[发明专利]一种改性阳离子交换树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性阳离子交换树脂及其制备方法和应用。

背景技术

含油废水是一种量大而面广的污染源，据有关资料表明，世界上每年至少有500-1000万吨油类通过各种途径进入水体，严重影响水资源的使用价值，对生物圈、大气圈等也造成严重的污染和破坏，危害人体健康和生存环境。含油废水主要来源有以下几种：(1)石油开采加工；(2)石油化工；(3)冶金；(4)机械工业；(5)其他来源除以上来源之外，再如粮油加工、皮革、造纸、纺织、食品等工业也有大量的含油污水排放。

油类物质漂浮在水面形成一层薄膜能阻止空气中的氧溶解于水中，使水中的溶解氧减少致使水体中浮游生物等因缺氧而死亡，也妨碍了水生植物的光合作用从而影响水体的自净作用，甚至使水质变臭破坏水资源的利用价值。油及其分解产物中的一些有毒物质(如苯并芘、苯并蒽及其它多环芳烃)，对各种生物的致死浓度较低。一方面，这些有毒物质对生物发生直接毒害作用，另一方面，低于致死浓度的含有微量油的水用于养殖或灌溉时被生物吸收而富集，然后通过食物链进入人体危害人体健康，同时污水中含有铁铜其它金属离子及细菌等，它们会起媒介促进作用，特别在高温的废水中会加快污油的分解变质。碳酸气水的少量硫的氧化物是石油产品氧化的最终产物，从而使水体的曝气条件变坏，影响水生生物的正常生长，甚至造成动植物群体的死亡。若用于灌溉，当油的成分超过允许含量，则堵塞土壤致使农作物歉收或坏死，使果实带有油味，若渗入地下则污染地下水。故含油废水治理是当今急需解决的问题，对人类生存和社会持续发展有重要意义。

世界上许多国家都对排放废水的含油浓度作了规定和限制。我国颁布了各类环境质量标准，其中《污水综合排放标准》(GB8978-1996)针对石油类污染物提出了很高的要求。国家规定1998年1月1日后建设的排污单位，石油类污染物最高允许排放浓度的一级标准为5mg/L。

近年来，业内相关人士就如何进一步提高油处理的效果进行了理论和实践探索。油污水中的油分以悬浮油、分散油、乳化油、溶解油的状态存在，根据油的存在状态，可对含油废水进行分级处理。在石油化工企业、油田开采过程中以及金属切削等场所产生乳化油废水，由于其状态比较稳定，处理较困难。所以找到一种工艺简单，效果明显，成本不高，既能使处理污水达到排放的要求，同时又达到回收油的新工艺，成为人们密切关注的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服在处理含油废水时传统处理方法效果较差，成本较高，处理污水较难达到排放要求的缺陷，而公开了一种改性阳离子交换树脂及其制备方法和应用。本发明的改性阳离子交换树脂制备方法简单，其用于含油废水处理，处理工艺简单，效果明显，不需要添加任何化学药剂，运行成本低，同时又能回收废水处理后的油。

本发明的改性阳离子交换树脂接有十六烷基三甲基季铵阳离子基团。所述的十六烷基三甲基季铵阳离子的数量占该改性阳离子交换树脂的可交换阳离子总数量的10％～90％，更加优选的为30～65％。

本发明还涉及本发明的改性阳离子交换树脂的制备方法，其包括下列步骤：将一种阳离子交换树脂浸入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的溶液中，加热并恒温反应，即可得到本发明的改性阳离子交换树脂。

其中，所述的十六烷基三甲基溴化铵的水溶液的浓度较佳的为60℃时25～60g/L，更佳的为60g/L。所述的十六烷基三甲基溴化铵的用量较佳的过量于阳离子交换树脂上可交换阳离子的摩尔量，优选为阳离子交换树脂上可交换阳离子的摩尔量的1.1～1.5倍，更佳的为1.2倍。

其中，所述的加热至和恒温的温度较佳的为60～70℃，更佳的为70℃。加热方式较佳的可采用水浴或油浴。所述的反应较佳的在振荡下进行，振荡的时间较佳的为4～6小时。进行振荡的仪器可为恒温振荡器，其转速较佳的为100～200/分。反应结束后，冷却至室温，用水冲洗，即可得本发明的改性阳离子交换树脂。其中，所述的水较佳的为去离子水。