磁性離子交換樹脂對(duì)生活污水的吸附再生效果

　　隨著城市化進(jìn)程的加快，開展生活污水深度提標(biāo)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(shè)備的研發(fā)、應(yīng)用，已成為水體富營(yíng)養(yǎng)化控制和入水體污染物削減的重要任務(wù)之一，也是節(jié)能減排的必然需求。針對(duì)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脂NDMP?N(以下簡(jiǎn)稱NDMP?N樹脂)，該樹脂對(duì)生活污水生化尾水中的溶解性有機(jī)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(yīng)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(biāo)污染物，以NDMP?N樹脂為吸附劑，通過動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，考察NDMP?N樹脂對(duì)目標(biāo)污染物的處理效果，為NDMP?N樹脂在生活污水生化尾水深度處理中的應(yīng)用提供重要參數(shù)。

　　1、實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料

　　1.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

　　HAC?102型標(biāo)準(zhǔn)COD消解器(姜堰市華晨?jī)x器有限公司)、LDZX?30KBS立式全自動(dòng)滅菌鍋(上海申安醫(yī)療器械廠)、TU?1900紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)。

　　1.1.2 實(shí)驗(yàn)材料

　　NDMP?N樹脂于實(shí)驗(yàn)室合成;生活污水生化尾水采自無錫某生活污水廠的二沉池出水(即生化尾水)。

　　1.2、實(shí)驗(yàn)方法

　　1.2.1 樹脂的預(yù)處理

　　NDMP?N樹脂在使用前，依次用3倍于樹脂床體積的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(yàn)

　　取NDMP?N樹脂2mL于錐形瓶中，加入400mL水樣，放入搖床中在25℃條件下反應(yīng)30min，將水倒出，取上清液進(jìn)行COD、TN等指標(biāo)的檢測(cè)，再向搖瓶中加入400mL水樣，重復(fù)以上步驟6次。

　　1.2.3 再生實(shí)驗(yàn)

　　取上述吸附后的NDMP?N樹脂10mL，分別進(jìn)行如下再生實(shí)驗(yàn)：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(duì)NDMP?N樹脂的再生性能。優(yōu)選出最佳的再生劑種類后，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(cè)定再生后溶液即脫附液的COD和色度作為主要指標(biāo)。

　　2、結(jié)果與分析

　　2.1 吸附性能研究

　　實(shí)驗(yàn)采用無錫市某生活污水廠生化出水，該水廠生化運(yùn)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樹脂對(duì)COD、TN的去除率均高達(dá)40%以上，說明該樹脂對(duì)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，說明再生劑對(duì)樹脂的再生性能越好。在圖2中，根據(jù)幾種再生劑對(duì)樹脂進(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(yàn)選用NaCl溶液作為NDMP?N樹脂的再生劑。

　　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，隨著再生時(shí)間的增長(zhǎng)，脫附液COD與色度均升高。再生20min時(shí)，COD與色度變化曲線出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，說明此時(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?jī)?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脂的混合程度，選取再生體積比為1∶1。

　　3、結(jié)語

　　通過NDMP?N樹脂對(duì)生活污水的吸附再生效果的研究，得出主要結(jié)論如下：

　　(1)NDMP?N樹脂對(duì)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樹脂對(duì)COD、TN的去除率均高達(dá)40%以上;

　　(2)NDMP?N樹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)