CN110372080A - 联合去除工业废水中重金属离子的处理剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，原料包括聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球、乙二胺四乙酸、二硫代氨基甲酸盐、聚乙烯亚胺、戊二醛、黑荆树单宁、聚(2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸)、马来酸酐、二烃基二硫代磷酸盐、聚天冬氨酸、2‑氨基‑3‑巯基丙酰壳聚糖、聚乙烯亚胺基黄原酸钠、巯基乙酸、邻苯二甲酸二丁酯、聚环氧琥珀酸、磺代丁二酸二辛钠酯、交联剂、偶联剂；能够在共存离子下联合去除工业废水中重金属离子，不受离子干扰的影响，能与水溶液中的大多数一价和二价的重金属离子，如：Fe²⁺，Ni²⁺，Pb²⁺，Ag⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Hg²⁺，Ti⁺以及Cr³⁺等离子形成稳定的化合物而沉淀出来，从而达到去除重金属离子的目的，不论废水中重金属离子浓度高低，都能达到去除效果。当多种金属离子共存时，也能同时去除；当重金属离子以络合盐形式(EDTA,四胺等)存在时，也能发挥良好的去除作用。

Description

联合去除工业废水中重金属离子的处理剂

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及一种联合去除工业废水中重金属离子的处理剂。

背景技术

重金属废水，即由重金属衍生而来的各类废水。而重金属在环境生态学上，从毒性及元素迁移转化规律的角度考虑，一般把含As，Se和Al等的废水也包括在重金属废水范畴内，现阶段传统环境领域所说的重金属主要是指Hg，Pb，Cd，Cr以及具有重金属特性的类金属As等生物毒性显著的元素，有时也指具有一定毒性的Zn，Cu，Co，Ni，Sn等一般的重金属。含重金属离子的工业废水主要来源于机械加工、矿山开采业、钢铁及有色金属的冶炼和部分化工企业。矿山工业产生的废水主要是采矿和选矿废水，其中含有各种矿物质悬浮物和有关金属离子。有色冶金、加工业排出的废水中，多含有汞、砷、铬等元素。此外，一些轻工业和化学工业排出的废水也含有汞、镉、砷等重金属。现代化工生产的发展中一些重金属作为原料或催化剂广泛用于生产，产生的含重金属废水从数量和种类都大大增加，造成了严重的环境污染和资源浪费。目前,商业化的离子交换树脂种类繁多,但实际重金属水处理的经验表明,传统的阳离子或阴离子交换树脂对重金属的选择性差。在处理含有大量Ca²⁺,Mg²⁺,Na⁺,SO₄ ^2-和Cl^-等离子的实际重金属废水时,离子交换树脂对重金属的去除极易受这些共存离子的干扰,导致其在实际应用中受到限制。针对离子干扰的问题,工业上大多采取的措施是在处理重金属之前将水中的Ca²⁺,Mg²⁺,Na⁺,SO₄ ^2-和Cl^-等离子去除。这样虽能达到处理重金属的最终目的,但处理工艺较复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，能够在共存离子下联合去除工业废水中重金属离子，不受离子干扰的影响，能与水溶液中的大多数一价和二价的重金属离子，如：Fe²⁺，Ni²⁺，Pb²⁺，Ag⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Hg²⁺，Ti⁺以及Cr³⁺等离子形成稳定的化合物而沉淀出来，从而达到去除重金属离子的目的，经处理后所形成的沉淀物不会被雨水等物质溶解，不存在二次污染环境问题。

本发明的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球40-50份、乙二胺四乙酸5-15份、二硫代氨基甲酸盐5-12份、聚乙烯亚胺5-15份、戊二醛10-20份、黑荆树单宁5-12份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)10-15份、马来酸酐8-12份、二烃基二硫代磷酸盐4-12份、聚天冬氨酸10-20份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖5-15份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠2-6份、巯基乙酸2-6份、邻苯二甲酸二丁酯1-6份、聚环氧琥珀酸6-12份、磺代丁二酸二辛钠酯1-5份、交联剂1-3份、偶联剂1-3份；

进一步，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球45份、乙二胺四乙酸10份、二硫代氨基甲酸盐8份、聚乙烯亚胺8份、戊二醛15份、黑荆树单宁7份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)12份、马来酸酐10份、二烃基二硫代磷酸盐8份、聚天冬氨酸15份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖10份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠4份、巯基乙酸4份、邻苯二甲酸二丁酯3份、聚环氧琥珀酸8份、磺代丁二酸二辛钠酯3份、交联剂2份、偶联剂2份；

进一步，所述聚苯乙烯-二乙烯苯微球孔径为110-130nm，比表面积200-600m²﹒g^-1；

进一步，所述交联剂为二乙烯基苯、乙二醇甲基丙烯酸酯和乙二醇丙烯酸酯的混合物；

进一步，按重量比二乙烯基苯：乙二醇甲基丙烯酸酯和：乙二醇丙烯酸酯＝1：1:1；

进一步，所述偶联剂为KH570。

本发明的有益效果：本发明的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，能够在共存离子下联合去除工业废水中重金属离子，不受离子干扰的影响，能与水溶液中的大多数一价和二价的重金属离子，如：Fe²⁺，Ni²⁺，Pb²⁺，Ag⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Hg²⁺，Ti⁺以及Cr³⁺等离子形成稳定的化合物而沉淀出来，从而达到去除重金属离子的目的，不论废水中重金属离子浓度高低，都能达到去除效果。当多种金属离子共存时，也能同时去除；当重金属离子以络合盐形式(EDTA,四胺等)存在时，也能发挥良好的去除作用。该处理剂在沉淀重金属时不受废液中共存盐类的影响，且金属沉淀物很稳定，即使在200-250℃高温也不会释放出重金属，金属沉淀物在稀酸溶液中不渗出，经处理后所形成的沉淀物不会被雨水等物质溶解，不存在二次污染环境问题。本发明的处理剂通过捕集、物理吸附、配位络合等化学作用以及絮凝、沉淀等方式在共存离子下有效的联合去除工业废水中重金属离子。

具体实施方式

本实施例的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球40-50份、乙二胺四乙酸5-15份、二硫代氨基甲酸盐5-12份、聚乙烯亚胺5-15份、戊二醛10-20份、黑荆树单宁5-12份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)10-15份、马来酸酐8-12份、二烃基二硫代磷酸盐4-12份、聚天冬氨酸10-20份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖5-15份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠2-6份、巯基乙酸2-6份、邻苯二甲酸二丁酯1-6份、聚环氧琥珀酸6-12份、磺代丁二酸二辛钠酯1-5份、交联剂1-3份、偶联剂1-3份；二硫代氨基甲酸基团含有S、N配位原子，碱金属、碱土金属离子不能与之发生反应，易与重金属离子结合成稳定的络合物；聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)与马来酸酐协同作用提高对Pb²⁺、Cu²⁺和Zn²⁺的吸附性能，提高吸附速率；磺代丁二酸二辛钠酯增强聚苯乙烯二乙烯苯树脂去除Ni²⁺,Pb²⁺和Cd²⁺的效果；通过二烃基二硫代磷酸盐、磺代丁二酸二辛钠酯和聚乙烯亚胺基黄原酸钠扩大空间网状结构，更容易引进目标离子，提高配位络合的能力，同时又能降低废液的浊度，而处理剂中存在的巯基的还有利于脱除有机重金属离子，如甲基汞；聚环氧琥珀酸与其他组分协同作用提高与重金属离子的结合能力，增强与典型重金属离子Zn～(2+)、pb～(2+)、Cd～(2+)、Ni～(2+)、Cr～(3+)、Cu～(2+)之间的配位化学作用。

本实施例中，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球45份、乙二胺四乙酸10份、二硫代氨基甲酸盐8份、聚乙烯亚胺8份、戊二醛15份、黑荆树单宁7份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)12份、马来酸酐10份、二烃基二硫代磷酸盐8份、聚天冬氨酸15份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖10份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠4份、巯基乙酸4份、邻苯二甲酸二丁酯3份、聚环氧琥珀酸8份、磺代丁二酸二辛钠酯3份、交联剂2份、偶联剂2份；为优选实施例。

本实施例中，所述聚苯乙烯-二乙烯苯微球孔径为110-130nm，比表面积200-600m²﹒g^-1。

本实施例中，所述交联剂为二乙烯基苯、乙二醇甲基丙烯酸酯和乙二醇丙烯酸酯的混合物；按重量比二乙烯基苯：乙二醇甲基丙烯酸酯和：乙二醇丙烯酸酯＝1：1:1；

本实施例中，所述偶联剂为KH570。

实施例一

本实施例的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球40份、乙二胺四乙酸5份、二硫代氨基甲酸盐5份、聚乙烯亚胺5份、戊二醛10份、黑荆树单宁5份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)10份、马来酸酐8份、二烃基二硫代磷酸盐4份、聚天冬氨酸10份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖5份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠2份、巯基乙酸2份、邻苯二甲酸二丁酯1份、聚环氧琥珀酸6份、磺代丁二酸二辛钠酯1份、交联剂1份、偶联剂1份。

实施例二

本实施例的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球50份、乙二胺四乙酸15份、二硫代氨基甲酸盐12份、聚乙烯亚胺15份、戊二醛20份、黑荆树单宁12份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)15份、马来酸酐12份、二烃基二硫代磷酸盐12份、聚天冬氨酸20份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖15份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠6份、巯基乙酸6份、邻苯二甲酸二丁酯6份、聚环氧琥珀酸12份、磺代丁二酸二辛钠酯5份、交联剂3份、偶联剂3份。

实施例三

本实施例的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球40份、乙二胺四乙酸15份、二硫代氨基甲酸盐5份、聚乙烯亚胺15份、戊二醛10份、黑荆树单宁12份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)10份、马来酸酐12份、二烃基二硫代磷酸盐4份、聚天冬氨酸20份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖5份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠6份、巯基乙酸2份、邻苯二甲酸二丁酯6份、聚环氧琥珀酸6份、磺代丁二酸二辛钠酯5份、交联剂1份、偶联剂3份。

实施例四

本实施例的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球50份、乙二胺四乙酸5份、二硫代氨基甲酸盐12份、聚乙烯亚胺5份、戊二醛20份、黑荆树单宁5份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)15份、马来酸酐8份、二烃基二硫代磷酸盐12份、聚天冬氨酸10份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖15份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠2份、巯基乙酸6份、邻苯二甲酸二丁酯1份、聚环氧琥珀酸12份、磺代丁二酸二辛钠酯1份、交联剂3份、偶联剂1份。

实施例五

本实施例的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球45份、乙二胺四乙酸15份、二硫代氨基甲酸盐5份、聚乙烯亚胺10份、戊二醛20份、黑荆树单宁52份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)12份、马来酸酐8份、二烃基二硫代磷酸盐12份、聚天冬氨酸15份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖7份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠4份、巯基乙酸2份、邻苯二甲酸二丁酯6份、聚环氧琥珀酸8份、磺代丁二酸二辛钠酯2份、交联剂2份、偶联剂3份。

实施例六

本实施例的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球45份、乙二胺四乙酸10份、二硫代氨基甲酸盐8份、聚乙烯亚胺8份、戊二醛15份、黑荆树单宁7份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)12份、马来酸酐10份、二烃基二硫代磷酸盐8份、聚天冬氨酸15份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖10份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠4份、巯基乙酸4份、邻苯二甲酸二丁酯3份、聚环氧琥珀酸8份、磺代丁二酸二辛钠酯3份、交联剂2份、偶联剂2份。

上述实施例中，所述聚苯乙烯-二乙烯苯微球孔径为110-130nm，比表面积200-600m²﹒g^-1；所述交联剂为二乙烯基苯、乙二醇甲基丙烯酸酯和乙二醇丙烯酸酯的混合物；按重量比二乙烯基苯：乙二醇甲基丙烯酸酯和：乙二醇丙烯酸酯＝1：1:1；所述偶联剂为KH570。

将本发明的处理剂用于处理电镀废水,投入量为8mg/L,直接投入废水中搅拌，结果如下：

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，其特征在于：原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球40-50份、乙二胺四乙酸5-15份、二硫代氨基甲酸盐5-12份、聚乙烯亚胺5-15份、戊二醛10-20份、黑荆树单宁5-12份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)10-15份、马来酸酐8-12份、二烃基二硫代磷酸盐4-12份、聚天冬氨酸10-20份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖5-15份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠2-6份、巯基乙酸2-6份、邻苯二甲酸二丁酯1-6份、聚环氧琥珀酸6-12份、磺代丁二酸二辛钠酯1-5份、交联剂1-3份、偶联剂1-3份。

2.根据权利要求1所述的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，其特征在于：原料按重量份包括以下组分：聚苯乙烯二乙烯苯树脂微球45份、乙二胺四乙酸10份、二硫代氨基甲酸盐8份、聚乙烯亚胺8份、戊二醛15份、黑荆树单宁7份、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)12份、马来酸酐10份、二烃基二硫代磷酸盐8份、聚天冬氨酸15份、2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖10份、聚乙烯亚胺基黄原酸钠4份、巯基乙酸4份、邻苯二甲酸二丁酯3份、聚环氧琥珀酸8份、磺代丁二酸二辛钠酯3份、交联剂2份、偶联剂2份。

3.根据权利要求1所述的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，其特征在于：所述聚苯乙烯-二乙烯苯微球孔径为110-130nm，比表面积200-600m²﹒g^-1。

4.根据权利要求2所述的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，其特征在于：所述交联剂为二乙烯基苯、乙二醇甲基丙烯酸酯和乙二醇丙烯酸酯的混合物。

5.根据权利要求3所述的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，其特征在于：按重量比二乙烯基苯：乙二醇甲基丙烯酸酯和：乙二醇丙烯酸酯＝1：1:1。

6.根据权利要求2所述的联合去除工业废水中重金属离子的处理剂，其特征在于：所述偶联剂为KH570。