HZ-16型大孔树脂吸附处理含RDT-8废水

段付军，钱飞跃，黄思远，汪俊斌，孙贤波

（华东理工大学 资源与环境工程学院，上海 200237）

三（三溴苯氧基）三嗪（RDT-8）是一种多用途的有机溴系化学物质，常作为阻燃剂用于环氧树脂、聚氨酯等高分子材料合成工业，或在医药工业中用于制备防腐剂和消毒剂。某化工厂以RDT-8为原料生产三嗪类阻燃剂，含RDT-8的废水中有机物、盐类、酚类等的浓度很高，采用化学氧化或生物氧化工艺处理的难度及成本都较高。树脂吸附法具有既减少污染物排放、又回收资源的特点［1-2］。近十年来，大孔树脂吸附法已成功应用于有机工业废水的治理及其资源化利用［3-6］，国内外采用树脂吸附法处理含酚废水的实例较多［7-12］，有的已建成工业装置。

本工作采用HZ-16型大孔树脂吸附处理含RDT-8废水，并进行了脱附实验和树脂的稳定性实验，确定了树脂的最佳吸附和脱附工艺条件。

1 实验部分

1.1 材料、试剂和仪器

HZ-16型大孔树脂由上海华震科技有限公司提供，骨架为苯乙烯系，含水量（质量分数）为50%～65%，湿视密度为0.65～0.75 mg/L，湿真密度为1.00～1.13 mg/L，粒径为0.315～1.250 mm的颗粒质量分数大于90%。

含RDT-8废水取自某化工厂，COD为1 870 mg/L，挥发酚质量浓度为26.0 mg/L，pH为11.6。

硫酸银、硫酸汞、硫酸铝钾、钼酸铵、硫酸（质量分数98%）、重铬酸钾、邻苯二甲酸氢钾、苯酚、铁氰化钾、氨水、4-氨基安替比林、氯化铵、无水乙醇：均为分析纯。

UV-2802型紫外-可见分光光度计：尤尼柯（上海）仪器有限公司；DR2800型可见分光光度计：美国HACH公司；DRB型消解仪：美国HACH公司；SPX-250B-D型震荡培养箱：上海博讯实业有限公司；DKB-501A型超级恒温水槽：上海精宏实验设备有限公司；φ20 mm×300 mm带保温夹套的玻璃吸附柱。

1.2 实验方法

1.2.1 树脂的预处理

将HZ-16型大孔树脂用无水乙醇浸泡12 h，并不时搅动，使树脂充分溶胀。再用去离子水淋洗至无乙醇味后备用。

1.2.2 含RDT-8废水的预处理

向含RDT-8废水中加入硫酸调节废水pH，当废水pH降至2.5时，有大量乳白色絮状沉淀生成。这是因为酚类化合物溶解度大幅下降，从废水中析出。经滤纸过滤后废水COD为947 mg/L，挥发酚质量浓度为3.97 mg/L。

1.2.3 动态吸附实验

在20 ℃条件下，将预处理后的废水以4.0 BV/h（BV为流出液体积相当于树脂柱体积的倍数）流量通过装有50 mL（湿体积）HZ-16型大孔树脂的吸附柱，测定吸附出水中COD及挥发酚质量浓度，绘制树脂的动态吸附曲线。

1.2.4 动态脱附实验

在45℃条件下，采用无水乙醇为脱附剂，以0.5 BV/h流量对已吸附饱和的HZ-16型大孔树脂进行脱附，回收脱附液，测定脱附液中挥发酚的质量浓度，绘制树脂的动态脱附曲线。

1.2.5 稳定性实验

在最佳吸附—脱附工艺条件下，重复进行动态吸附—脱附实验，考察HZ-16型大孔树脂吸附性能的稳定性。

1.3 分析方法

采用快速密闭催化消解法测定COD［12］；采用玻璃电极法测定废水pH［13］；采用4-氨基安替比林直接光度法测定挥发酚质量浓度［12］。

2 结果与讨论

2.1 树脂的动态吸附性能

HZ-16型大孔树脂动态吸附实验吸附出水中的COD及挥发酚质量浓度的变化情况见图1。由图1可见：出水体积小于88.0 BV时，吸附曲线比较平稳，出水水质稳定，出水中COD和挥发酚质量浓度较低，COD小于291 mg/L，挥发酚质量浓度小于0.08 mg/L，这是因为，在吸附处理的开始阶段，树脂的不饱和度较高，树脂的吸附能力强，因此吸附处理效果较好；随着树脂吸附出水体积的继续增加，出水中COD迅速增大，这是因为，随着吸附处理废水总量的增加，树脂逐渐吸附饱和，吸附处理效果急剧下降，虽然出水中挥发酚质量浓度也明显提高，但仍处于较低水平，远低于GB/T 8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准中挥发酚质量浓度小于0.5 mg/L的要求［14］。故本实验最佳吸附工艺条件为出水体积88.0 BV。

图1 动态吸附出水中COD及挥发酚质量浓度的变化情况

2.2 无水乙醇对吸附饱和树脂的脱附效果

无水乙醇对吸附饱和树脂的脱附效果见图2。由图2可见：脱附开始阶段，脱附液中挥发酚的质量浓度很低，挥发酚脱附率也很低；脱附液体积为0.5 BV时，挥发酚质量浓度小于100 mg/L；随着脱附液体积的增加，脱附液中挥发酚的质量浓度也逐渐增加，挥发酚脱附率也逐渐增加；脱附液体积为1.0 BV时，脱附液中挥发酚质量浓度最高，为551.0 mg/L；随着脱附液体积的继续增加，树脂中未被洗脱的挥发酚的总量越来越少，导致脱附液中挥发酚的质量浓度急剧降低；脱附液体积为3.0 BV时，脱附液中挥发酚质量浓度仅为30.6 mg/L，挥发酚脱附率较高，达76.4%；脱附液体积继续增加，脱附率不再提高但运行费用增加。故本实验最佳脱附工艺条件为脱附液体积3.0 BV。

图2 无水乙醇对吸附饱和树脂的脱附效果

2.3 树脂的吸附—脱附性能的稳定性

在吸附出水体积为88.0 BV、脱附液体积为3.0 BV的最佳吸附—脱附条件下，连续进行了10次动态吸附—脱附性能的稳定性实验，实验结果见图3和图4。

由图3和图4可见：10次动态吸附—脱附实验，吸附出水中COD为137～294 mg/L，COD去除率为72.5%～89.1%；吸附出水中挥发酚质量浓度稳定在0.05 mg/L以下，挥发酚去除率为99.8%～100%。

图3 吸附—脱附实验吸附出水中COD及挥发酚质量浓度

图4 吸附—脱附实验吸附出水中COD及挥发酚的去除率

连续10次动态吸附—脱附性能的稳定性实验结果表明：HZ-16型大孔树脂吸附—脱附性能稳定，树脂在使用过程中无磨损破裂，机械强度较高。

含RDT-8废水经HZ-16型大孔树脂处理后的出水pH为2.5，需要投加熟石灰将出水pH调为6～9，出水COD仍大于GB/T 8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准中小于100 mg/L的要求［14］，需要进一步深度处理。

3 结论

a）采用HZ-16型大孔树脂吸附处理含RDT-8废水在废水流量为4.0 BV/h的条件下，树脂最佳吸附实验工艺条件为出水体积88.0 BV，此条件下出水水质稳定，出水中COD和挥发酚质量浓度较低，COD小于291 mg/L，挥发酚质量浓度小于0.08 mg/L。在脱附液流量为0.5 BV/h的条件下，树脂最佳脱附实验条件为脱附液体积3.0 BV，脱附液中挥发酚质量浓度仅为30.6 mg/L，挥发酚脱附率较高，达76.4%。

b）在最佳吸附—脱附工艺条件下，连续进行10次动态吸附—脱附实验，出水中COD为137～294 mg/L，COD去除率为72.5%～89.1%；吸附出水中挥发酚质量浓度稳定在0.05 mg/L以下，挥发酚去除率为99.8%～100%，HZ-16型大孔树脂的吸附—脱附性能稳定。

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