[发明专利]有机高分子重金属螯合絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，特别是涉及一种有机高分子重金属螯合絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业废水中常含有铜、镍、铅等重金属离子或其络离子。这类重金属离子或其络离子在自然环境下性质稳定，可在生物体内累积，具有慢性毒性，若不能够妥善处理，会对农业渔业等产生严重影响，并危害人体健康，重金属污染是我国水环境面临的严峻问题之一。

目前常用的重金属废水处理方法，原理是利用物理、化学、生物反应，转移重金属离子的存在位置和物理化学形态。由于重金属废水成分复杂，浓度差异较大，处理达标要求较为严格，故传统的处理技术通常存在处理剂使用量大，能耗高，反应不易控制，反应较慢，效果不理想，出水水质差等缺点。

为改变处理现状，一系列新药剂被开发应用，重金属螯合沉淀剂就是其中之一。重金属螯合沉淀剂依靠分子结构中活性基团与重金属离子发生配位螯合作用，使重金属转化成不溶态的沉淀物，从而达到去除重金属离子的目的，主要可分为黄原酸酯类和二硫代胺基甲酸盐类。

现有技术还进一步在现有的重金属螯合沉淀剂的基础上进行了改进：以淀粉为基础结构，接枝黄原酸基的同时，引入丙烯酰胺基团，以此实现在去除重金属离子的同时，导入对悬浮粒子具有吸附能力的酰胺基，进而絮凝沉淀，方便后处理。由此获得兼具优良的重金属螯合沉淀和絮凝功效的重金属螯合絮凝剂，其优点如下：形成的絮体颗粒大而密实，具有沉淀性能，可以减少后续絮凝处理单元，降低能耗；反应易控制；能在广泛的pH范围内使用；不会产生二次污染，保证出水水质，使用安全可靠。

但是，该重金属螯合絮凝剂还是存在反应速率较慢，效果不理想，用量较大，成本高等缺点。因此，进一步开发高效、经济的新型重金属螯合絮凝剂具有非常重要的意义。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种有机高分子重金属螯合絮凝剂及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种有机高分子重金属螯合絮凝剂，由如下重量份的原料制备而成：

所述交联剂为己二酸、三氯氧磷或三偏磷酸钠。

在其中一个实施例中，所述羧甲基淀粉的平均分子质量为1×10⁵-2×10⁵，取代度为0.4-0.6，粘度2-4mpa·s。

在其中一个实施例中，所述引发剂为硝酸铈铵、过硫酸钠或过硫酸钾。

本发明还提供所述有机高分子重金属螯合絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羧甲基淀粉配制成质量百分比为20-40％的糊浆，调节pH值为9-12，在温度30-50℃条件下，缓慢加入交联剂，搅拌反应1-2h；

(2)加入引发剂，调节pH值4-7，加入丙烯酰胺，在温度35-50℃，氮气保护条件下，搅拌反应2-5h；

(3)调节pH值9-12，加入二硫化碳，在温度25-40℃条件下，搅拌反应2-4h，即得所述有机高分子重金属螯合絮凝剂。

在其中一个实施例中，所述调节PH值的调节剂为盐酸或氢氧化钠。

本发明还提供所述有机高分子重金属螯合絮凝剂在污水处理中的应用。

在其中一个实施例中，所述污水包含铜离子、铅离子、镍离子中的一种或多种。

本发明的原理和优点如下：

本发明所述有机高分子重金属螯合絮凝剂，是一种高效、经济的新型重金属螯合絮凝剂。

本发明在针对现有技术缺陷的研究过程中发现，以羧甲基淀粉作为单体，采用己二酸、三氯氧磷或三偏磷酸钠作为交联剂对其进行交联，由此获得的接枝母体具有如下优点：

首先，能够明显促进引入的配位体黄原酸基与重金属离子的配位作用，加速重金属离子的清除，优化去除重金属离子的效果，提高去除率；

其次，能够促进悬浮粒子的吸附团聚，表现出很强的架桥絮凝能力，缩短絮凝时间，提高污水处理效率；

再次，羧甲基淀粉中的羧基也具有较好的金属配位作用，由此可增加重金属离子的配位点，减少用量，降低成本。

在此接枝母体的基础之上，引入配位体黄原酸基和酰胺基，制备获得的有机高分子重金属螯合絮凝剂，在兼具优良的重金属螯合沉淀和絮凝的功效同时，能够有效提高去除率，缩短处理时间，减少用量，降低成本，实现了经济、高效的对包含重金属离子的污水进行处理这一技术目的。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：