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近年来采用树脂吸附法处理有毒有机化工废水技术引起了国内外化工环保专家的高度关注。在研究树脂吸附法处理有毒有机化工废水的工艺流程及其工业化应用过程中,树脂对水体中有机物的吸附机理(包括吸附作用力、吸附热力学和吸附动力学等)对工艺流程的确定和优化具有重要的指导意义。本论文系统研究了超高交联大孔吸附树脂、大孔弱碱性阴离子交换树脂和超高交联大孔复合功能树脂对酚类化合物、芳香羧酸以及芳香磺酸类化合物的吸附行为和吸附热力学、动力学性质,分析了大孔树脂对该类化合物的吸附能态分布图,采用修正等温线分析了树脂表面与吸附质作用力的关系以及对吸附效果的影响。研究结果表明实验选用的大孔树脂NDA-100、MCH-111和ND-900对该类化合物具有良好的吸附性能;NDA-100树脂经胺基化改性制成的MCH-111树脂对芳香酸类化合物的吸附性能发生了一定的改变,其中树脂微孔区域的大小以及吸附质与树脂表面胺基之间的Lewis酸碱作用对吸附过程起了决定性的作用;实验选用的能态分布理论可以很好地解释芳香酸的吸附行为,修正等温线的分析结果证实当酚类化合物在树脂表面发生吸附时,吸附质与树脂表面的π-π作用对吸附起到主导作用。热力学研究表明芳香酸在大孔树脂上的吸附过程为优惠吸附,除2-萘磺酸在ND-900树脂上的吸附为熵推动过程外,其余的吸附过程均为焓推动过程。树脂表面胺基的导入将降低芳香酸分子在树脂孔道内的扩散速度。
根据相关研究结果,本文研究开发了树脂络合吸附-曝气氧化-复合功能树脂吸附工艺处理2-萘酚生产过程中产生的吹萘废水,并对工艺技术参数进行了优化选择。原废水CODCr约为17000-20000mg/L,2-萘磺酸钠含量约为5700mg/L,Na2SO3含量约为1.4-1.8%,经上述工艺处理后,废水中的主要有机污染物萘磺酸钠及主要无机污染物得到了有效去除和综合利用,处理后的出水达到了GB8978-1996一级排放标准;该工艺实现了废水处理与资源化的有机结合,对2-萘酚的清洁生产具有十分积极的意义,受到了环保界和相关企业的一致好评。
2001年底重庆川庆化工厂采用该工艺建成了日处理2-萘酚生产废水600吨的工业装置;2002年4月通过了重庆市环保局主持的工程验收,至今保持正常运行。第二套工业化处理装置即将在南京有机化工厂建成。该技术已于2001年申请国家发明专利,专利公开号CN1384069A。