起爆藥在我國的軍工領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用,相當(dāng)一部分起爆藥為有機(jī)或無機(jī)酸的重金屬鹽,在起爆藥的生產(chǎn)過程中將會產(chǎn)生重金屬廢水。重金屬廢水是對生態(tài)環(huán)境和人類健康危害最大的工業(yè)廢水之一,隨著我國的工業(yè)化不斷深入,重金屬廢水所帶來的污染日趨嚴(yán)重,直接威脅到人民的身心健康。近幾年來,我國的重金屬廢水污染事件頻繁發(fā)生,再次給我們敲響了警鐘。K·D復(fù)鹽起爆藥為我國自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品,國外并沒有對該廢水問題進(jìn)行研究報道�，F(xiàn)在針對K·D復(fù)鹽起爆藥重金屬廢水的處理工藝雖然能使出水達(dá)到國家相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn),但是處理工藝選擇性差,有可能造成二次污染,并不是最佳的選擇。由于重金屬廢水污染的嚴(yán)重性,其所帶來的環(huán)境污染問題也得到越來越多的重視,加之當(dāng)今不可再生資源短缺,因此,研發(fā)出更加環(huán)保有效的起爆藥生產(chǎn)廢水處理技術(shù)以及新型離子交換樹脂不僅可以有效的治理重金屬廢水、保護(hù)環(huán)境,同時可以減輕企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。相比于其他常規(guī)的重金屬廢水處理方法和吸附劑,離子交換樹脂吸附法具有處理效率高、操作簡便、成本低等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注。 本文在此基礎(chǔ)上,主要研究了2個方面的內(nèi)容。一是,針對K·D復(fù)鹽與GTG起爆藥生產(chǎn)廢水中含有的鉛、鎘兩種主要的重金屬污染物,考察了D418和001×7兩種離子交換樹脂處理工藝在K-D復(fù)鹽起爆藥生產(chǎn)廢水中的應(yīng)用研究以及對鉛、鎘離子的吸附行為。通過對兩種離子交換樹脂的篩選,采用較好的001×7離子交換樹脂作為處理K·D復(fù)鹽起爆藥生產(chǎn)廢水中金屬離子的吸附劑進(jìn)行進(jìn)一步的工程化與資源化研究。二是,為了進(jìn)一步提高離子交換樹脂的吸附性能,探討了離子交換樹脂的改性研究,并研究了改性離子交換樹脂對金屬離子的吸附性能。本研究在促進(jìn)離子交換樹脂處理工藝在起爆藥重金屬廢水中的進(jìn)一步應(yīng)用以及為實(shí)際工程應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支持、緩解重金屬廢水所帶來的環(huán)境危害等方面具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先探討了離子交換樹脂的改性研究,以D401離子交換樹脂為母體對其進(jìn)行進(jìn)一步功能化修飾,制備出一種改性D401離子交換樹脂,并用紅外光譜、掃描電鏡對其進(jìn)行了表征,對比了D401離子交換樹脂改性前后對鉛離子的吸附性能,并從吸附等溫線、吸附熱力學(xué)、吸附動力學(xué)、脫附性能以及吸附機(jī)理等方面考察了改性D401樹脂對鉛離子的吸附性能。掃描電鏡、紅外光譜、能譜分析等表征手段表明改性D401樹脂表面具有孔結(jié)構(gòu),含有-N(CH2COOH)2、-SO3H兩種功能基團(tuán)；改性D401樹脂對鉛離子的吸附量較改性前有了明顯的提高；吸附過程符合Freundlich和Langmuir等溫吸附方程,液膜擴(kuò)散為鉛離子在改性D401樹脂上吸附速率的主要控制步驟；改性D401樹脂具有較快的吸附速率,且脫附性能穩(wěn)定、重復(fù)使用性好；改性D401樹脂對鉛離子的吸附有兩種途徑：功能基團(tuán)-N(CH2COOH)2中的N、O原子與pb2+形成配位鍵,而功能基團(tuán)電離出的H+與pb2+發(fā)生了離子交換。 其次研究了D418、001×7離子交換樹脂對K·D復(fù)鹽與GTG起爆藥生產(chǎn)廢水中存在的鉛、鎘離子的吸附行為,并研究了對K·D復(fù)鹽起爆藥實(shí)際生產(chǎn)廢水的動態(tài)吸附。結(jié)果表明,Freundlich和Langmuir等溫方程均適合描述鉛離子在D418樹脂上的等溫吸附過程,Freundlich等溫方程更適合描述鎘離子在D418樹脂上的等溫吸附過程；而鉛離子在001×7樹脂上的吸附過程符合Langmuir等溫吸附方程,Freundlich等溫方程更適合描述鎘離子在001×7樹脂上的等溫吸附過程。液膜擴(kuò)散與顆粒內(nèi)擴(kuò)散共同影響著鉛離子、鎘離子在D418、001×7離子交換樹脂上吸附速率。D418離子交換樹脂對K·D復(fù)鹽起爆藥生產(chǎn)廢水中鉛離子的動態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)確立的適宜工藝條件為：吸附流速,6 BV/h；吸附溫度,313 K；脫附流速,3 BV/h；脫附溫度,室溫；脫附劑,3mol/L的硝酸；脫附劑用量,5 BV。001×7離子交換樹脂對K·D復(fù)鹽起爆藥生產(chǎn)廢水中鉛離子的動態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)確立的適宜工藝條件為：吸附流速,6 BV/h；吸附溫度,室溫；脫附流速,3 BV/h；脫附溫度,室溫；脫附劑,3mol/L的硝酸；脫附劑用量,4 BV。 最后考察了離子交換樹脂吸附工藝在K·D復(fù)鹽起爆藥生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用研究。通過對D418、001×7兩種離子交換樹脂的篩選,采用001×7離子交換樹脂作為處理K·D復(fù)鹽起爆藥生產(chǎn)廢水中金屬離子的吸附劑,進(jìn)行進(jìn)一步的工程化與資源化研究,為K·D復(fù)鹽起爆藥生產(chǎn)廢水除鉛段提供了一種處理效率高、操作簡便、能夠避免二次污染的新工藝,并提供了一種可以對金屬離子進(jìn)行回收的綜合處理方法。穩(wěn)定性放大實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,采用所選定的適宜的吸附和脫附條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),001×7樹脂用于處理K·D起爆藥生產(chǎn)廢水中的鉛,其吸附、脫附性能穩(wěn)定,可使出水達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)排放,單位體積樹脂對該廢水的處理量達(dá)到84倍樹脂體積,對鉛的處理效果良好,去除率接近100%,脫附率達(dá)到94%以上。同時穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)也表明,上批次2 BV低濃度的脫附液套用于下批次的樹脂脫附,樹脂的脫附率保持穩(wěn)定,不影響下批次的吸附效果。采用離子交換樹脂工藝處理起爆藥生產(chǎn)廢水中的金屬離子,不僅具有較高的處理效率,同時可以避免二次污染的產(chǎn)生,對鉛進(jìn)行回收利用,因此是一種較好處理起爆藥生產(chǎn)廢水中金屬離子的方法。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：X789
【部分圖文】：

圖3.2等溫線對比Figure3.2ComParisonofequilibriumadsorptionisotherms以明顯看出，改性D401樹脂在3個溫度條件下的吸附量均酸基引入到D401樹脂后，有助于提高其對Pb2+的吸附容量同溫度下改性D401樹脂對Pb2+吸附容量增加量的變化。︵。談E︶

一-一298Kmodi們edD401一.一313Kmodi行edD401一‘一333Kmod幣edD4OI--一298KD4O，---一313KD401---一333KD4OI︵匆6E︶。O~粉獷聰、，1一「---，尸---〕-一-，----100150200250300350ce(mglL)圖3.2等溫線對比Figure3.2ComParisonofequilibriumadsorptionisotherms顯看出，改性D401樹脂在3個溫度條件下的吸附量引入到D401樹脂后，有助于提高其對Pb2+的吸附容度下改性D401樹脂對Pb2+吸附容量增加量的變化。

Figure3.4InerementeffieieneyofadsorptioneaPaeityatdifferenttemPeratureandinitialeoneentration從圖3.3可以看出，改性D401樹脂對Pb2+吸附量的增加量隨著溫度、溶液初始濃度的增大而增大。由圖3.4可以看出，吸附量的增加率隨著溶液初始濃度的增大而增大，而在所研究的初始濃度范圍內(nèi)，吸附量的增加率隨著溫度的升高并沒有規(guī)律性的變化。3.3.2.2吸附平衡時間的比較吸附平衡時間是樹脂吸附性能的一個重要指標(biāo)，吸附平衡時間越短，越有利于操作過程的進(jìn)行和成本的減少。圖3.5描述的是298K溫度下，改性D401和D401樹脂對300m留L濃度的鉛離子的吸附平衡時間對比。一-一modi們 edD4OI_.一D401./’一.一’一’///_一.—.甲聲一廠.︵616互。O 060 120180燈 min 240300圖3.5平衡吸附時間 Figure3.5Equilibriumadsorptiontime從圖中可以看出，改性D401和D401樹脂在經(jīng)歷初始階段的快速吸附后，隨著時間的延長，吸附速率有所減小，并逐漸達(dá)到平衡。在前l(fā)h的快速吸附階段
【引證文獻(xiàn)】

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1 吳煒亮;固定化脂肪酶促酯交換反應(yīng)制備低能量可可脂的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

本文編號：2877501