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三乙胺废水资源化处理技术研究

朱晓燕  
【摘要】:三乙胺是具有较高产品价值的化工原料,工业用途十分广泛。实际工业生产过程中排放的三乙胺废水,具有毒性大、浓度高、难降解等特点,对生态环境和人类健康有很大的危害。因此,研究探讨经济、有效的废水处理方法和回收技术具有重要的现实意义。本文对山东某阻燃剂工厂生产过程中产生的三乙胺废水,采用蒸馏回收法,离子交换树脂法和Fenton氧化法相结合进行试验研究,以期为处理实际废水中的三乙胺提供理论指导。蒸馏法可以将沸点较低的三乙胺分离出并资源化回收,可有效的降低废水中的COD。采用蒸馏方法处理阻燃剂苯氧基四溴双酚A碳酸酯齐聚物(RDT-7)车间产生的,含高浓度三乙胺的合成水洗水和精馏排放水。实验结果表明废水pH的变化对蒸馏效果有较大的影响,pH值越大COD去除率越高。合成水洗水经蒸馏法蒸馏出总水样的10%后,90%的剩余水样的COD由原来的13200mg/L降至170mg/L,COD的去除率达到98%,釜液中三乙胺由原来的8432mg/L降至26mg/L。精馏排放水经蒸馏法蒸馏出总水样的10%后,90%的剩余水样的COD由原来的9300mg/L降至173mg/L,COD的去除率达到98%,釜液中三乙胺由原来的6310mg/L降至15mg/L。由静态吸附实验可知,在室温,pH为11.5,反应时间为2h的条件下,0.500 g RX01型树脂对初始浓度为1500 mg/L的模拟三乙胺废水有较强的吸附效果,三乙胺去除率能达到99%,树脂的静态饱和吸附量为145 mg/g;静态吸附条件下,阳离子对树脂吸附三乙胺过程有较大影响,阳离子浓度越高,竞争吸附作用力越强,树脂吸附三乙胺的吸附量越低,相等浓度条件下,阳离子影响效果的顺序为Ca2+Mg2+K+Na+。树脂吸附热力学研究表明:Langmuir吸附模型更能准确的描述RX01型离子交换树脂对三乙胺的吸附过程,热力学常数为ΔG°0, ΔH°0, ΔS°0,表明三乙胺在RX01上的吸附过程是自发进行,且伴随着熵增加的吸热过程。动力学研究结果表明,准二级动力学模型能更好的描述树脂吸附交换过程,计算测得的表观活化能Ea为78.3 KJ/mol,说明了树脂吸附三乙胺为化学吸附,颗粒扩散为主要控速步骤。由动态吸附实验可知,当废水pH值为11.5,吸附柱高径比5.37,吸附流速为60 BV/h的条件下,20 mL(约为20.6 g湿树脂)树脂处理浓度为1500 mg/L的三乙胺废水,最终穿透点在70 BV,前70 BV的出水中,三乙胺质量浓度非常低,小于3 mg/L,三乙胺去除率可达99.5%。动态脱附过程中,以2mol/L的HCl溶液为脱附剂,脱附剂流速为1 BV/h、出水体积为4 BV时,三乙胺的脱附率达94.8%,浓缩倍数为17.5;在最优动态吸附-脱附条件下重复进行10次实验,树脂吸附量没有明显下降,且各项吸附性能稳定。采用离子交换树脂,对蒸馏处理后的实际废水馏出液进行吸附。实验结果表明:当馏出液中三乙胺初始质量浓度为1372mg/L,选择60 BV/h流量进行动态吸附,40BV为穿透体积,此条件下出水三乙胺浓度小于10 mg/L,去除率可达99.2%以上;动态脱附过程中,以2 mol/L的HC1溶液为脱附剂,脱附剂流速为1 BV/h、出水体积为4 BV时,三乙胺的脱附率达92.5%,浓缩倍数为10;RX01型树脂处理实际废水馏出液有较好的去除效果。Fenton氧化法对含有低浓度三乙胺的釜液处理效果较好,在pH值为3.0,H202投加量10mg/L,n(Fe2+):n(H2O2)为1:5,反应2h后,废水在pH为8.0时反应沉淀后,溶液中三乙胺浓度降至2.23 mg/L,去除率90.2%,满足三乙胺排放标准3 mg/L要求。


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