含氮杂环类金刚烷胺工业废水树脂吸附工艺

2022-11-02 15:36:05 40

金刚烷胺是一种含氮杂环类污染物，又名三环癸胺，白色粉末状结晶体，无臭无味，微溶于水，性质稳定，其分子式为C10H8N，是一种治疗神经性疾病的药物，多用于帕金森病、帕金森综合症等疾病的治疗。目前，国内药厂大多以双环戊二烯为原料经催化加氢、异构化、溴化、胺化的工艺来生产金刚烷胺，其生产过程中产生的金刚烷胺制药废水污染物浓度�{、组分复杂，碱性极强。此外，金刚烷胺废水中还含有残留的金刚烷胺及其衍生物，具有很强的抗菌活性，可生物降解性极差。

对金刚烷胺废水处理现有技术的研究主要集中在化学结晶法、Fenton氧化法和铁碳微电解法等物化处理技术方面，这些技术虽然取得了较好的处理效果，但在实际应用中存在着许多问题，如效率低、处理成本高、二次污染等。因此，本研究致力于开发一种经济高效，处理效率高的处理技术，为解决金刚烷胺废水难处理问题提供新方法。该研究采用树脂吸附工艺来处理含金刚烷胺工业废水，考察了不同型号的大孔树脂在不同废水pH值条件及不同流速对树脂吸附效果的影响，并且考察了树脂吸附的再生效果，以探索树脂吸附工艺对于处理金刚烷胺工业废水的可行性。

1、实验部分

1.1 原料

实验用金刚烷胺工业废水均为直接从生产车间收集的实际废水，该废水带有胺臭气味，为乳白色液体。实验考量指标为CODcr，检测方法为《水质化学需氧量的测定快速消解分光光度法》。

1.2 实验方法

近年来，树脂吸附工艺多用于处理难降解的有机工业废水，其工艺简单，解吸效果好，经济有效，越来越受到国内关注。大孔吸附树脂是一种多孔性材料，其吸附原理主要是物理吸附原理，溶质分子被吸附剂吸附后，溶液中的污染物浓度降低，被吸附的分子将浓聚在树脂颗粒表面，从而达到去除污染物的目的。

2、结果与讨论

2.1 吸附树脂的筛选

取1L浓度为5g/L金刚烷胺废水于烧杯中，量取50mL不同型号的大孔吸附树脂，连接实验设备进行静态吸附实验，吸附时间10h，取样频次1次/h，取样后分析点样的COD指标和氨氮指标，实验结果见图2、图3。

污水处理设备__全康环保QKEP

根据图2数据可以看出，树脂吸附COD过程中LS-200型号树脂在前5h吸附效果显著，第8h已经趋于平缓达到平衡状态。XDA-1G型号树脂和LS-106型号树脂吸附效果更好，其中XDA-1G型号树脂吸附效果最好，吸附量最大初始COD浓度为4500mg/L，最终达到1120mg/L，单位吸附量为96.57mg/g。

根据图3数据可知，大孔树脂吸附过程中，XDA-1G型号树脂的吸附效果最好，第7h废水中氨氮的浓度开始上升，树脂的吸附容量趋于饱和，吸附量最大初始氨氮浓度为162.96mg/L，最终达到71.43mg/L，单位吸附量为2.62mg/g。

2.2 流速对树脂吸附效果的影响

由上述实验得到吸附效果最好的树脂型号(XDA-1G型号大孔树脂），将50mlXDA-1G型号的大孔吸附树脂装入100mL的吸附柱中，取700mL废水，分别通过蠕动栗控制废水流速为50、75、100mL/h由上而下通过树脂吸附柱，并接取相应时间点的样品，对所取点样进行COD分析。

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由图4数据我们可以看出，不同流速对树脂的吸附效果影响很大，其相应点样的COD值与流速呈直接关系，随着时间和流速的增加，点样的COD值也逐渐增加，当流速达到100mL/h，时间为5h时，出水COD值增加至3566mg/L，而相同吸附时间，流速为50mL/h时，出水COD值仅为304mg/L，说明废水的流速对树脂吸附的效果有很大的影响。从工程化应用角度综合考虑，控制废水的流速在50mL/h(lBV/h)对该金刚烷胺废水进行预处理，效果较好。