基于pta生产中母固水资源化回用技术的研究

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1、南京工业大学硕士学位论文PTA生产中母固水资源化回用技术的研究姓名：尚合顺申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：管国锋20030401南京工业戈学硕士论支摘要／。(精对苯二甲酸(PureTerephthalicAcid，PTA)是涤纶生产中不可或缺的原材料。PTA生产中产生的废水多数用生化法处理使之达到排放标准后直接排放，部分研究者报道对废水中的TA固体颗粒、金属催化剂、以及部分有机副产物回收利用，对于水的回用少见报道。爿。对废水需同时回用TA固体颗粒、部分有机副产物以及绝大部分水的要求，j本文采用膜分离法回收1’A固体、离子交换法去除金属离子

2、耦合技术处理PTA废水。研究结果表明，经该耦合技术处理后的水可以达到回用的工艺要求，而且经济上合理。针对陶瓷微滤膜错流过滤脱除PTA废水中的有机颗粒的过程，本文选用孔径为200rim、800nm的A1203膜，考察了膜材料、膜孔径、压力、错流速度、温、＼度等因素对错流过滤过程的影响，确定了合适的错流过滤工艺操作参数：操作压力0，3MPa左右，错流速度2～4irds，操作温度选择50--90’C(工厂水温)。考察了高压反冲对膜过滤通量的影响，确定了合适的反冲条件：反冲压力0．4MPa，反冲周期40分钟，反冲时间1秒。为去除PTA废水中含有的金属离子，

3、本文研究了离子交换法去除废水中的Na+、Mn2+、Fe2+等离子。通过离子交换树脂的筛选和静态交换行为的考察，发现；强酸型磺酸功能基的阳离子交换树脂Amberjet1500H、Amberjet1600H自2有效去除母固水中的金属离子，处理后水能够达到工艺水回用标准；1600H树脂随着接触时阊的增加，工作交换容量先是迅速增加，在120分钟增加缓慢，离子交换反应已趋于平衡；升高温度促进了离子交换反应的进行，建议选用504C作为操作温度；随着固液比的增加静态饱和交换量增加。可以更加彻底的去除金属离矗r／／【f对离子交换树脂的动态交换行为的研究，测定了15

4、00H树脂和1600H树脂

5、的透过曲线，两种树脂的动态交换容量均为QA=1，473eq／L；考察了金属离子浓度对动态交换容量的影响，发现随着金属离子浓度的增加动态交换容量增大。考察了离子交换树脂的再生效果，采用HCl作为树脂的再生剂，当(HCl的质量。g)／(树脂的体积，L)=350时，再生效果良好，经济上较为合理。『，y／尚舍顺PTA生产中母固水资源化回用技术研究本文对母圆水中的金属离子在1600H树腊上的动力学机理进行了初步探讨，结果表明本过程近似为液膜扩散控制；回归出各个温度下的液膜扩散的反应速率常数，得到了各个温度下的液膜扩散方程；结合Ar

6、rhenius公式对液膜扩散过程的活化能进行了研究，回归得到E=6．856kJ／tool；得到PTA母固水中的金属离子在1600H树脂上的交换动力学总方程式：一In(1一F)=l+tXexp(-5．073一o．825-；)。I——’一“l本文采用膜分离装置进行了工厂的侧线试验研究，确定了合适的操作条件：操作压力为0．2MPa，膜面流速为5．0m／s，操作温度为实际水温，反冲时间为ls，反冲周期为5rain，反冲压力为O．5MPa，200nm孔径膜清洗周期为690rain，平均渗透通量为325L／(m2．h)。同时对其技术经济性能做出评价，为工厂投资

7、提供～些参考意见。试验表明。采用陶瓷膜微滤法和离子交换法耦合处理母固水时，每吨母固水处理后可获利26．78元。1矿／关键词：PTA废水无机膜离子交换树脂金属离子同用玎南京工业大学硕士论文ABSTRACTPureTerephthalicAcid(PTA)istheveryimportantrawmaterialintheprocessofpolyestermanufacture．ThePTAwastewaterwastreatedbybiochemistocomeuptothestandardsandthenwasdischarged．Somewer

8、ereposedintherecoveryofTAsolidparticle，metalcatalystandsomeorganicby—product，andfewwerestudiedintherecoveryofwastewater．InordertoobtaintherequirementofrecoveryofTAsolid，someorganicby-productandmostofwater,thecombinedmethodsofmembraneseparationandionexchangewerestudiedinthepape

9、r,Theresultsindicatedthatthetreatedwastewatercouldachievethet