[发明专利]基于复配型重金属螯合剂的水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理方法，尤其是涉及一种基于复配型重金属螯合剂的水处理方法。

背景技术

随着工业的高度发展，工业废水产生量越来越大。其中，冶炼、电解、电镀、汽车等行业产生的废水含有较多重金属离子，重金属离子对人类的健康威胁越来越严重，因此重金属离子废水的治理引起越来越广泛的关注。

重金属废水常用的处理方法包括中和沉淀法、还原法、膜法、絮凝沉淀法等，上述处理方法处理效率低，药剂消耗量大，污泥产生量大，并且投加的药剂会对水体产生二次污染。

重金属螯合剂是指能够从含重金属离子的溶液中浓缩、富集金属离子的物质，由于该药剂对重金属捕集速度快，效率高，形成絮体沉重密集，所以关于重金属螯合剂的研究引起广泛关注。

公开号为CN101857296A的专利报道了一种乙二胺基重金属螯合剂及其制备方法，该制备工艺复杂，反应过程难以控制。

公开号为CN104495998A的专利报道了重金属螯合剂的合成方法，其中合成所用试剂均含有硫元素，在酸性废水中极易生成H₂S气体，对大气产生污染。

戴文灿等研究一种有机巯基类螯合剂复配Na₂S去除Ni²⁺，该螯合剂只对Ni²⁺有较好去除效果，且使用过程受pH影响较大(戴文灿,周发庭,黄晴,等.复配Na₂S-DDTC处理高浓度含Ni电镀废水[J].环境工程学报,2017,11(1):341-347)。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种基于复配型重金属螯合剂的水处理方法，以快速高效去除工业废水中的重金属离子。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于复配型重金属螯合剂的水处理方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯酰胺溶解到水中，调节溶液至碱性；

(2)步骤(1)溶液中加入二硫化碳，进行接枝反应，使二硫化碳接枝到聚丙烯酰胺骨架上，得到试剂1；

(3)将壳聚糖溶于丙烯酸溶液中发生共聚反应，得到壳聚糖丙烯酸共聚物，即试剂2；

(4)试剂1、试剂2和谷氨酸N，N-二乙酸四钠复配，作为复配型重金属螯合剂，加入废水中，去除废水中重金属离子。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(1)中所述聚丙烯酰胺为阴离子聚丙烯酰胺。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(1)中所配置溶液中聚丙烯酰胺质量浓度范围是0.8-3g/L。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(1)中调节溶液pH所使用的碱为氢氧化钠或氨水，溶液的pH控制在8-10.5之间。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(2)中二硫化碳的投加量为：n(CS₂):n(PAM)＝1:1-1.8:1。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(2)中接枝反应的条件为：80-95℃的恒温水浴，15-30mL/min的N₂流保护，400-800rpm转速下搅拌30-60min。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(3)中壳聚糖投加量为1.2-2.6g壳聚糖：100mL丙烯酸。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(3)将壳聚糖溶于丙烯酸溶液的溶解共聚过程需要在30-35℃恒温水浴下进行。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(4)中试剂1、试剂2和谷氨酸N，N-二乙酸四钠投加到废水中的顺序为谷氨酸N，N-二乙酸四钠、试剂2、试剂1。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(4)中，谷氨酸N，N-二乙酸四钠投加量为：n(谷氨酸N，N-二乙酸四钠):n(重金属离子)＝2:1-4:1；试剂1投加量为1.2-1.7mL/L废水；试剂2投加量为1.4-2.0mL/L废水。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(4)中，谷氨酸N，N-二乙酸四钠在废水中反应时间为6-15min，然后加入试剂2，试剂2在废水中反应时间为3-7min，然后加入试剂1，试剂1在废水中反应时间为20-45min。

本发明的一个优选实施方式中，步骤(4)中，所述废水SS≤150mg/L，或经预处理后废水SS≤150mg/L。如果SS较高，需要对废水预处理去除部分SS，减少对螯合剂的干扰。