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本文以K酸、1-萘磺酸、苯磺酸和对氨基苯磺酸为研究对象,研究了两种胺基修饰树脂ND-900和NDA-99对这四种芳香族磺酸类化合物的吸附行为,并讨论了温度、盐含量(Na2SO4)和pH值等因素对树脂吸附的影响。另外,还考察了ND-900和NDA-99两种树脂对K酸的吸附动力学性质。试验结果表明,Redlich-Peterson吸附等温式适合描述以上四种物质在两种树脂上的吸附等温线。在相同温度下,四种物质在树脂ND-900上的吸附量大小顺序为1-萘磺酸>苯磺酸>K酸>对氨基苯磺酸,而在树脂NDA-99上的吸附量大小顺序为苯磺酸>1-萘磺酸>对氨基苯磺酸>K酸。树脂ND-900对四种物质的吸附量均大于NDA-99。这与树脂的表面物理化学性质以及这四种物质在水溶液中的酸度、溶解度和分子半径等因素有关。
升高温度有利于吸附进行。随盐含量的增加,树脂ND-900对K酸的吸附量不断减小,而其余三种物质的吸附量先减小后增加;树脂NDA-99对四种物质的吸附则随盐含量的增加表现出完全不同的变化趋势:K酸和1-萘磺酸的吸附量缓慢增加,对苯磺酸的吸附量先减少后增加,对氨基苯磺酸的吸附量则先增加后减少。随溶液酸性的变化,四种物质在两种树脂上的平衡吸附量的变化趋势相同的是:在强酸性条件下,随溶液pH值的增加而增加;在弱酸性至弱碱性的范围内,变化平稳;不同的是:当pH>10时,在ND-900树脂上的吸附量迅速减小,而在NDA-99树脂上的吸附量减小幅度稍缓。在温度为298K时,对K酸的吸附动力学研究结果表明,K酸在两种树脂上的吸附速率常数大小为ND-900>NDA-99,主要原因在于前者的平均孔径远大于后者。
在上述研究的基础上,开发了树脂吸附法处理K酸生产废水的技术工艺。选用树脂ND-900,采用吸附-脱附固定床工艺,对工艺条件进行了优化。原废水COD为3105mg/L,K酸浓度为1316mg/L,经上述工艺处理后COD小于100mg/L,K酸未检出,出水水质达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准。高浓度脱附液经低温酸析可得到有用物质K酸,实现了废水处理与资源回收的有机结合。