[发明专利]用丙烯酸大孔吸附树脂清除水溶液中有机物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用丙烯酸大孔吸附树脂去除水溶液中有机物的方法，属水处理方法制造领域。 

背景技术

随着工业的迅速发展和人们生活水平的日益提高，产生的工业废水和生活污水也越来越多，从而导致水体污染越来越严重。水质恶化的主要特点是水中溶解性有机物增加。天然水中有机物含量升高，给工业用水和民用生活用水带来很大危害，如何去除水中有机物已成了工业用水和自来水处理中亟待解决的问题。 

天然水被污染后水中有机物很复杂，有天然有机物(包括腐殖质等)和人工合成有机物(化工排放)以及消毒副产物等，后两者大多数为有毒有机污染物，其中包括三致有机污染物，目前全世界在水中已检出2221种有机物，饮用水中就有765种，其中107种为三致物质(致癌致突变致畸变)。1974年美国发现饮用水中加氯后会产生氯仿等消毒副产物，而在水中致癌或可能致癌物质中氯仿是含量最高的物质，水源水中的腐殖质以及其他有机物构成可能转化为氯仿的母体，对人们健康影响很大。 

天然水中有机物对工业生产的危害也很大。水中有机物在工业水处理中会造成水处理装置的瘫痪和用水设备的损坏，以致工业产品的报废。前者最具代表性的是对水处理中阴树脂的污染，导致阴树脂性能下降，出水水质变差，后者最典型的是对发电厂锅炉的危害，表现最突出的就是酸腐蚀问题损坏设备。 

天然水体中有机物按其存在的形态分为悬浮态、胶态和溶解态三种，我们通常称的水中有机物是这三者之和。混凝、澄清、过滤是常规工业给水处理系统中最前面的处理设备，称之为水的预处理。在预处理阶段，有机物的去除主要依靠混凝澄清。在混凝澄清处理过程中COD的去除率约为20％～60％，去除率波动范围很大的主要原因是混凝、澄清对悬浮态及胶态有机物的去除率较高(最大可达80％～90％)，而对溶解态有机物的 去除率很低，接近0。 

去除水中溶解的有机物的方法目前有吸附法、氧化法、膜法三大类，目前在工业上广泛应用的是活性炭吸附法。 

活性炭(主要是粒状活性炭)为代表的吸附处理工艺是目前工业上去除水中有机物的首选技术，因为其原料来源丰富，比表面积大，对农药及其他有机物的去除率较高。活性炭按形状分为粒状活性炭、粉状活性炭和活性炭纤维三种，目前水处理用的最广的是粒状活性炭过滤吸附。活性炭对水中有机物的去除率一般在20％～70％之间，这与水中有机物的种类、形态、分子尺寸有关。 

活性炭吸附处理在工业上应用的最大问题是活性炭吸附容量有限、使用周期短、再生困难，目前在水处理中用于吸附水中有机物的粒状活性炭运行周期一般仅有几个月，再加上至今仍没有满意的再生方法(失效后必须更换)，从而使活性炭吸附处理的经济性变差，费用很高。 

以吸附为主要特征的大孔吸附树脂其主要特征大体与交换树脂相似，大多数以苯乙烯一二乙烯苯共聚物或甲基丙烯酸酯与适当非芳香族物交联而成，呈颗粒状，具有耐热、耐酸碱、耐氧化、耐渗透压、耐气流擦洗、不溶解于有机溶剂且具有不同的溶胀特性等性能。 

含有大量孔隙的多孔吸附树脂，内部体系疏松、杂乱，取向无规则。自然光线折射杂乱，不能连续通过，因此，在内眼下外观呈乳白色。 

虽然不同类型的树脂对不同体系中不同性质吸附质的吸附情况很不相同，但是，这些高分子材料在吸附过程中具有以下共同特点：树脂内含有直径在5～25nm的无数细孔，比表面积为100～1300m²/g，与活性炭接近，因此，能吸附大量有机污染物。被吸附的物质从接近颗粒表面的大孔逐步扩散到颗粒内部的细孔中，并吸附在细孔表面上。在孔径适宜的情况下。对于具有相同孔隙率的吸附剂，其吸附量一般随比表面积的增大而增大。 

吸附现象涉及到树脂与被吸附有机物之间各种类型的范德华力的相互作用，如憎水键合作用、偶极--偶极作用、氢键等，这些对吸附起着极为重要的作用。一般而言，憎水、非极性分子或者分子中憎水、非极性部分易被憎水，非极性表面所吸附。反之，则易被亲水、极性表面所吸附。同理，吸附树脂在不同极性的溶剂里呈现出不同的吸附性能。