[发明专利]用于含重金属废水处理的复合混凝剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于含重金属废水处理的复合混凝剂及其制备方法与应用，本发明制备方法主要包括以下步骤：首先以丙烯酰胺为原料，采用水溶液聚合法制备出聚丙烯酰胺凝胶，然后以该聚丙烯酰胺凝胶为反应单体，将聚丙烯酰胺凝胶与还原性寡肽聚合得到有机混凝剂聚丙烯酰胺‑寡肽，一定温度下使聚丙烯酰胺‑寡肽与无机混凝剂聚合氯化铝混合加热搅拌反应，即得聚合物丙烯酰胺‑寡肽‑氯化铝复合混凝剂，将其用于废水处理中，能使工业废水中重金属的去除率均达到90％以上，并且不会因混凝剂投加量过多而导致药剂成本高、污泥量多等现象的发生，本发明公开的技术方案具有规模化工业生产与应用推广前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种用于含重金属废水处理的复合混凝剂及其制备方法与应用。

背景技术

废水处理中的重金属一般包括汞、镉，锰，而摄入过量的重金属会对机体产生不良作用。其中金属汞及其化合物可通过呼吸道、消化道、皮肤进入人体，主要危害人的神经系统，而金属镉和锰会对人的神经、生殖、呼吸等系统产生不同程度的损害。随着开采、冶炼等矿石采集加工过程的发展，重金属污染范围也越来越广泛，矿区周边地表水及地下水中的重金属含量严重超标，其原先不为人知的各种危害正逐步为人们所了解。因此，水体除重金属以成为当前控制矿区水体污染的迫切需要。

当前对于重金属污水处理主要有混凝沉淀法、高级氧化法和生物法等多种方法，其中混凝沉淀法是传统的常用处理方法，目前不少污水处理工程还在使用。混凝沉淀法去除技术在众多的水处理技术当中以其操作更为简单、处理效果更好等优点得到广泛运用，已经逐渐发展为重金属废水处理的重要方法之一。

目前普遍采取的混凝方式是通过投加铝盐或者铁盐类型混凝剂来使水中污染物从水中分离形成小絮团，通过后续絮凝剂絮凝成大的絮团，最后通过沉淀池或者气浮等固液分离方法进行固液分离，以达到处理废水分离其中污染物的目的。

现有废水处理中普遍铝盐或者铁盐类型混凝剂投加量过多，药剂成本过高，并且铝盐或铁盐类型混凝剂投加量过多会导致污泥量过多。以及虽然普通絮凝剂的制备方法相对简单、价格相对低廉，但是将这类絮凝剂应用到含重金属废水处理中，效果并不理想。

因此，如何提供一种效果显著且投加量少的用于含重金属废水处理的复合混凝剂是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种用于含重金属废水处理的复合混凝剂及其制备方法与应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于含重金属废水处理的复合混凝剂的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：

步骤一：在室温下，将丙烯酰胺加入到反应容器中，搅拌溶解后通氮驱氧15～20min；

步骤二：取次甲基双丙烯酰胺与四甲基乙二胺溶解，并将其滴加到步骤二通氮保护的反应容器中，继续通氮气15～20min，再水浴加热至35℃～55℃，反应3～6h，即可制得聚丙烯酰胺凝胶；

步骤三：以步骤三所制备得到的聚丙烯酰胺凝胶为反应单体，将其溶解，量取溶解的聚丙烯酰胺凝胶100mL于三口烧瓶中，并调节pH值在1～3之间；

步骤四：开启搅拌装置并设置恒温水浴锅温度为25℃～35℃，待温度稳定后，将甲醛溶液移至滴液漏斗中，并使其缓慢滴加到三口烧瓶中反应1.5～3.0h，此时反应体系pH值控制在1.5～3.0之间；

步骤五：含有0.1～1.0g寡肽的溶液移入至滴液漏斗中，使其缓慢滴加到三口烧瓶中反应2.0～3.0h，即可制得聚合产物聚丙烯酰胺-寡肽；

步骤六：将步骤六制得的聚丙烯酰胺-寡肽与无机混凝剂聚合氯化铝混合加热至35℃～50℃搅拌反应15～20min后熟化8～10h，便即可得到聚合物丙烯酰胺-寡肽-氯化铝复合混凝剂。