树脂吸附法处理黄连素模拟废水的的研究

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1、TREATMENTOFSIMULATEDBERBERINEWASTEWATERWITHRESINADSORPTIONADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyShanYongpingSupervisor:ProfessorWangliCollegeofChemicalandEnviromentalEngi

2、neeringMay2012声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswh

3、ollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要黄连素是一种重要的生物碱，是我国应用很久的中药。具有抗菌，抗病毒，降血糖，抗癌等多种功效。黄连素社会需求量很大，但其工业生产中的生产废水是一种极难处理的有机废水，这些废水的排放对饮用水安全和生态系统安全构成极大威胁。由于黄连素

4、废水高浓度、酸性强、生物毒性水质条件，传统的生物处理方法很难稳定运行。本文针对废水特征选用树脂吸附法对黄连素废水进行预处理，希望达到降低废水有机物浓度，提高废水可生化性的目的。本文根据树脂吸附原理，对可能适用的树脂进行了初步筛选；对筛选出的H103树脂进行了工艺条件的优化；对其吸附过程进行了动力学和热力学模型拟合，研究了H103树脂吸附黄连素的速率控制步骤和热力学特性；在此基础上进行了树脂的胺基修饰，并考察了修饰后树脂的物理性质、吸附效果、动力学和热力学特性的改变。黄连素模拟废水处理工艺条件试验表明，H103树脂对高

5、浓度黄连素的吸附效果良好，该树脂在50℃、pH7条件下能达到最佳吸附效果，8h时可达到吸附平衡。在pH为7条件下，200mL黄连素模拟废水中投加3.0gH103树脂可去除其中99%以上的黄连素；动力学模型计算表明，H103树脂对黄连素的吸附过程符合一级动力学方程。废水中黄连素浓度高于108mg/L时，颗粒内扩散和液膜扩散同时成为吸附速率的控制步骤；随着吸附过程的进行，当废水中黄连素的浓度下降到108mg/L以下时，因水中黄连素浓度下降导致液膜扩散成为吸附速率的唯一控制步骤。树脂吸附过程热力学研究表明，H103树脂吸附

6、黄连素的过程符合Freundlich吸附等温式，其拟合n值大于2，说明H103树脂是黄连素的优良吸附剂。热力学计算表明，H103树脂吸附黄连素的等量吸附焓大于0，该吸附过程是吸热过程；吸附焓变随吸附量的变化不呈线性相关，表明树脂内部孔道分布不均匀；吉布斯自由能变小于0，说明吸附过程能够自发进行。树脂处理黄连素模拟废水的动态吸附和脱附试验表明，H103树脂以高径比3:1填充，室温条件下处理pH7的黄连素模拟废水时，进样最佳流速为1bv/h，可用75%的乙醇在1bv/h流速下进行脱附。树脂胺基修饰试验表明，H系列树脂经胺

7、基修饰后，孔径和比表面积比原来略有增大，I山东科技大学硕士学位论文摘要修饰后吸附效果明显提高。胺基修饰后的树脂HX最佳吸附pH增大为8，胺基修饰后的吸附过程符合二级动力学方程，说明经胺基修饰后，树脂对废水中黄连素的吸附过程变得更加复杂。胺基修饰后的HX树脂吸附黄连素的过程仍符合Freundlich吸附等温式，其拟合参数n大于H103树脂，表明树脂经胺基修饰后对黄连素的吸附能力提高，更适合用于黄连素废水处理。关键词：黄连素；制药废水；树脂；吸附；预处理II山东科技大学硕士学位论文摘要ABSTRACTBerberinei

8、sanimportantalkaloidmedicinelongusedinChina.Ithasalargerequirementasitsefficaciesofantibacterial,antiviral,hypoglycemic,anti-cancer.Buttherecalcitrantwastewateraccompanywith