离子交换去除丙烯酸丁酯废水中多价离子的研究

论文摘要

本文主要进行了双极膜电渗析回收丙烯酸酯废水中有机酸工艺前期处理部分的研究。采用离子交换法去除废水中二价金属离子,以保证废水进入电渗析处理阶段时不带金属离子,从而避免发生浓差极化现象。首先进行了树脂筛选试验,选用C900螯合树脂对丙烯酸酯废水中主要金属离子Ca2+、Mg2+、Cu2+进行交换吸附。通过进行静态吸附试验,研究了离子交换树脂的静态吸附条件,主要包括吸附时间、pH值、树脂用量及温度,结果表明吸附时间为30min,pH6-7,树脂用量1g,温度达45℃时基本达到最佳吸附状态。利用Langmuir等温吸附模型对试验数据进行拟合,并得出了等温吸附方程。同时对模拟废水和实际废水进行对比,结果表明在只有模拟水中,二价金属离子吸附量随废水中离子浓度的增加较快。在静态试验基础上进行动态吸附试验,研究了离子浓度、流速、温度对离子交换性能的影响。结果表明,温度在45℃时穿透体积可达180BV；运行流速在15BV时穿透体积为240BV；当溶液进水浓度较低时,在120BV穿透,穿透点出现较晚,当浓度较高时,穿透点提前到70BV,这是由于过高的Cu2+离子抑制了树脂对Ca2+、Mg2+离子的吸附。最后进行了离子交换树脂的解吸与再生及耐久性试验,结果表明树脂解吸所用的HCl浓度为4.0mol/L使树脂的解吸率可达100%。树脂经过8次循环周期试验结果表明,树脂的最大穿透体积发生在第一个循环周期,最大穿透体积为106.9BV,经过8次的循环周期后,穿透体积逐渐下降并趋于50BV。通过C900树脂处理后的丙烯酸酯废水,金属离子浓度大大降低,可满足后续处理的水质需求。本方法操作简单,处理效果良好,且选用的树脂可循环使用,具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.1.1 丙烯酸酯废水的来源及特性
• 1.2 丙烯酸（酯）废水处理技术研究与应用现状
• 1.3 水中多价金属离子去除技术研究现状
• 1.3.1 化学沉淀法
• 1.3.2 吸附法
• 1.3.3 电化学法
• 1.4 离子交换技术研究及应用现状
• 1.4.1 离子交换树脂的发展现状
• 1.4.2 离子交换树脂的分类
• 1.4.3 离子交换树脂结构
• 1.4.4 离子交换树脂特点及选择性
• 1.4.5 影响离子交换树脂吸附的因素
• 1.4.6 离子交换树脂去除金属离子的研究及应用现状
• 1.5 课题的提出
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 研究目的及内容
• 1.5.3 技术路线
• 第2章 离子交换去除丙烯酸丁酯废水多价离子的树脂筛选及其静态吸附行为研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验仪器与试剂
• 2.2.2 金属元素的分析方法
• 2.2.3 树脂预处理
• 2.2.4 树脂性能测定方法
• 2.3 静态试验方法
• 2.3.1 反应时间对离子交换的影响
• 2.3.2 pH值对离子交换的影响
• 2.3.3 吸附剂用量对离子交换的影响
• 2.3.4 温度对离子交换的影响
• 2.3.5 吸附量计算
• 2.4 研究结果
• 2.4.1 加标试验结果
• 2.4.2 树脂筛选试验结果
• 2.5 离子交换树脂的静态吸附性能
• 2.5.1 反应时间的影响
• 2.5.2 pH的影响
• 2.5.3 树脂用量对吸附的影响
• 2.5.4 温度对吸附的影响
• 2.6 离子交换树脂的离子交换等温线
• 2.6.1 吸附等温线
• 2.6.2 吸附等温线方程
• 2.7 本章小结
• 第3章 离子交换去除丙烯酸丁酯废水中多价离子的动态吸附试验研究
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验仪器与装置
• 3.2.2 试剂及废水水质
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 树脂预处理及装柱方法
• 3.3.2 温度对离子交换的影响
• 3.3.3 运行流速对离子交换的影响
• 3.3.4 浓度对动态试验的影响
• 3.3.5 树脂的再生性试验
• 3.3.6 树脂的耐久性试验
• 3.3.7 吸附量的计算
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 温度对离子交换性能的影响
• 3.4.2 运行流速对离子交换性能的影响
• 3.4.3 离子浓度对离子交换性能的影响
• 3.4.4 螯合树脂吸附柱动态模型拟合分析
• 3.4.5 树脂再生性能试验
• 3.4.6 树脂耐久性试验
• 3.5 本章小结
• 第4章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 攻读硕士学位期间参加科研项目