司;甲醇(A.R)，南京化学试剂一厂。

1.3 实验方法　　(1)废水预处理原废水偏碱性，略浑浊，用 H2SO4 或 NaOH 调节 pH 至实验预定值，过滤后即为树脂吸附水样2)吸附树脂的筛选 实验前所有树脂用无水乙醇在索氏抽提器中回流洗涤 8 h 以上，而后于 60℃ 下烘干至恒重，置于干燥器中备用准确称取 3 种树脂各 1.0000 g 于 250 ml锥形瓶中，分别加入 100 ml 吸附水样，置于恒温振荡器中振摇 24 h(25℃ ，150 r·rai-1)，测定吸附平衡时废水的 COD 值，筛选出最佳吸附树脂3)pH 对树脂吸附的影响将废水样调节至 pH 一 3、5、7、9、II，用筛选出的树脂进行静态平衡吸附实验，测定废水吸附前后的 COD 值，考察 pH 对树脂吸附的影响，确定最佳pH 值4)固定床动态吸附一脱附实验 将预处理后的废水样以一定的流量通过装有 10 ml 树脂(湿体积，树脂粒径为 0.3～1.0 mm)的玻璃吸附柱，测定吸附流出液各个级分的苯甲醇含量，作出动态吸附曲线，考察吸附温度、吸附流量等因素对树脂吸附的影响，确定最佳吸附工艺条件;选择适宜的脱附剂，在一定温度下以预定流量通过树脂床层，对达到吸附终点的树脂进行解吸，考察脱附剂用量、脱附流量、脱附温度等因素对树脂脱附的影响，确定最佳脱附工艺条件。

5)吸附一脱附稳定性实验 在最优吸附脱附工艺条件下，连续进行若干批次吸附一脱附实验，测定吸附出水苯甲醇含量，计算苯甲醇脱附率，考察废水处理工艺的稳定性1.4 分析方法COD，重铬酸钾法[6]TOC，TOC-5000 总有机碳测定仪;苯甲醇、苯甲醛，高效液相色谱法，流动相为甲醇/水一 48/52，检测波长 254 nm 无、机盐，质量法[6]2 实验结果与讨论2.1 吸附树脂的筛选实验测得 NDA-88、NDA-99、JX-lOl 三种树脂静态吸附平衡时的 COD 吸附容量分别为793 mg·g-1、714 mg·g-1、859 mg·g-1苯甲醇在水中以分子形态存在，主要靠 van der Waals 力吸附到树脂上，比表面积是影响吸附量的最主要因素(3 种树脂的比表面积分别为 906、819、934m3·g-1)此外，JX-lOl 较 NDA-88 和 NDA-99 具有更多的微孔体积，这也会增强其吸附能力[7 ]因此，选择 JX-101 作为废水处理的吸附树脂是最适宜的2.2 pH 对树脂吸附的影响用 JX-JOJ 树脂进行静态平衡吸附实验，结果表明废水 pH 对树脂吸附去除 COD 影响不大，这是因为苯甲醇为非电解质，pH 值对其在废水中的存在形态没有影响，苯甲醇主要靠van der Waals 力吸附到树脂表面。

因而，原废水(pH 一 8.8)无需调节 pH，过滤后直接上柱吸附即可2.3 固定床动态吸附一脱附实验　　2.3.1 树脂吸附的影响因素(1)温度对树脂吸附的影响 吸附流量为 3 BV·h (BV—bed volume，下同)时不同温度下的吸附穿透曲线如图 2 所示由图 2 可知，温度降低时吸附效果略有提高，这是因为苯甲醇在 jx-101 上的吸附是放热的物理吸附过程[9]由于 10～40"C 范围内温度对废水处理效果影响并不大，考虑到经济简便，室温下吸附即可2)吸附流量对树脂吸附的影响 室温下，不同流量时的吸附穿透曲线如图 3 所示由图 3 可知，吸附流量越低苯甲醇去除效果越好，这是因为吸附流量低有利于吸附质分子的粒扩散和膜扩散，吸附更加充分[10] 从图中可以看到，2 BV ·h-1 和 3 BV ·h一 1 流量时吸附树脂均在 14 BV 左右穿透，而 4 BV ·h-1 流量时吸附树脂在 12 BV 左右即达穿透点，综合考虑处理效果、处理成本和水质稳定性等因素，选择吸附流量为 3 BV·h-1 是适宜的，相应的处理量为每批次 13 BV此时前 13 BV 出水苯甲醇平均浓度低于 25 mg·L-1，能够满足废水处理的要求。

2.3.2 树脂脱附的影响因素(1)脱附剂及用量对脱附的影响苯甲醇与甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等互溶[1-2]，考虑到甲醇成本相对较低，且易与苯甲醇分离，故选择甲醇为脱附剂在温度为 40℃ 、流量为 1 BV ·h-1 的条件下，用甲醇和水对树脂进行解析，不同脱附剂用量对应的苯甲醇脱附率见表 2由表 2 可知，甲醇用量为 1 BV 时脱附率偏低，无法保证树脂吸附能力完全恢复，而甲醇用量为 2 BV、3 BV 时脱附率均达到 100 因而，选用 2 BV 甲醇+3 BV 水进行脱附即可达到满意的效果2)脱附温度对脱附的影响 脱附剂为 2 BV 甲醇+3 BV 水、脱附流量为 1 BV ·h 的条件下，不同温度对应的苯甲醇脱附率见表 3由表 3 可知，温度高有利于脱附，因为脱附是吸附的逆过程，温度升高削弱了吸附作用力，还有利于吸附质分子自树脂表面至脱附剂中的扩散和溶解过程[10]从表中可以看到，20℃时脱附率偏低，30、40℃时脱附率均达到 100 ，故选择脱附温度为 30℃即可3)脱附流量对脱附的影响 脱附剂为 2 BV 甲醇+3 BV 水、温度为 30℃ 的条件下，不同脱附流量对应的苯甲醇脱附率见表 4。

由表 4 可知，流量降低时脱附率有所提高，因为流量低时苯甲醇的扩散和溶解过程长、脱附更加充分从表中可以看到，流量小于 1.2 BV ·h -1 时脱附率接近 100 ，考虑到脱附效果和吸附一脱附时间的均衡，选择脱附流量为 1.2 BV·h-12.3.3 吸附一脱附稳定性实验及出水水质分析在优化的工艺条件下连续进行若干批次吸附一脱附实验，结果见表 5　　由表 5 可知，出水苯甲醇含量低于 25 mg·L-1，脱附率接近 100 ，树脂吸附一脱附运行稳定可靠、树脂机械强度良好分析所有批次出水的平均水质，进、出水水质比较见表6，由表 6 可见，出水无色透明，COD、苯甲醇、苯甲醛的去除率均超过 99%，出水达到国家一级排放标准2.4 脱附液的资源化从 2.3.2 节中脱附实验可以看到，苯甲醇几乎全部集中在甲醇脱附液中,且高效液相色谱分析结果表明甲醇脱附液成分较为单一，这为苯甲醇的分离创造了条件采用蒸馏的方法分离回收苯甲醇，所设定的工艺条件为：甲醇脱附液先常压蒸馏脱溶苯甲醇和甲醇常压下的沸点分别为 205.3℃和 64.7℃[11]，溜出液甲醇重复用作脱附剂，为了提高分离效果，并防止苯甲醇高温下氧化变质，脱溶真空蒸馏(26 个 kPa,苯甲醇沸点为 145℃的压力[1],得到高纯度的苯甲醇。

通过高效液相色谱分析、苄醇纯度超过 85,大约 75 的总回收率,复苏的苯甲醇可以直接用作工业原料或进一步纯化此外,液体水洗脱苯甲醇含量很低,可以申请下一批水洗脱剂。