[发明专利]一种用离子交换树脂处理含六价铬废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用离子交换树脂处理含六价铬废水的方法，属于含六价铬废水处理技术。

背景技术

近年来，随着国民经济的迅速发展，特别是电镀工业、冶金工业、机械加工业以及电子工业的飞速发展，导致了环境中重金属的含量不断提高，大部分各类生产废水未达到排放标准就直接进入水体，对地表水源和地下水源造成了极大的危害，水源水质也因此急居下降。由于电镀行业中大量使用到铬酸盐，例如镀铬，镀锌的钝化等，因此含六价铬废水成为电镀行业中的主要废水来源之一。水溶性的六价铬是强致癌金属物，被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，同时也是美国EPA(环境保护署)公认的129种重点污染物之一。因此，研究含六价铬废水的治理以及再利用成为人类面临的重要课题。

目前，我国针对含铬废水采用的处理方法有还原法，反渗透法，电解法，生物法，离子交换法等。其中最为广泛使用的为还原法，即通过加入还原剂使六价铬转变为三价铬再沉淀出来，该方法由于产生大量含铬污泥，故“二次污染”严重；同时受外界条件的影响，三价铬可以转变成六价铬，因此未能实现从根本上断绝污染源。相比而言，离子交换法不仅可避免“二次污染”，从根本上断绝污染源，而且可以实现重金属的回收利用，也一定程度上降低了成本(S.Rengaraj，Kyeong-Ho Yeon，Seung-Hyeon Moon，Removal of chromium fromwater and wastewater by ion exchange resins，Journal of Hazardous Materials，B87(2001)，273-287.S.Rengaraj，Kyeong-Ho Yeon，Seung-Hyeon Moon，Journal of HazardousMaterials，2001，B87：273-287.Francisco Jose′Alguacil，Manuel Alonso，Luis JavierLozano，Chemosphere，2004，57：789-793.S.Rengaraj，Cheol Kyun Joo，Younghun Kim，JongheopYi，Journal of Hazardous Materials，2003，B102：257-275)

传统的弱碱性离子交换树脂多以苯乙烯-二乙烯苯共聚体为骨架，通过氯甲基化制得氯甲基聚苯乙烯树脂(PS-CH₂-Cl)，继而再通过胺化反应引入功能基团。但在合成PS-CH₂-Cl的反应中通常要用到强致癌的氯甲醚或二氯甲醚等原料(Roland L.D.，Millar J.R.，Chemistry&Industry，1993，4(1)：10)；另外，氯甲基化反应中还伴随有氯甲基的多取代和二次交联，会影响树脂的离子交换性能(Barrett J.，Heights C.，et al.，Method of Preparing Anion ExchangeResins with Sulfuryl Chloride[P]，US 3,812,061，1974)。相比而言，用氯乙酰化聚苯乙烯树脂(PS-Acyl-Cl)代替传统的PS-CH₂-Cl不光可以避免在树脂制备过程中使用致癌物质氯甲醚或二氯甲醚，且酰基基团对苯环有钝化作用，在苯环的亲电取代中不易发生多取代，结构清楚，因此是一种用料安全、步骤简单、产物结构清楚的弱碱性阴离子交换树脂的制备方法。结果还表明，氯乙酰基较之氯甲基与胺基(如二甲胺或二乙胺)的反应有更高地活性，在低温或较短时间内即可获得较高的转化率。特别是结果表明，对铬的吸附量前者大于后者。

发明内容

本发明的目的是采用一种制备过程环保、有效，离子交换性能优良的树脂：叔胺型乙酰化聚苯乙烯(PS-Acyl-NR₂)来有效的处理含六价铬废水的方法，使废水得到治理的同时可回收废水中的六价铬。

本发明所选的PS-Acyl-NR₂，具有如下结构，其中R为：CH₃-，或CH₃CH₂-：

该PS-Acyl-NR₂树脂可由以下路线合成：