论文部分内容阅读
二甲胺(dimethylamine,简称DMA)是一种重要的化工原料,广泛应用于农药、制药、橡胶、皮革和有机化学工业中,但DMA及其产品在生产和使用过程中会产生大量含胺废水。如合成革企业采用精馏工艺回收溶剂N,N-二甲基酰胺(DMF)时,塔顶产生的每升废水中往往含有数千毫克的二甲胺。这些废水若不加以处理而直接排放,会造成环境的污染以及资源的浪费,因此采取有效的治理和回收措施十分必要。本文进行了离子交换法处理DMA废水的研究,以期为离子交换法在DMA废水处理技术中的应用提供理论指导。通过比较001×7,D001和ZGSPC106型三种树脂对DMA的静态吸附容量和吸附速率,选用ZGSPC106型树脂对浓度为800~2000 mg/L的DMA模拟废水进行了静态和动态吸附试验,探讨了溶液初始pH、初始浓度、温度、交换时间和流速等对DMA去除效果的影响以及合适的再生条件,分别从静态吸附的热力学和动力学角度,考察了树脂对DMA的吸附特性,并进一步用红外光谱的方法分析探讨了树脂吸附DMA的机理。静态试验结果表明:ZGSPC106型树脂对DMA具有较高的吸附容量,293K下,树脂的静态饱和吸附容量为138.89 mg/g(干树脂);在溶液的自然pH条件下(即不加入酸或碱),树脂对DMA的吸附效果最佳,吸附平衡时间为12 min,高浓度的Na+、Ca2+、Mg2+和Fe3+对吸附产生较大干扰。动态试验表明:进液流速为20 ml/min较为适宜,饱和树脂通过2 mol/L HCl溶液,以10 ml/min的流速洗脱后可重复利用,4倍树脂体积的HCl溶液对饱和树脂的洗脱率可达90%以上。在选定的吸附和洗脱条件下,树脂对DMA的吸附和解吸性能比较稳定,再生率均接近95%,且树脂反复使用10次后无明显破碎现象,具有良好的机械性能。热力学研究表明:Langmuir等温方程比Freundlich等温方程能够更好的拟合树脂对二甲胺的吸附过程,该吸附可自发进行(△Go<0),且为熵增加(△So>0)的吸热(△Ho>0)过程;吸附动力学结果符合准二级动力学模型,颗粒扩散是树脂吸附DMA速率的主要控制步骤。吸附DMA前后树脂的红外谱图也表明DMA可被树脂吸附且是以离子形式被吸附的。