樹脂吸附法處理黃連素模擬廢水的研究.pdf

1、黃連素是一種重要的生物堿，是我國應(yīng)用很久的中藥。具有抗菌，抗病毒，降血糖，抗癌等多種功效。黃連素社會需求量很大，但其工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)廢水是一種極難處理的有機(jī)廢水，這些廢水的排放對飲用水安全和生態(tài)系統(tǒng)安全構(gòu)成極大威脅。
　　由于黃連素廢水高濃度、酸性強(qiáng)、生物毒性水質(zhì)條件，傳統(tǒng)的生物處理方法很難穩(wěn)定運(yùn)行。本文針對廢水特征選用樹脂吸附法對黃連素廢水進(jìn)行預(yù)處理，希望達(dá)到降低廢水有機(jī)物濃度，提高廢水可生化性的目的。
　　本文根據(jù)樹脂吸

2、附原理，對可能適用的樹脂進(jìn)行了初步篩選；對篩選出的H103樹脂進(jìn)行了工藝條件的優(yōu)化；對其吸附過程進(jìn)行了動力學(xué)和熱力學(xué)模型擬合，研究了H103樹脂吸附黃連素的速率控制步驟和熱力學(xué)特性；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了樹脂的胺基修飾，并考察了修飾后樹脂的物理性質(zhì)、吸附效果、動力學(xué)和熱力學(xué)特性的改變。
　　黃連素模擬廢水處理工藝條件試驗(yàn)表明，H103樹脂對高濃度黃連素的吸附效果良好，該樹脂在50℃、pH7條件下能達(dá)到最佳吸附效果，8h時可達(dá)到吸附平衡。

3、在pH為7條件下，200mL黃連素模擬廢水中投加3.0 g H103樹脂可去除其中99％以上的黃連素；動力學(xué)模型計算表明，H103樹脂對黃連素的吸附過程符合一級動力學(xué)方程。廢水中黃連素濃度高于108 mg/L時，顆粒內(nèi)擴(kuò)散和液膜擴(kuò)散同時成為吸附速率的控制步驟；隨著吸附過程的進(jìn)行，當(dāng)廢水中黃連素的濃度下降到108 mg/L以下時，因水中黃連素濃度下降導(dǎo)致液膜擴(kuò)散成為吸附速率的唯一控制步驟。樹脂吸附過程熱力學(xué)研究表明，H103樹脂吸附黃連素

4、的過程符合Freundlich吸附等溫式，其擬合n值大于2，說明H103樹脂是黃連素的優(yōu)良吸附劑。熱力學(xué)計算表明，H103樹脂吸附黃連素的等量吸附焓大于0，該吸附過程是吸熱過程；吸附焓變隨吸附量的變化不呈線性相關(guān)，表明樹脂內(nèi)部孔道分布不均勻；吉布斯自由能變小于0，說明吸附過程能夠自發(fā)進(jìn)行。樹脂處理黃連素模擬廢水的動態(tài)吸附和脫附試驗(yàn)表明，H103樹脂以高徑比3:1填充，室溫條件下處理pH7的黃連素模擬廢水時，進(jìn)樣最佳流速為1 bv/h，可

5、用75%的乙醇在1 bv/h流速下進(jìn)行脫附。
　　樹脂胺基修飾試驗(yàn)表明，H系列樹脂經(jīng)胺基修飾后，孔徑和比表面積比原來略有增大，修飾后吸附效果明顯提高。胺基修飾后的樹脂HX最佳吸附pH增大為8，胺基修飾后的吸附過程符合二級動力學(xué)方程，說明經(jīng)胺基修飾后，樹脂對廢水中黃連素的吸附過程變得更加復(fù)雜。胺基修飾后的HX樹脂吸附黃連素的過程仍符合Freundlich吸附等溫式，其擬合參數(shù)n大于 H103樹脂，表明樹脂經(jīng)胺基修飾后對黃連素的吸附能