吸附分离双甘膦废水

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近年来,亚氨基二乙酸法(IDA法)逐渐成为生产除草剂草甘膦(PMG)的主流工艺,双甘膦(PMIDA)是该工艺过程中的一个重要中间体。在IDA法生产工艺中,双甘膦生产过程产生大量含醛、膦、盐的废水。因此,开展双甘膦废水资源化研究具有重大的经济效益和环保意义。针对双甘膦废水含盐度高的特点,分别采用双甘膦水溶液和含20%氯化钠的双甘膦水溶液作为模拟废水,测定各吸附剂对双甘膦的静态吸附效果,筛选出最佳吸附剂,并研究其静态吸附特性。实验结果表明:果壳活性炭吸附效果较优,其吸附能力随氯化钠浓度的升高从开始迅速下降变为缓慢下降,最终趋于平衡;pH值为1左右,吸附效果最佳,最佳投料比为1:1.33;常温下,吸附约6h达到平衡,平衡吸附量随初始浓度降低而减小,氯化钠的加入使平衡吸附量减少,对平衡时间基本无影响;吸附过程符合一级动力学、液膜和颗粒内扩散模型;实验温度范围内,随温度升高,平衡吸附量增加,Freundich方程能较好的拟合其吸附等温线,热力学分析说明活性炭对双甘膦的吸附为物理吸附。通过对比几种脱附剂对已吸附双甘膦的活性炭的脱附效果,筛选较好的脱附剂进行脱附性能研究,实验结果表明:6%氨水具有较好的脱附效果,综合考虑经济性和脱附率,最佳投料比为1:2;为获取较大浓缩浓度,以1:1为最佳投料比,在此工艺条件下,以8.3g/L双甘膦母液为吸附液,双甘膦的浓缩浓度可达67.82g/L,此时脱附率为80.66%;双甘膦母液中其他杂质的存在降低了活性炭对双甘膦的吸附量,但不影响脱附效果;活性炭经脱附再生后能重复利用。动态操作中,测定了动态吸附穿透曲线,并研究了流速及双甘膦初始浓度对穿透曲线的影响。实验结果表明:双甘膦浓度为5.054g/L,流速为60mL/h条件下,流出液体积分别为60mL和410mL时达到饱和点和穿透点;透过曲线随流速增大变平缓;随双甘膦初始浓度增大,达到透过点和饱和点所用时间均变短;活性炭柱重复使用效果比较稳定。考察各改性剂以及微波对活性炭的改性效果,结果表明:氨水、尿素以及负载铁离子对活性炭改性效果较好,以尿素最佳,其最佳改性浓度为40%;辐射功率为400w时,微波改性效果较优;尿素-微波改性具有协同作用。
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