树脂吸附法资源化回收草甘膦工艺研究

2012-12-25朱建民陈华伟陈静周曙光姜胜宝姚二艳申永

杭州化工 2012年2期

关键词：草甘膦母液阴离子

朱建民，陈华伟，陈静，周曙光，姜胜宝，姚二艳，申永

（浙江新安化工集团股份有限公司精细化工研究所，浙江建德 311600）

树脂吸附法资源化回收草甘膦工艺研究

朱建民，陈华伟，陈静，周曙光，姜胜宝，姚二艳，申永

（浙江新安化工集团股份有限公司精细化工研究所，浙江建德 311600）

采用吸附法研究了LX－9弱碱性阴离子吸附树脂对废水中草甘膦的吸附工艺，探索了吸附温度、进料浓度和进料速度几个因素对草甘膦吸附率的影响。结果表明：在5℃的吸附温度，1.0%的草甘膦进料浓度和2 BV／h的进料速度下，草甘膦的吸附性能最好。回收工艺中草甘膦吸附率达85%，脱附率达90.6%，工艺经济性好，可给生产企业带来经济效益。

吸附法；树脂；草甘膦废水

草甘膦是美国孟山都公司开发的有机膦内吸传导广谱灭生性除草剂［1－2］，广泛应用于果园、非农田、道路和转基因作物的除草。草甘膦生产过程中产生大量含1%草甘膦的废水，该废水过去普遍被生产企业用于配制10%草甘膦水剂，面对农业部和工信部联合发布的第1158号公告，草甘膦母液处理成了研究机构和生产企业的重点研发课题。

根据文献［3－4］报道，草甘膦生产废水可采用化学氧化法、电解法、生化法等工艺进行处理，但这些方法都没有考虑对草甘膦进行回收利用，经济效益差。树脂吸附法作为一种固相萃取分离方法［5－7］，已经在化工生产废水的治理上得到了广泛应用。弱碱性阴离子吸附树脂包含许多具有微观小球的网状孔穴结构，具有一定的极性基团，使树脂具有较大的吸附能力，且这些网状孔穴的孔径有一定的范围，使它们对通过孔径的化合物根据其分子量的不同而具有一定的选择性。因此，有机物根据吸附力的不同和分子量的大小，在吸附树脂上经吸附、脱附后可达到分离和回收的目的。本文选择具有较强选择性和吸附能力的LX－9弱碱性阴离子吸附树脂吸附草甘膦废水中的草甘膦，研究了吸附温度、进料浓度和进料速度几个因素对草甘膦吸附率的影响。

1 实验部分

1.1 实验试剂及材料

乙醇（99.7%，分析纯，杭州长征化学试剂有限公司）；去离子水；LX－9弱碱性阴离子吸附树脂（蓝晓科技有限公司）；草甘膦废水（甘氨酸＝1～3% ，增甘膦＝2 ～ 4%，草甘膦＝0.7 ～ 1.5%，氯化钠＝12～18%，新安化工二厂生产）。

1.2 实验仪器及设备

吸附柱；蠕动泵（BT100搅拌器型，上海精科实业有限公司）；低温恒温槽（THD－3010型，宁波天恒仪器厂）；高效液相色谱（Summit P680型，美国Dionex公司）。

1.3 实验方法

1.3.1 树脂预处理实验

（1）用2倍体积的乙醇浸泡2 h，并不时搅动，使树脂充分溶胀。

（2）将已充分溶胀的树脂装柱，以1 h 3至4倍床体积的流速，将5倍的乙醇通过树脂层，至流出液加水稀释不变混。

（3）乙醇处理后，以1 h 6倍床体积的流速将去离子水通过树脂层，置换出乙醇即可开始下一步吸附实验。

1.3.2 吸附和脱附实验

首先将草甘膦母液进行沉降、分离，得到澄清母液；将预处理后的草甘膦母液上柱吸附，控制一定的吸附温度和进料流速，使母液流经树脂，草甘膦被吸附，吸附出水进行废水处理；吸附饱和后用4%NaOH溶液进行脱附，然后用盐酸调节pH至1.5～2，沉淀过滤、干燥，得到草甘膦晶体。

2 结果与讨论

2.1 吸附温度对草甘膦吸附率的影响

选择2BV／h的流速条件下进行吸附实验，考察不同吸附温度对草甘膦吸附率的影响，结果见图1所示。从图1结果可知，低温有利于树脂对草甘膦的吸附，该树脂为弱碱性阴离子吸附树脂，依靠范德华力进行吸附，吸附过程是放热的，因此，当吸附已经达到平衡时，温度上升其吸附量将降低。

图1 吸附温度对草甘膦吸附率的影响

2.2 进料浓度对草甘膦吸附率的影响

配制 0.25% 、0.5% 、1.0% 、1.25% 、3.0% 、5.0%不同草甘膦浓度的草甘膦废水，探索弱碱性阴离子吸附树脂最适合的进料浓度，结果见图2所示。从图2结果可知，进料浓度越低，草甘膦的吸附率越高，从经济角度考虑，在生产中可直接使用1.0%含量的草甘膦废水进行处理，不需要进行稀释处理。