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酚类物质是一类原生质毒物，不只对生物体具有毒害作用，而且难以被降解，对水生生物以及水质形成严重污染。常用于含酚工业废水处理的办法有溶剂萃取法、活性炭吸附法、化学氧化法以及生物处置法等。
针状焦是生产高功率石墨电极的原料，其生产工艺所产生的废水通常含有浓度较高的挥发酚和少量的苯胺类物质，而且pH值较高，接近于10。在这种苛刻的条件下，上述处置办法难以到达良好的除酚效果。基于苯乙烯系骨架的树脂具有苯环构造，可以与酚类物质经过π-π作用分离，从而完成高效除酚，因而，本文研讨了一种以苯乙烯系树脂为吸附剂的针状焦废水处置办法。
1、实验过程
1.1 实验资料与仪器
废水取自鞍山某厂，其COD含量为48460mg/L，主要含有挥发酚12028.9mg/L、氨氮1057.83mg/L、硫化物806.18mg/L，pH值为9.49。苯乙烯系大孔吸附树脂、大孔强碱性苯乙烯系阴离子交流树脂、弱碱性苯乙烯系阴离子交流树脂。无水乙醇、氢氧化钠、盐酸(均为剖析纯)。
恒流泵(FlashA型)，气泵(OTS-750-30L型)，中压层析柱(15mm×360mm)，气质联用仪(GC-MS/7890A-5975C型)，高效液相色谱仪(iChrom5100型)，C18色谱柱(5μm，4.6mm×250mm)。
1.2 废水预处置及树脂活化办法
废水预处置：采用5μm的滤板过滤废水，除去悬浮物和固体杂质。
大孔强碱性苯乙烯系阴离子交流树脂和弱碱性苯乙烯系阴离子交流树脂活化步骤：清水浸泡树脂数次至上清液廓清。1mol/LHCl浸泡树脂24h后，用清水冲洗树脂至流出液pH接近中性。1mol/LNaOH浸泡树脂24h后，用清水冲洗树脂至流出液pH接近中性。
苯乙烯系大孔吸附树脂活化步骤：清水浸泡树脂数次至上清液廓清。无水乙醇浸泡树脂24h。清水冲洗树脂至无乙醇气息。
1.3 不同树脂的穿透和再生实验
动态吸附实验：分别取3种活化后的树脂60mL装于相同尺寸的中压层析柱(15mm×360mm)内，废水流速为5mL/min，每隔15min取流出液，稀释100倍后用高效液相色谱测定峰面积，绘制打破曲线。
静态脱附实验：
(1)大孔强碱性苯乙烯系阴离子交流树脂和弱碱性苯乙烯系阴离子交流树脂脱附：树脂吸附饱和后，用气泵将层析柱内的液体全部吹出，将1mol/L的NaOH泵满层析柱，浸泡1h。浸泡完毕后再次用气泵吹出液体，泵满1mol/L的NaOH浸泡1h，吹出液体完成树脂的脱附再生。
(2)苯乙烯系大孔吸附树脂脱附：树脂吸附饱和后，用气泵将层析柱内的液体全部吹出，并将无水乙醇泵满层析柱，浸泡1h。浸泡完毕后再次用气泵吹出液体，泵满无水乙醇并浸泡1h，吹出液体完成树脂的脱附再生。
1.4 树脂稳定性实验
将吸附效果最好的树脂反复动态吸附、静态脱附步骤3次，将流出液稀释100倍后用高效液相色谱测定峰面积，绘制打破曲线。
1.5 剖析办法
用气相色谱质谱联用对废水成分实行审定，剖析条件：HP-5MS毛细管色谱柱(30m×250μm×0.25μm)。载气：氦气。进样口温度：280℃。分流比：50∶1。溶剂延迟：0min。程序升温：色谱柱初始温度设为60℃，坚持2min。然后以15℃/min的速率升温至280℃，坚持15min。质谱电离方式：EI。电子能量：70eV。质量扫描范围：30～480u。传输线温度：280℃。离子源温度：230℃。四极杆温度：150℃。谱库：NIST。
依据高效液相色谱法测定流出液和原废水中峰面积的比值实行定量计算。色谱剖析条件如下。色谱柱：C18(5μm，4.6mm×250mm)。柱温：30℃。流速：1mL/min。检测波长：280nm。进样量：100μL。活动相：水-乙腈。梯度：0～15min，30%乙腈。15～30min，70%乙腈。30～45min，30%乙腈。
2、实验结果
2.1 废水气质联用剖析结果
将预处置后的废水稀释100倍，采用气质联用仪剖析，结果见图1。
从图1能够看出，废水主要含有7种物质，经过NIST图库比对肯定了物质成分，其中酚类物质峰面积占77.3%。
2.2 废水的高效液相色谱剖析结果
将预处置后的废水稀释100倍，采用高效液相色谱剖析，结果如图2所示。
从图2能够看出，在此色谱剖析条件下至少能检测出废水中的7种成分，保存时间集中在8～16min。由于在HPLC谱图中物质的含量与峰面积成正比，因而能够应用流出液与废水原液中峰面积的比值定量表示物质的含量。
2.3 树脂型号的选择
分别采用大孔强碱性苯乙烯系阴离子交流树脂、弱碱性苯乙烯系阴离子交流树脂和苯乙烯系大孔吸附树脂对废水实行处置，以处置前后总峰面积比值为参数绘制不同树脂的打破曲线(图3)。
从图3能够看出，苯乙烯系大孔吸附树脂对该废水中酚类物质的处置效果最好，废水的最大处置量到达了850mL。由于苯胺类物质也具有苯环构造，可以与苯乙烯系大孔吸附树脂经过π-π作用分离而被吸附，酚类和苯胺类物质总去除率能够到达98%。而大孔强碱性苯乙烯系阴离子交流树脂和弱碱性苯乙烯系阴离子交流树脂固然刚开端的吸附效果较好，但是当处置量到达200mL以后，吸附效果就疾速降低。因而，我们选用苯乙烯系大孔吸附树脂处置该废水。
2.4 吸附流速的选择
文献报道大孔吸附树脂处置含酚废水，采用每小时5倍树脂体积的流速实行吸附效果好，并且具有较高的经济效益。由于本实验运用的树脂体积为60mL，计算肯定最终的吸附流速为5mL/min。
2.5 洗脱条件的选择
改动洗脱剂无水乙醇浸泡树脂柱的次数和时间，绘制再生后树脂的打破曲线以优化洗脱条件，结果如图4所示。
由图4能够看出，用无水乙醇浸泡树脂柱2次的效果比1次好，阐明浸泡1次后还有大量的酚类物质残留在树脂上，树脂再生不完整，招致了吸附效果大幅度降落。树脂用无水乙醇浸泡2次，每次浸泡1h和2h后的树脂吸附效果相当，酚类和苯胺类物质的总去除率均在98%以上，最大处置量约为850mL，阐明此时曾经最大水平地完成了树脂的再生。思索到时间本钱和经济效益，最终选择的洗脱条件为用无水乙醇浸泡树脂柱2次，每次1h，这样仅需30mL无水乙醇就可完成树脂再生，并且其中还含有高浓度的酚类物质，便于回收应用。
2.6 苯乙烯系大孔吸附树脂稳定性实验
苯乙烯系大孔吸附树脂反复实行动态吸附-静态脱附实验3次，绘制打破曲线测试其运转的稳定性，结果如图5所示。
从图5能够看出，苯乙烯系大孔吸附树脂脱附再生3次后，对针状焦废水的吸附效果并没有太大的变化，酚类和苯胺类物质的总吸附率仍然在96%以上，最大废水处置量在850mL左右。这标明了苯乙烯系大孔吸附树脂具有很好的再生性能，吸附-脱附性能稳定。
3、结论
本文研讨了一种用苯乙烯系大孔吸附树脂处置针状焦含酚废水的办法，在去除酚类污染物的同时，还能有效去除其中的苯胺类物质。在5mL/min的流速下，60mL苯乙烯系大孔吸附树脂最大能处置850mL废水，酚类和苯胺类物质总去除率大于98%。用无水乙醇作为洗脱剂，浸泡树脂柱2次，每次1h，能够完成树脂再生，再生后树脂的吸附效果不变。苯乙烯系大孔吸附树脂吸附-脱附性能稳定，能够循环应用。该技术工艺简单、操作便当、绿色环保，在处置废水的同时，还能完成有用成分的回收应用，是一种值得推行的具有环境效益和经济效益的技术。
