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酒石酸(tartaric acid,TA)是一类重要的精细化工原料和中间体,被广泛应用于染料、医药、农药、除草剂、防腐剂和助剂等精细化工产品的合成。在酒石酸生产过程中往往会产生大量的生产废水,废水中通常含有1000-3000 mg/L酒石酸和1-5%Na2SO4,广泛应用于芳香酸废水处理的吸附树脂、复合功能树脂等对酒石酸吸附容量低、选择性差,难以实现有效治理。
本论文将过渡金属Cu(Ⅱ)固载在螯和树脂Dowex4195上,制得新型络合树脂D-Cu,其中Cu(Ⅱ)固载量为83.4 mg/g。静态吸附试验表明D-Cu吸附酒石酸的最佳pH为5-8。在高浓度竞争离子SO2-4(CSO2-4=2028mg/L,CTA=100 mg/L)存在下,D-Cu对酒石酸仍有50%的去除率,相反常规阴离子交换树脂D301去除率几乎为0。树脂D-Cu所固载的Cu2+与酒石酸阴离子的静电作用和Lewis酸碱作用是D-Cu对酒石酸高吸附选择性的作用力基础.静态动力学吸附试验表明D-Cu对酒石酸的吸附符合伪二级动力学模型,吸附平衡时间为400 min。静态吸附一脱附稳定性试验表明,D-Cu可重复吸附酒石酸,吸附性能稳定。柱吸附数据表明当进水水质为CTA=1500 mg/L,CSO2-4=33800 mg/L,pH=6-7时,在T=25℃,吸附线速SLV=0.048 m/h,空塔停留时间EBCT=60 min,泄漏点C/C0=0.1的吸附条件下,D-Cu对酒石酸的单批次处理量为20 BV;同等条件下广泛应用于芳香酸废水处理的D-301、NDA-99树脂处理量基本为0。试验采用pH=2,质量百分比浓度为8%的NaCl作为脱附剂对D-Cu再生效果良好,脱附率可达95%。
采用树脂D-Cu固定床吸附工艺处理酒石酸模拟生产废水(水质为CTA=1500mg/L,CSO2-4=33800 mg/L,pH=6-7),系统研究并确定了最佳工艺参数。
吸附:温度25℃;吸附流量1BV/h;单批次废水处理量为22BV(泄漏点控制为C/C0=0.1)。
脱附:脱附剂为pH=5.6、浓度为4%的氯化钠溶液;温度25℃;脱附流量1BV/h;脱附剂量为3BV时,脱附率达到95%;高浓度脱附液可用来回收酒石酸;低浓度酒石酸脱附液可循环套用作为下一轮脱附剂。