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用ADS600吸附回收苯酚

 

        由苯酚和芳香物质生产的许多材料是有毒的,未经处理不能排出。目前的处理办法通常是对有机废物进行生物降解或化学氧化。这些办法有两个主要缺点:对操作环境敏感,性质不稳定,易破坏产品。由于废水中的有机物浓度往往较高(1-5%),特别是苯酚,有机废物的回收可以节省大量的成本。聚合物吸附剂是一种没有官能机的有机聚合物,能够去除水中的有机物。原理很简单,废水通过聚合物吸附剂柱时,有机材料就保留在吸附剂上,水和盐则流过。当树脂吸附饱和时,使用溶剂或烧碱将有机物从树脂上剥离出来,这也是树脂的再生过程。有机物质可以被浓缩。下面的建议是目前正在使用的方法。再生剂不是唯一可用的办法,再生剂(溶剂)的选择通常取决于特定位置的可用性。

      Thermax 公司生产的Tulsion ADS600 聚合物吸附剂用在印度和国外的几个地方,用来去除废水中的苯酚。即使废水中的苯酚浓度很高(50,000 ppm),也能得到有效去除。随着苯酚浓度的增加,树脂去除苯酚的能力也在增强。树脂再生有以下几种方法:1-5%NAOH 或溶剂,如丙酮、甲醇和甲醛。丙酮是比较常用的,因为大多数苯酚工厂也有生产丙酮。 

   操作参数(Operating Parameters):                Tulsion ADS-600            

 

步骤

溶液

流速 BV/h

体积 BV/h

时间     分钟

反洗

DM water (CCR)

Till 40% expansion

2

15-30

再生

10 % NaOH (Co-Cu/CCR)
Acetone/ MeOH

4

2-3 or 2BV

30

慢洗

DM water (Co-Cu/CCR)

4

2

30

工作流速

Influent (Co-Cu)

5

Bed ht 1000mm preferred

 特性:

ADS600:有硬度,含水,多孔,没有官能机的苯乙烯基聚合物,表面积大,达到600,孔隙度为5-55%,粒度大小为0.3 - 1.2 毫米

吸附树脂类型:疏水性吸附树脂– 含苯乙烯基-DVB 和亲水吸附树脂– 含丙烯基的。 

    吸附效果(Results Achieved):                      Tulsion ADS-600                         

进水Inlet

再生剂Regenerant

吸附苯酚Phenol Removed g/l

Water + Phenol 5000 ppm

MeOH 甲醇

50

Water + Phenol 10000 ppm

Acetone 丙酮

65

Water + Phenol 20000 ppm

Acetone 丙酮

85

Water + Phenol 42000 ppm

Acetone 丙酮

90

Water + Phenol 50000 ppm

Methanol 甲醇

110

Water + 8 % Na2SO4 + Sebacic acid 0.12 %

+ 2800 ppm phenol

NaOH 100 g/l

35(Average leakage is 5 ppm)

Water + 8 % Na2SO4 + Sebacic acid 0.12 %

+ 2800 ppm phenol

NaOH 100 g/l

37.5(Average leakage is 2 ppm)

 

测试说明:             Tulsion ADS-600      

1. 前言

        对于实验室用于测试ADS-600树脂的吸附苯酚效果及吸附容量的实验 , 一般均是采用直立式透明的玻离管 。于进口及出口管端加上控制流量的阀门以能调节流量来测试及决定ADS-600的操作吸附容量 , 然后计算出实际的吸附苯酚树脂使用量及桶槽的规格及所有的再生操作条件。上端的 Connector 可以用来转换成逆洗(Backwash)及采水。

   再生药液、测试用溶液或是清洗用的水分别用不同的管子 (Tube) 连结到此设备 , 然后以重力方式经由控制阀门 (Screw Clip Valve) 送到此玻离管并藉由微量的流量计来计录及计算流量 (请参考以下的实验用图 B) 

     测试用的溶液样本以瓶子或烧杯填装 , 每次取样的时间以不超过1Hrs 为最理想 。Tulsion离子交换树脂为交联聚苯乙烯合成,具有吸附苯酚等杂质等的特殊结构。此树脂为吸附苯酚等的专用树脂,其架构对于苯酚等杂质的吸附具有很强的电子亲和力(Affinity) , 因此绝大部分的苯酚等杂质都会被此树脂去除掉。 测试用的溶液分别以批次分别慢慢的倒入已装填ADS-600的玻璃管, 来当成是连续性的采水部骤。整个苯酚吸附反应在最上层的树脂床是最快的, 直到上层ADS-600的吸附容量慢慢耗尽后 ,才由最下层的ADS-600树脂继续吸附其它剩余的苯酚等因此当测试用的溶液由上往下经过树脂床时 ,会有一个有效的吸附区, 直到所有的ADS-600树脂的吸附容量完全耗尽为止。下图A显示每个交换过程。

2. 测试ADS-600的交换吸附容量过程

     此测试步骤为决定ADS-600的吸附苯酚操作交换容量 ,以运用于正式的工业用途。并可藉此步骤决定ADS-600的吸附终点及再生步骤。如下 :

Ø 决定交换吸附苯酚的容量 

Ø 再生ADS-600

Ø 决定采水流量

Ø 使用过后的树脂特性  

目的 :

      最终目的是测试ADS-600吸附苯酚的效果,并计算ADS-600吸附苯酚的总工作交换容量 , <苯酚 gms / ADS-600 ml >

实验器材及步骤 :

           1. 玻璃管的尺寸 : 1”直径及120 cm  , 或是更大的直径120 cm的玻璃管;

2. 首先 ,先用纯水填满玻璃管到一半的高度 , 取适当的欲测试的ADS-600数量 , 慢慢填入此玻璃管 (注意 : 请务必用纯水来填充ADS-600。请务必小心填充树脂 , 以避免树脂外漏到管外, 减少误差。 

3. 连接额外的管路 (如图 B所示) 到此玻璃管顶端 , 并以纯水逆洗此树脂床至少40%的树脂床高度 , 逆洗10 – 15 分钟 (mins)(请使用原厂的ADS-600样本)

4. 逆洗过后 , 排掉纯水 ,让树脂静置沉降过后 , 请小心记录树脂床高度

5. 然后用NaOH倍量再生此ADS-600树脂。

6. 请根据表 A 事先预算再生用药量及慢洗水量 , 按表 A的操作参数去做再生步骤。

7. 分析原水水质

8. 再生用药为:碱NaOH再生。

9. 再生用药浓度为4%-5%(NaOH); 

10. 再生用药量为60- 120g碱(NaOH) / L 树脂 ;

11. 再生方式:碱顺向再生(Co-Current) ;

12. 再生通药时间,至少30 分钟  

13. 再生完后,慢洗水量及水源:碱液再生完之后,4BV量的纯水慢洗 ;

14. 出水水质的苯酚含量标准 , 请自订 

15. 采水流速 : 5–20 BV/Hr

16. 实际的再生步骤请 , 请参考 A (Table A)

17. 当倍量再生完成之后 , 开始采水测试直到预先设定的出水水质的苯酚含量标准为止。

18. 记录此采水流量。按预先设定的固定时间,分析此处理过后的水质;或按预先设定的出水水质要求,分段分析此水质。 

19. 当水质达到预先设定的标准时,终止此采水。然后计算此ADS-600的总工作交换容量 

20. 计算此工作交换容量并转换成 <可吸附苯酚克数 (mgs) / 每公升(Liter)ADS-600树脂>计算公式如下 : ADS-600工作交换容量<苯酚g/L ADS-600> =(原水总苯酚含量ppm x总采水量)/( ml of ADS-600数量)

21. 测试几次采水 (Cycle) 求平均数

22. 在每次采水 (Cycle)  , 以预先设定的逆水总水量及纯水 , 先逆洗树脂床 10 mins.

约达到40%树脂床高度。然后重新按表 A再生及慢洗此树脂 ,然后重复此采水步骤。

注意 : 只有第一次再生时 , 使用倍量再生 ; 其余重复再生时 , 一次既可 

 B (Table B) 所列为取样1000 ml ADS-6007, 出水水质为1ppm苯酚, 所作的测试表格。实际决定的树脂量 , 将会有所改变。可以参考其表格制作

 Table "A" Operating Parameters

Step
Liquid Flow BV/H
Volume BV/H Time (min)
Backwash

DM Water

(CCR)

Till 40% expansion 2 10-15
Regeneration

NaOH

CO-CU

4 2 30
Slow Rise

DM Water

CO-CU


4
4 60
Service Flow

Influent

 

5-20 Test Test
         

 Table "B" Operating Parameters

Cycle No:    ADS-600       Volume:1000 mL

Date:                                 Bed high: 1200 mm

Start time:                         Termination time:

Sample

Sr.No.

Service Flow

BV/H

Volume

collected Lits

苯酚

ppm

Others
1        
2        
3        
4        

Total Volume

  Liters    

注意 :   a) 请每隔1小时再取原水水样作重复测试 

            b) 所有的测试数据 , 请以表 B 做为记录参考依据

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