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本论文针对油的非极性特征,选用煤油为研究对象,研究了不同孔径分布和不同比表面积的吸附树脂(非极性大孔树脂XAD—4,NG-16和微弱极性超高交联树脂NDA-150)对煤油的静态吸附行为。研究结果表明:
(1)煤油在三种树脂上的静态吸附动力学行为表明:煤油在XAD—4和NG-16树脂上的吸附动力学数据均能用膜扩散模型很好的拟合,而NDA-150的吸附动力学数据则更好的符合颗粒内扩散模型。这主要是受树脂孔径分布特性的影响。
(2)在实验温度范围内,煤油在三种树脂上的静态平衡吸附数据用Freundlich方程能够很好的拟合。三种树脂对煤油的吸附过程是树脂的比表面积,孔径分布等因素综合作用的结果。温度对树脂吸附煤油的影响比较复杂,无法用一般的吸附热力学模型进行研究。
(3)pH值对树脂的吸附影响不大。当pH值在2-12之间时,三种树脂对煤油均显示出较好的吸附效果。
在理论研究基础上,系统研究了树脂NG-16和NDA-150对模拟含油废水的深度处理效果,并与粗粒化除油工艺进行比较。研究表明:
(1)超高交联树脂NDA-150和大孔吸附树脂NG-16对低浓度含油废水均有很好的深度处理效果,出水浓度可以达到1mg/L以下。优化的吸附条件:流量为5BV/h,温度为20℃,处理量1000BV。
(2)采用蒸汽吹脱法和溶剂脱附法均能对树脂进行有效的脱附。优化的脱附条件:蒸汽吹脱:温度:150℃,压力:0.47MPa,吹脱时间:10min。溶剂脱附:每批次的脱附剂组成和用量为3BV工业酒精+3BV水,流量为1BV/h,温度为60℃。
(3)经吸附—脱附稳定性实验证明,两种树脂除油效果稳定,NDA-150树脂机械强度高于NG-16树脂。
(4)粗粒化工艺最低出水浓度仅在2~5mg/L,没有树脂吸附法的深度处理效果。
在模拟废水研究基础上,开发了超高交联树脂NDA-150对萃余液的深度吸附除油工艺。采用单级吸附-脱附固定床工艺,结合模拟含油废水处理得到的最佳工艺条件,通过实验对工艺条件进行了优化。原萃余液含油量平均值约为48.5mg/L,处理出水含油量降到1mg/L以下,且每批次处理量2000BV以上。经吸附—脱附稳定性实验证明,NDA-150树脂除油工艺运行效果稳定。NDA-150树脂吸附除油工艺不仅能达到原纤维球过滤.超声波汽浮工艺所不能达到的深度除油水平,为萃余液的后续处理奠定了有利的基础,且处理量远大于原工艺。树脂固定吸附床占地面积小,操作简便。因此该工艺具有较好的工业应用前景。