磁性離子交換樹(shù)脂對生活污水的吸附再生效果
隨著(zhù)城市化進(jìn)程的加快,開(kāi)展生活污水深度提標及中水回用技術(shù)研究,實(shí)施生活污水的深度處理和回用技術(shù)與設備的研發(fā)、應用,已成為水體富營(yíng)養化控制和入水體污染物削減的重要任務(wù)之一,也是節能減排的必然需求。針對生活污水的高效深度處理要求,本課題組研發(fā)出一種新型的磁性離子交換樹(shù)脂NDMP?N(以下簡(jiǎn)稱(chēng)NDMP?N樹(shù)脂),該樹(shù)脂對生活污水生化尾水中的溶解性有機物及硝態(tài)氮等污染物具有很好的去除效果,是用于生活污水深度處理與回用的一種具有潛在應用價(jià)值的新型吸附材料。
本文選用實(shí)際生活污水生化尾水中的COD、色度等作為目標污染物,以NDMP?N樹(shù)脂為吸附劑,通過(guò)動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗,考察NDMP?N樹(shù)脂對目標污染物的處理效果,為NDMP?N樹(shù)脂在生活污水生化尾水深度處理中的應用提供重要參數。
1、實(shí)驗部分
1.1 實(shí)驗儀器和材料
1.1.1 實(shí)驗儀器
HAC?102型標準COD消解器(姜堰市華晨?jì)x器有限公司)、LDZX?30KBS立式全自動(dòng)滅菌鍋(上海申安醫療器械廠(chǎng))、TU?1900紫外可見(jiàn)分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)。
1.1.2 實(shí)驗材料
NDMP?N樹(shù)脂于實(shí)驗室合成;生活污水生化尾水采自無(wú)錫某生活污水廠(chǎng)的二沉池出水(即生化尾水)。
1.2、實(shí)驗方法
1.2.1 樹(shù)脂的預處理
NDMP?N樹(shù)脂在使用前,依次用3倍于樹(shù)脂床體積的15%的氯化鈉、去離子水洗滌,保存在干燥器中備用。
1.2.2 吸附實(shí)驗
取NDMP?N樹(shù)脂2mL于錐形瓶中,加入400mL水樣,放入搖床中在25℃條件下反應30min,將水倒出,取上清液進(jìn)行COD、TN等指標的檢測,再向搖瓶中加入400mL水樣,重復以上步驟6次。
1.2.3 再生實(shí)驗
取上述吸附后的NDMP?N樹(shù)脂10mL,分別進(jìn)行如下再生實(shí)驗:考察氯化鈉(NaCl)、硝酸鈉(NaNO3)、碳酸鈉(Na2CO3)及碳酸氫鈉(NaHCO3)幾種常用的再生劑對NDMP?N樹(shù)脂的再生性能。優(yōu)選出最佳的再生劑種類(lèi)后,進(jìn)一步探究再生劑最佳濃度、最佳再生時(shí)間以及再生劑最佳用量。測定再生后溶液即脫附液的COD和色度作為主要指標。
2、結果與分析
2.1 吸附性能研究
實(shí)驗采用無(wú)錫市某生活污水廠(chǎng)生化出水,該水廠(chǎng)生化運行較好,其生化出水的COD為32mg/L,總氮為10mg/L。
由圖1可知,處理容量低于1200BV時(shí),吸附30min,NDMP?N樹(shù)脂對COD、TN的去除率均高達40%以上,說(shuō)明該樹(shù)脂對廢水中COD及TN具有良好的去除效果。
2.2 再生性能研究
2.2.1 再生劑優(yōu)選
脫附液COD與色度越高,說(shuō)明再生劑對樹(shù)脂的再生性能越好。在圖2中,根據幾種再生劑對樹(shù)脂進(jìn)行再生后所得脫附液COD與色度變化情況,可知NaCl優(yōu)于NaNO3優(yōu)于NaHCO3優(yōu)于NaCO3,因此,實(shí)驗選用NaCl溶液作為NDMP?N樹(shù)脂的再生劑。
2.2.2 再生劑濃度優(yōu)選
由圖3可以看出,脫附液COD與色度均隨NaCl濃度的增加而增加,NaCl濃度由12%增加到15%時(shí),COD與色度增幅有所減小。因此,12%~15%為最佳NaCl濃度。
2.2.3 再生時(shí)間優(yōu)選
由圖4可以看出,隨著(zhù)再生時(shí)間的增長(cháng),脫附液COD與色度均升高。再生20min時(shí),COD與色度變化曲線(xiàn)出現明顯拐點(diǎn),說(shuō)明此時(shí)的再生效率最高。故最佳再生時(shí)間為20min。
2.2.4 再生劑用量?jì)?yōu)選
由圖5可以看出,脫附液COD與色度隨再生劑用量的增加而升高。再生劑體積/樹(shù)脂體積增加到1后,脫附液COD變化較緩,而色度基本不變??紤]到再生劑用量及其與樹(shù)脂的混合程度,選取再生體積比為1∶1。
3、結語(yǔ)
通過(guò)NDMP?N樹(shù)脂對生活污水的吸附再生效果的研究,得出主要結論如下:
(1)NDMP?N樹(shù)脂對生活污水生化尾水中的COD及TN具有良好的處理效果,在處理容量為1200BV時(shí),NDMP?N樹(shù)脂對COD、TN的去除率均高達40%以上;
(2)NDMP?N樹(shù)脂的最佳再生條件為12%~15%氯化鈉,再生時(shí)間20min,再生劑用量1∶1。(來(lái)源:南京環(huán)保產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新中心有限公司,南京大學(xué) 環(huán)境學(xué)院)