树脂吸附法对印染废水生化出水的深度处理研究

胡大波，谢良国

（泉州南京大学环保产业研究院，福建 泉州 362000）

印染废水成分复杂，污染物浓度高，产生量大，色度深[1-3]，随着排放标准的不断提高，印染废水急需进行深度处理。树脂吸附法具有操作简单、无二次污染、树脂可再生利用等优势，可以用于深度处理印染废水生化出水[4-7]，有效保护水环境。

1 试验部分

1.1 试剂与仪器

强碱性阴离子交换树脂（NDA-88）由江苏国创新材料研究中心有限公司提供；印染废水生化出水由石狮市祥芝污水处理厂提供；NaOH、NaCl 和HCl 均为分析纯，采购于国药集团化学试剂有限公司。

电热恒温鼓风干燥箱型号为DHG-9140A，由上海精宏实验设备有限公司生产；蠕动泵型号为BT01-100，由保定兰格恒流泵有限公司生产；自动部分收集器型号为BSZ-40，由上海沪西分析仪器厂有限公司生产；离子交换柱规格为Φ15 mm×450 mm；恒温摇床型号为HZQ-Q，由常州市华普达教学仪器有限公司生产。

1.2 分析方法

化学需氧量（COD）参照《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》（HJ 828—2017）进行测试。

1.3 NDA-88 树脂吸附动态平衡试验

取一个250 mL 的锥形瓶，用量筒移取10 mL 的NDA-88 树脂倒入锥形瓶中，再往锥形瓶中加入200 mL的印染废水生化出水，在常温下振荡一段时间后取样进行COD 测试。取样时间设定为5 min、15 min、30 min、1 h、1.5 h、2 h、3 h、4 h、6 h、8 h、12 h 和24 h，每次取样5 mL。

1.4 pH 对NDA-88 树脂处理印染废水生化出水的影响

分别配制浓度为0.1 mol/L 的盐酸溶液和氢氧化钠溶液，调节印染废水生化出水的pH。将印染废水生化出水分别调节为酸性（pH 为2）、中性（pH 为7）、碱性（pH 为9）。量取10 mL 的NDA-88 树脂置于锥形瓶中，并分别向锥形瓶中依次加入20 BV（床体积，即200 mL）的不同pH 的印染废水生化出水。将锥形瓶置于恒温摇床中振荡6 h，并取样分析印染废水生化出水中COD 的去除情况

1.5 NDA-88 树脂的柱吸附试验

取20 mL 活化过的NDA-88 树脂装填到树脂柱中，并以顶部进水、底部出水的方式进行树脂吸附试验，流速为1 mL/min，收集不同时间段的出水进行COD 测试。树脂吸附饱和后，采用NaOH 和NaCl 的混合溶液浸泡2 h，再将脱附液放尽后用去离子水洗至溶液pH 呈中性。

2 结果与讨论

2.1 NDA-88 树脂吸附动态平衡试验结果

印染废水生化出水的COD 浓度随着吸附时间的变长而减少，吸附时间大于6 h 后，COD 浓度下降速率变小，说明达到吸附平衡状态；进一步延长吸附时间，COD 浓度维持在35 mg/L 左右，并未显著降低，说明此时树脂接近饱和交换容量[8-9]。采用NaOH（5%）和NaCl（15%）的混合溶液对动态吸附平衡后的NDA-88 树脂进行脱附再生，再生完成后的NDA-88树脂重复试验15 次，每次吸附时间为6 h，分析15次吸附饱和后印染废水生化出水的COD 浓度。经过15 次吸附和再生的重复试验，NDA-88 树脂仍然具有较好的COD 去除效果，达到饱和交换容量后，废水中COD 浓度仅提高5 mg/L，NDA-88 树脂能够重复再生使用，效果下降不明显。

2.2 pH 对NDA-88 树脂处理效果的影响

调节印染废水生化出水的pH，采用NDA-88 树脂对其进行吸附试验，结果如图1 所示。由图1 可以看出，随着pH 的升高，经NDA-88 树脂处理同样时间后，印染废水生化出水的COD 浓度逐渐降低；当废水pH 调至2 时，印染废水生化出水的COD 浓度最高，说明酸性条件不利于NDA-88 树脂处理印染废水生化出水，因此选用碱性条件对废水进行处理，研究其穿透特性。

图1 不同pH 条件下NDA-88 树脂吸附效果比较

2.3 NDA-88 树脂穿透特性研究

体积为20 mL 的NDA-88 树脂对印染废水生化出水中COD 吸附的穿透曲线如图2 所示。NDA-88 树脂对印染废水生化出水中COD 的穿透体积为170 BV，说明NDA-88 树脂对印染废水生化出水的COD 具有较大的处理量和较高的去除率。每1 mL 树脂可处理170 mL 印染废水生化出水。当吸附时间小于25 h 时，COD 浓度处于比较低的水平，说明在此吸附时间以内树脂具有较高的吸附交换容量，此时树脂吸附试验受树脂的体积控制。当吸附时间大于25 h 时，COD浓度逐渐升高，最终达到饱和交换容量。

图2 NDA-88 树脂对印染废水生化出水中COD 吸附的穿透曲线

3 结论

强碱性阴离子树脂（NDA-88）可以有效去除印染废水生化出水的COD，处理体积约为170 BV，碱性条件下吸附试验效果最佳，经过15 次循环使用，NDA-88 树脂的处理效果略微下降，但仍能将印染废水生化出水的COD 处理至较低浓度，符合《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—2012）的要求。