【摘 要】
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树脂吸附技术已广泛应用于有机化工废水的治理,国内关于树脂吸附机理的研究主要集中于吸附等温线、吸附热力学、静态吸附动力学和吸附影响因素等方面,针对实际工业化应用的固定
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树脂吸附技术已广泛应用于有机化工废水的治理,国内关于树脂吸附机理的研究主要集中于吸附等温线、吸附热力学、静态吸附动力学和吸附影响因素等方面,针对实际工业化应用的固定床吸附报道相对较少,而固定床吸附的研究对吸附技术在有机化工废水治理领域的推广应用以及吸附反应器的设计具有十分重要的指导意义。本论文重点研究了与固定床吸附密切相关的静态吸附行为和固定床吸附穿透曲线,以期为树脂固定床反应器的设计和实际工业提供指导意义。
本论文系统研究了超高交联树脂NDA-100和大孔弱碱树脂D-301对苯酚和对硝基酚的吸附等温线、吸附热力学和静态吸附动力学性质,发现苯酚和对硝基酚在两种树脂上的吸附等温线均符合Freundlich方程,它们在NDA-100树脂上的吸附均为放热的物理吸附过程,而在D-301树脂上的吸附机理主要为Lewis酸碱作用。同时发现苯酚在NDA-100树脂上的静态吸附动力学过程符合准二级动力学方程,其吸附速率受膜扩散和颗粒内扩散共同控制,对于高浓度的苯酚溶液(如10.67mmol/L)微孔填充占主导作用,而低浓度的苯酚溶液(如2.09mmol/L)表现为先经过大孔吸附然后经由微孔填充两个阶段,低浓度吸附时出现双平台动力学现象。
通过研究NDA-100和D-301树脂对苯酚和对硝基酚固定床吸附动力学实验发现,依据恒定波振荡理论和吸附等温方程的数学模型可以有效预测不同操作条件下(流量,起始浓度、温度、高径比等)两种树脂对苯酚和对硝基酚的固定床吸附穿透曲线。该模型两个重要参数t<,1/2 >和K<,L >a可以直接从模型中[in2x-1/n-1In1-x/1-(2)<1-n >]∞t直线的截距和斜率求得,并且它们与操作条件呈一定的关系,如随着流量的增大,t<,1/2 >线性增大,而K<,L>a线性减小。
通过研究NDA-100树脂吸附对硝基酚生产废水发现,该数学模型能有效预测不同操作条件下NDA-100树脂对对硝基酚生产废水的固定床吸附穿透曲线,说明本模型对于实际工业废水的预测是有效的,具有实际应用价值。同时发现盐的存在促使NDA-100树脂吸附容量增加,致使树脂对对硝基酚生产废水的吸附效果优于不含盐的对硝基酚模拟废水。
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