[发明专利]一种利用离子交换树脂去除水体中邻苯二甲酸单酯类污染物的方法

说明书

 

技术领域：

本发明涉及一种利用阴离子交换树脂选择性去除水中邻苯二甲酸单酯类环境激素的方法 。

背景技术:

随着塑料制品的大量生产和广泛使用，越来越多的有机化合物被应用到塑料行业。邻苯二甲酸酯类作为一种增塑剂主要用来增加塑料制品的柔韧性，由于它跟塑料骨架本身只是通过范德华力结合，因此在生产和使用过程中会释放到水体环境中，而在天然水体中邻苯二甲酸酯类会缓慢降解为邻苯二甲酸单酯类。研究证明，天然水体中邻苯二甲酸单酯类污染物已达到普遍检出的程度。由于邻苯二甲酸单酯具有致癌、致畸、致突变的作用以及生殖毒性和内分泌干扰性，而且相比邻苯二甲酸酯类环境激素，单酯的危害要大一个数量级，因此需要采取适当的措施去除水体中的酞酸单酯类污染物。

水体中邻苯二甲酸单酯类污染物的去除方法主要包括针铁矿吸附法（专利申请号：201210200764.6）、微生物降解法（Norbert Scholz，Chemosphere，2003，53：921–926）和壳聚糖吸附法（Salim C.J.，Carbohydrate Polymers, 2010, 81: 640-644.）。其中两种吸附材料针铁矿和壳聚糖均具有廉价易得，对邻苯二甲酸单酯去除速率快的优势 ，但壳聚糖对邻苯二甲酸单酯的吸附量小（0.015 mg/g），同时存在再生困难的问题，吸附一次后便被废弃，往往容易造成二次污染；针铁矿虽然具有较大的吸附容量（120mg/g）并且容易再生，但是针铁矿为纳米级颗粒，吸附饱和后需要与原溶液过滤分离，操作繁复，往往容易造成吸附材料的流失。生物降解法虽然工艺成熟，操作简单，运行成本低，但去除速率慢，而且大部分邻苯二甲酸单酯被吸附于活性污泥中，容易造成二次污染。另外，由于邻苯二甲酸单酯的毒性较大，在水中的浓度要求不能太高，这也限制了生物降解法的广泛使用。

发明内容：

本发明旨在发明一种利用阴离子交换树脂作为吸附剂选择性去除水体中邻苯二甲酸单酯类污染物的方法，相比现有的去除技术，该方法具有吸附量大，选择性强，易于分离再生和操作简便的优势。

本发明的具体技术方案如下：

一种利用离子交换树脂去除水体中邻苯二甲酸单酯类污染物的方法，其特征是：该方法包括以下步骤：

1）将含邻苯二甲酸单酯类污染物的废水经过滤去除其中的不溶性杂质，然后将废水pH值调至6-8范围内；

2）在常温环境下，将步骤1）得到的废水通过装有阴离子交换树脂的床层；

3）当出水浓度达到进水浓度的2%时，停止吸附，用氯化钠溶液再对树脂进行脱附再生；

其中：

步骤3）中所得的含有氯化钠和邻苯二甲酸单酯的混合液循环利用，当脱附液中邻苯二甲酸单酯浓度达到5mmol/L后，通过重结晶作用将邻苯二甲酸单酯进行分离回收。

步骤1)中所述水体中邻苯二甲酸单酯的浓度为0.05-500mg/L；含邻苯二甲酸单酯类污染物的废水中主要为邻苯二甲酸单甲酯(MMP)，邻苯二甲酸单乙酯(MEP)，邻苯二甲酸单丁酯(MBP )，邻苯二甲酸单（2-乙基己基）酯(MEHP)。

步骤2)中所述常温环境为5-35℃；废水通过床层的流速为6-40BV/h。

步骤2)中所述阴离子交换树脂：骨架为苯乙烯-二乙烯苯，功能基为伯胺基、仲胺基、叔胺基或季胺基的强、弱碱性基团。

步骤3)中所述氯化钠浓度为1-2mol/L，脱附温度为20-40℃，脱附流速为0.5-5BV/h。

本发相比现有技术具有如下有益效果：

1、阴离子交换树脂对邻苯二甲酸单酯饱和吸附量较大，可以达到400 mg/g。

2、吸附工艺为柱吸附，操作简便，无需进一步过滤分离。

3、阴离子交换树脂对邻苯二甲酸单酯的去除主要是通过树脂上胺基与邻苯二甲酸单酯上酸性基团之间的静电作用实现的。 

 

具体实施方式

 

实施例1

将3.2ml (约1克) 功能基为季胺基的D201强碱性阴离子交换树脂装入带夹套的玻璃吸附柱中（Φ12×160mm）。进水中邻苯二甲酸单丁酯浓度为20mg/L，过滤后，将pH值调至6，在25±5℃条件下以25 BV/h 的流量通过树脂床层，处理量为2500 BV/批。经树脂吸附后，出水中邻苯二甲酸单丁酯平均浓度<0.01mg/L。