【摘 要】
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食品,纺织,金属工业,石化和采矿等工业在世界范围内产生大量的含甲苯废水,导致严重的环境污染。传统的吸收材料存在溶胀严重、难以连续处理和循环使用困难等问题。为此,本文设计并制备海绵负载型有机溶剂吸收剂,该吸收剂有效吸收水中的有机溶剂,并具有良好的回收性能,实现对甲苯废水从高浓度至低浓度的连续化处理。本文以聚氨酯海绵为骨架材料,将丙烯酸树脂乳液均匀包覆在海绵上,最后固化得到AR/PUS吸收剂。结果表明
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食品,纺织,金属工业,石化和采矿等工业在世界范围内产生大量的含甲苯废水,导致严重的环境污染。传统的吸收材料存在溶胀严重、难以连续处理和循环使用困难等问题。为此,本文设计并制备海绵负载型有机溶剂吸收剂,该吸收剂有效吸收水中的有机溶剂,并具有良好的回收性能,实现对甲苯废水从高浓度至低浓度的连续化处理。本文以聚氨酯海绵为骨架材料,将丙烯酸树脂乳液均匀包覆在海绵上,最后固化得到AR/PUS吸收剂。结果表明:最佳的树脂负载方式为搅拌负载,最优搅拌负载条件为搅拌温度T=70℃、搅拌时长t=4 h、转速n=260 r/min、固含量w=37.28%,最佳固化条件为温度120℃、时间2 h。考察AR/PUS吸收剂的吸收性能发现:AR/PUS吸收剂对甲苯的吸收容量约为7.5 g/g;当吸收剂用量为1.0g,吸附温度为30℃,接触时间为360 min,转速为60 r/min时,对100 m L浓度为400 mg/L的甲苯废水的静态去除率为98.97%;当吸收剂床层高度为100mm、甲苯废水流速为1.0 m L/min时,对500 m L浓度为400 mg/L的甲苯废水的动态去除率为99.1%,此时溶液中甲苯浓度为3.6 mg/L。说明AR/PUS吸收剂对水中微量有机溶剂的去除率较低,未达到水质标准。为解决这个问题,在AR/PUS吸收剂表面构建花蔟状ZnO纳米棒,得到ZnO-AR/PUS吸收剂。结果表明,在AR/PUS吸收剂表面水热法生长ZnO晶体的最佳条件反应温度为85℃,种子层数为4,n（Zn（NO3）2）:n（HTMA）=2:1,在此条件下制备的ZnO-AR/PUS吸收剂表面均匀呈现花蔟状ZnO纳米棒,这种结构具有较大的粗糙度,对甲苯的吸收容量达到7.2 g/g。当吸收剂用量为1.0 g,吸附温度为30℃,接触时间为360 min,转速为60 r/min时,对100 m L浓度为400mg/L的甲苯废水的静态去除率为99.92%。当吸收剂床层高度为100 mm、甲苯废水流速为1.0 m L/min时,对500 m L浓度为400 mg/L的甲苯废水的动态去除率为99.98%,即甲苯浓度为0.08 mg/L,超过AR/PUS吸收剂对水中微量有机溶剂的去除率。但是,ZnO-AR/PUS吸收剂对有机溶剂的吸收容量相对较低。最后,在三聚氰胺海绵表面负载聚糠醇,得到PFA/MS吸收剂。以PFA/MS吸收剂对甲苯/水的吸收容量为指标,得到最优PFA/MS吸收剂制备条件:糠醇-乙醇溶液浓度为25 mg/m L、糠醇浸润时长为2 h、稀盐酸浓度为1.0 M、糠醇聚合时长为4 h和干燥温度为40℃。结果表明:PFA/MS吸收剂对甲苯的吸收容量高达50.4 g/g,并以25%甲苯乳化液为代表,考察ZnO-AR/PUS吸收剂以及PFA/MS吸收剂两种吸收联合使用,最终经PFA/MS吸收剂处理后浓度为570mg/L,再将经PFA/MS吸收剂处理后的甲苯溶液经ZnO-AR/PUS吸收剂进行处理后,甲苯浓度处于0.1 mg/L左右,远低于生活饮用水卫生标准甲苯的限值,完成从高浓度甲苯乳化液至低浓度甲苯溶液的连续化处理。
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