树脂吸附剂应用(2010)

1,树脂吸附技术在环境工程领域的应用,2,有毒有机工业废水的树脂吸附技术,3,焚烧、氧化、生化等,树脂吸附、萃取、膜分离等,工业废水处理方法（按可否资源化分类）,4,高浓度有机化工废水传统处理技术以破坏法为主2030%高浓度有机化工废水(23亿吨/年)具有可资源化的特点,焚烧法、高级氧化法、稀释生化法等，投资大、成本高国外企业纷纷停产或转移至发展中国家,缺乏高效分离与资源化技术受传统处理思路的影响，仍以破坏法为主,树脂合成、性能及吸附机理研究,工业废水治理及资源化研究,功能高分子,树脂吸附法处理工业废水及资源化,环境工程,树脂吸附法处理可资源化工业废水的发展,I.低水溶性污染物酚类、芳香羧酸类等,II.高水溶性污染物磺酸类污染物两性类污染物多极性基团的污染物,在第代树脂吸附剂（大孔吸附树脂）的基础上，研制了第代树脂吸附剂（超高交联吸附树脂），开创了树脂吸附法处理有机化工废水新领域，2001年获得国家科技进步二等奖,.难降解挥发性污染物,苯、氯苯等卤代烃等,开发了新一代树脂吸附剂（复合功能吸附树脂），2007年获得国家技术发明二等奖,7,羧酸、酚类废水治理及资源化,研究背景,大孔吸附树脂对有机污染物处理深度和吸附容量均不够理想活性炭虽然对污染物吸附深度和容量均较为优越，但机械强度和再生性能不够理想，操作成本偏高,技术问题,科学问题,大孔吸附树脂孔分布集中在中孔和大孔区域，缺乏类似活性炭的微孔结构,研究目标,研制具有活性炭结构的树脂吸附剂（超高交联吸附树脂）,超高交联吸附树脂的合成,技术路线,技术特点,在传统大孔吸附树脂合成路线(悬浮聚合)的基础上通过氯甲基化与后交联反应提高树脂的交联度并促进微孔结构的形成,双峰孔分布,超高交联吸附树脂的性能,孔分布,11,12,2,3酸生产废水,2,3-酸是一种重要的染料中间体,国内年产量超过3000吨的厂家有5-7家2,3-酸的生产化学方程式如下:,13,2,3-酸生产废水的治理与资源化,14,2,3-酸生产废水的治理与资源化,集废水治理和资源化为一体,是国际首创技术,荣获1999年度江苏省科技进步二等奖,申报了国家发明专利,已成功转让给七家企业,年处理废水70万吨，年削减COD2000吨,年回收2-萘酚等有机原料700吨,价值约1000万元,15,苏州林通染料化工有限公司2,3-酸生产废水处理工业装置,16,重庆川庆化工厂2,3-酸生产废水处理装置,17,上海三泰化工厂2，3-酸生产废水处理工业装置,18,天津天成化工厂2,-酸生产废水处理工业装置,19,上海新顺化工厂2，3-酸生产废水处理工业装置,20,对硝基酚是一种重要的医药、染料中间体，国内南京化工厂等是主要生产厂家。对硝基酚的合成路线为：,在水解、酸化、过滤过程中将产生含高浓度对硝基酚钠和对硝基酚的生产废水,对硝基酚生产废水,21,采用该技术处理对硝基酚生产废水，回收价值可抵偿操作费用并有盈余。该废水的治理技术已在南京化工厂等国内6家企业获得工业应用。,对硝基酚生产废水的治理与资源化,22,对硝基酚生产废水的治理与资源化,被国家石油和化学工业局列为我国第二批“化工环保实用技术”,荣获1998年度国家石油和化学工业局科技进步三等奖,已成功转让给六家企业，年处理废水量10万吨,年削减COD900吨,年回收对硝基酚钠530吨,价值300万元,23,泰兴泰华化工有限公司对硝基酚钠生产废水处理工业装置,24,水溶性有机污染物治理与资源化,研究背景,传统吸附树脂对水溶性有机污染物吸附选择性较低、吸附容量较小,技术问题,科学问题,传统吸附树脂对有机污染物的作用力以范德华力为主，用于水溶性有机污染物吸附时作用力偏低,研究目标,通过表面修饰及单体调控研制功能基化树脂吸附剂及，强化树脂对水溶性有机污染物的吸附分离和水体净化能力,26,基于多种作用力协同吸附的设计理念,复合功能吸附树脂,功能基化反应,p-p作用,氢键作用,复合功能吸附树脂,超高交联吸附树脂,27,复合功能吸附树脂对水溶性芳香有机污染物吸附容量显著提高,新型复合功能吸附树脂的特点,(Reactive运行后，每年将回收资源直接经济价值750万。,45,非极性有机物生产废水的治理与资源化,46,氯苯生产废水,占世界氯苯及其衍生物产能50以上的生产企业集中分布在长江下游和淮河流域，给我国重点流域水环境保护造成了巨大的压力,47,传统处理方法水洗废水：液碱或石灰中和，资源浪费、污染转移、处理费用高（仅中和费用100元/t废水）副产盐酸：作低品级盐酸销售，应用面窄、污染转移,生产废水基本性状,48,处理工艺,水洗废水,绝热吸收,离子交换树脂除铁,水,回收FeCl3水溶液，作水处理剂,HCl尾气,回收的副产盐酸,生产中的副产盐酸,耐温吸附树脂除有机物,精制工业盐酸,水蒸汽,回收苯、氯苯,回收苯、氯苯,49,实施效果,氯苯生产的无废排放年削减约80吨苯和氯苯流入环境年回收约8000吨31%盐酸年13万吨副产盐酸得到精制处理年利税约1100万元,扬农水洗废水处理及副产盐酸精制工业装置,本技术在产量居世界前3位的江苏扬农化工集团有限公司、中石化南京化工厂和安徽八一化工股份有限公司获得工业化应用,50,51,硝基氯苯生产废水,废水基本性状：0.7t/t产品硝基氯苯约1000mg/L硝基酚类约500mg/L传统方法：共沸蒸馏能耗高（250kg蒸汽/t）废水残留硝基氯苯约100mg/L难以生化降解技术难点：硝基氯苯和硝基酚类的选择性吸附分离,52,冷凝,碱性废水,水蒸气,NDA-1800高疏水性树脂吸附,处理工艺与实施效果,ZL200410014428.8,出水进综合污水处理装置,分离,回收硝基氯苯,能耗降低80（50kg蒸汽/t）残留硝基氯苯小于5mg/L年削减70吨硝基氯苯向环境排放,扬农年产10万吨硝基氯苯装置,53,江苏扬农化工集团有限公司硝基氯苯碱性废水资源化工业装置40,000t/a,54,1987年国家自然科学二等奖2001年国家科技进步二等奖2007年国家技术发明二等奖2006年何梁何利基金“科学与技术创新奖”2007年中国发明创业奖特等奖其它部省级科技进步一等奖2项、二等奖7项,我们团队近20年来取得的主要科技成果,55,尾水深度处理的树脂吸附技术,苯乙烯系磁性树脂（专利申请号：200910264445.X）丙烯酸系磁性树脂（PCT申请号：PCT/CN2010/074981）,系列磁性树脂（强碱、弱酸、两性）交换容量大，强度好，脱色率高（达95%）,新型磁性树脂,58,新型磁性树脂对印染尾水中污染物去除率,常州老三集团有限公司5000T/天印染尾水深度处理与回用工程,常州涛淇印染公司5000T/天印染废水深度处理与回用工程,常州前杨纺织工业园区5000T/天印染废水深度处理与回用树脂吸附反应器,树脂吸附二沉池出水,树脂吸附出水与生化出水比较,郑州3000万/天自来水深度净化装置,60,树脂吸附技术在气体净化中的应用,吸附树脂是内部呈交联网状结构的高分子聚合物，但商品化超高交联吸附树脂具有较高亲水性,62,LC-1与水的接触角(132)NDA-201与水的接触角(30),GAC与水的接触角(48)ACF与水的接触角(0),070亲水性70110中极性110180疏水性,1.疏水性超高交联吸附树脂合成,63,湿度对吸附的影响,2.VOCs树脂吸附回收资源化工艺开发,针对工业有机废气中