新型銅基離子交換樹脂處理氨氮廢水的研究.pdf

1、氨氮是引起水質(zhì)惡化和水體富營養(yǎng)化的主要原因之一，氨氮廢水來源廣泛，處理難度大，目前尚沒有經(jīng)濟有效的處理方法。離子交換法是一種被廣泛研究的氨氮廢水處理方法，但以沸石為代表的無機離子交換劑因存在吸附容量小，吸附效果不穩(wěn)定，解析液仍然為高濃度氨氮廢水等問題，工業(yè)上沒有得到推廣應(yīng)用。 本研究發(fā)現(xiàn)了一種對氨氮選擇性高、再生容易的新型離子交換樹脂--載銅亞胺基二乙酸基螯合離子交換樹脂（簡稱銅基樹脂），研究了其氨氮吸附性能，主要研究內(nèi)容如下

2、： 以亞胺基二乙酸基螯合陽離子交換樹脂D751作為原始樹脂，二價銅離子作為負(fù)載金屬離子，制備了銅基樹脂。研究了銅基樹脂對稀氨水中氨氮的吸附性能，得到其對NH3-N的飽和吸附容量為44mg/g（干銅基樹脂），樹脂上銅離子與氨的摩爾比為1：1.535。考察了銅基樹脂在溶液中的穩(wěn)定性，結(jié)果表明銅基樹脂可穩(wěn)定存在于pH為3.5～10.5的水溶液中。 通過靜態(tài)平衡實驗，重點考察了純氨溶液中和競爭陽離子（Na+、Ca2+）存在時

3、，溶液pH對銅基樹脂的氨氮吸附性能的影響，在純氨溶液中，溶液中吸附平衡氨氮濃度隨著pH的升高而下降；在競爭陽離子（Na+、Ca2+）存在時，吸附氨氮平衡濃度隨pH升高呈先下降再上升的趨勢，pH為9.5t～10.0時達(dá)到最低。通過25℃時氨氮吸附等溫線的測定，考察了競爭陽離子對銅基樹脂的氨氮吸附容量的影響，得到在Na+濃度分別為1000、2000mg/L時，飽和吸附量分別為28.8、25.08mg/g（干銅基樹脂）；發(fā)現(xiàn)Na+與Ca2+的

4、同時存在會導(dǎo)致銅基樹脂的氨氮吸附性能下降，且平衡NH3-N濃度高于160mg/L時會導(dǎo)致Cu2+的脫落。 通過銅基樹脂裝載量為63.5mL離子交換柱的動態(tài)交換實驗，考察了銅基樹脂的預(yù)處理平衡pH，進(jìn)水pH，競爭陽離子種類、濃度，進(jìn)水流速等條件對模擬氨氮廢水處理效果的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)體系pH是銅基樹脂處理氨氮廢水的最重要條件。銅基樹脂預(yù)處理pH=9，廢水中OH-：NH4+=1：1時，可使Na+濃度為1000mg/L，初始氨氮

5、濃度為810mg/L模擬氨氮廢水處理效果可達(dá)到最佳：氨氮穿透容量為19.6mg/g（干銅基樹脂），出水氨氮濃度可低于1mg/L，遠(yuǎn)低于國家一級標(biāo)準(zhǔn)。銅基樹脂預(yù)處理pH分別為9和9.5時可有效處理Ca2+低于400mg/L和Na+濃度低于3000mg/L，初始氨氮濃度為825mg/L的氨氮廢水，出水氨氮濃度均可低于1mg/L。比較了Na+濃度為1000mg/L，初始氨氮濃度為840mg/L的模擬氨氮廢水三種進(jìn)水流速：3.39mL/min，