大孔吸附树脂处理含磺胺废水.doc

大孔吸附树脂处理含磺胺废水杨晓君（华南师范大学化学与环境学院，广州 510631）摘要：针对磺胺生产废水的工艺过程特点，利用大孔吸附树脂处理含磺胺废水。实验表明，DRH III 树脂对磺胺具有良好的吸附解吸效果。原废水中磺胺浓度约为17.2g/L，COD约为13750mg/L，经树脂吸附处理后，废水中COD去除率约86%，磺胺的吸附率88.2%，树脂的解吸率为97.5%，磺胺的回收率约86.0%，其纯度达99.8%。在废水有效处理的同时实现了废物资源化，具有良好的环境效益和较高的经济效益。关键词：大孔吸附树脂 磺胺生产废水 废水处理Abstract: In this paper, the resin adsorption process for treating sulfanilamide intermediate wastewater was studied. Macroporous resin was used to treat wastewater resulting from manufacturing sulfanilamide (SN). The results showed that this method was suitable for removal of chemical oxygen demands (COD). About 86% COD removal was obtained under the optimum adsorption conditions. About 86.0% sulfanilamide was recovered from wastewater for possible recycling to the manufacturing process and the recovered SNs purity reached 99.8%.The adsorption capacity of resin remained constant during the repetition process of adsorption and desorption. This method not only eliminates the environmental pollution but also obtain distinct economic benefit.Key words: Macroporous resin，Sulfanilamidea wastewater，Wastewater treatment吸附树脂就是树脂吸附剂，是在离子交换树脂的基础上发展起来的。随着大孔离子交换树脂的发展，大孔吸附树脂应运而生。吸附树脂是一种不含离子交换基团的高交联度体型高分子珠粒，其内部拥有许多分子水平的孔道，提供扩散通道和吸附场所参考文献1 沈钟，赵振国，王果庭编著. 胶体与表面化学（第三版）. 北京：化学工业出版社，2004。特别是新型大孔吸附树脂的问世，使其在农药、医药、化工和有机废水处理等方面获得极有价值的应用。磺胺（SN）和磺胺脒（SG）属于磺胺类药物，主要治疗由多种细菌感染引起的疾病，在治疗细菌感染性疾病中有着广泛应用2 中华人民共和国卫生部药典委员会, 中华人民共和国药典及药典注释 M. 北京：化学工业出版社, 1990。磺胺类药物属于难降解的有机物，所以含磺胺类药物的废水不易进行生化处理，排入环境会对环境带来严重污染。我国多家制药厂和化工厂生产磺胺脒和磺胺，由于缺乏经济有效的处理方法, 其排放的废水中都含有大量的磺胺,COD值和含盐量远远超过国家废水排放标准。不仅严重污染生态环境，危害人体健康, 而且造成资源流失和浪费，影响到企业的可持续发展。大孔树脂吸附法是成功应用于有机工业废水治理的资源化技术，废水在得到有效治理的同时并可以回收有用物质3 龙超，张泉兴，许昭怡等.树脂吸附法处理高浓度DSD酸氧化工序生产废水的研究. 离子交换与吸附，2002，18（1）：45504 徐莉，马洪涛，邓国才等.大孔树脂吸附法处理模拟邻苯二酚生产废水的研究. 离子交换与吸附，2000，16（1）：6671。但国内很少有用大孔吸附树脂处理含磺胺废水的报道，针对该废水生产特点，采用河北科技大学开发的对含芳伯氨基的有机物有特殊选择性的 DRH III 型大孔吸附树脂，对某化工厂磺胺（SN）生产废水进行的吸附解吸一系列条件试验，总结在最佳工艺条件下，治理含磺胺类废水的效果。1 吸附树脂的特点与制备1. 1特点吸附树脂和通常的吸附剂的吸附作用相似，但又有所不同，它的特点是易再生，可反复使用。而不同之处在于，吸附树脂的化学结构和物理结构可以较容易地人为控制，根据不同需要可合成出结构和性能不同的树脂5 沈钟，赵振国，王果庭编著. 胶体与表面化学（第三版）. 北京：化学工业出版社，2004。因此，它的品种多，应用范围广。1. 2制备原理在单体聚合时（有引发剂存在）要添加致孔剂，在聚合物小球骨架固定后再用蒸馏或溶剂提取等方法把致孔剂抽走，即留下多孔结构，得到表面积很大的多孔性海绵状物质吸附树脂6 沈钟，赵振国，王果庭编著. 胶体与表面化学（第三版）. 北京：化学工业出版社，2004，这就是吸附树脂的制备过程。2 影响树脂吸附的因素在不同环境下有不同的因素会影响吸附效果，这里主要讲讲树脂结构的影响。2. 1比表面积由于吸附是在表面上进行的，树脂的比表面越大，吸附量越高。2. 2孔径一般树脂的孔径越大，吸附质分子在孔内的扩散速度就越大，越有利于达到吸附平衡。但也不是越大越好，因为孔体积不变时，增大孔径会降低比表面积，从而降低平衡吸附量。经验表明，当吸附剂孔径与吸附质分子的直径比为61左右时，吸附性能最佳。2. 3孔容当孔径固定时，比表面积与孔容成正比，即随着孔容的增加，树脂的吸附量增加。2. 4孔径分布若孔径分布很宽，则小孔部分可能由于受吸附质分子扩散速度的限制而不能充分利用，因此树脂的孔径分布越窄，吸附性能越好。2. 5极性相近原则和通常的吸附规律一样，极性树脂较易吸附极性物质，非极性树脂较易吸附非极性物质，即有极性相近相吸的规律。3 大孔吸附树脂对磺胺（SN）生产废水吸附解吸试验7 许月卿，赵仁兴，白天雄，魏全. 大孔吸附树脂处理含磺胺废水的研究. 离子交换与吸附, 2003, 19（2）：163 1693. 1废水水质Table 1. Character of Sulfanilamide Production Waste WaterCOD(mg/L)pHSN(g/L)Na2NO3(g/L)Na2CO3(g/L)NaOH(g/L)颜色137501117.2230 64少量黑红3. 2 树脂静态吸附解吸实验用量筒精确量取经预处理的 DRH III 型树脂10mL，放入装有50mL废水样的250mL锥形瓶中，置于振荡器上在室温23下振荡3h，每隔30min取样5mL分析溶液中磺胺浓度，做出静态吸附曲线，考察废水的pH值和温度对吸附性能的影响。对已经吸附饱和的树脂在温度40下，分别用NaOH溶液、蒸馏水、1mol/L的盐酸试剂进行静态解吸，测定解吸液中磺胺浓度，做出解吸曲线，筛选出最佳解吸剂。3. 3 树脂动态吸附解吸实验在给定温度下，将含磺胺浓度为17.2g/L的废水样以一定的流速通过装有 20mL树脂的24600mm玻璃吸附柱，测定吸附流出液中磺胺浓度，做出树脂动态吸附曲线，考察吸附流速对树脂吸附性能的影响，确定最佳吸附工艺条件。对已经吸附饱和的树脂进行动态解吸，分别考察解吸液浓度、温度、流速对树脂解吸性能的影响，确定最佳解吸工艺条件。3. 4 稳定性实验取20mLDRH III 型树脂，装入24600mm玻璃吸附柱，在最佳工艺条件下，用废水样进行20批次的吸附解吸循环实验，考察该树脂对磺胺吸附解吸性能的稳定性及树脂的机械强度，测定树脂的工作吸附量、磺胺的吸附率、解吸率。3. 5最佳工艺条件经过试验，得最佳条件。吸附：pH值为11，吸附流速2BV/h，温度23；解吸：5%NaOH溶液，温度80，流速1BV/h。多次试验结果表明，树脂对该废水的最佳处理量为13BV，树脂的工作吸附量为191g/L，磺胺的累计吸附率为 88.2%；用5%的NaOH溶液进行解吸，约用3BV的解吸剂就达到完全解吸，解吸率为97.5%，磺胺回收率约86.0%。用 DRH III 型树脂处理含磺胺废水，只要按上述操作条件进行操作，该树脂就能保持良好的使用性能，具有应用前景。SN 平均回收率=吸附率解吸率=88.2%97.5% = 86.0%4 总结（1）DRH III 大孔树脂对磺胺具有良好的吸附和解吸性能，废水经处理后，COD去除率约86%，废水在得到有效处理的同时，可实现废水中磺胺的分离回收，回收的磺胺纯度经检测可达99.8%。（2）DRH III 大孔树脂吸附法处理含磺胺废水的最佳工艺条件为：吸附：pH 值为 11；流速 2BV/h，温度 23；解吸：4%6%的 NaOH 溶液，温度 80，流速 1BV/h（3）连续20批次吸附、解吸试验结果表明，树脂处理