[发明专利]具有去除镉功能的高分子絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于絮凝剂的制备技术领域，具体涉及一种具有去除镉功能的高分子絮凝剂的制备方法。

背景技术

近年来，由于工业的快速发展使得重金属废水大量排放，而大部分重金属具有“三致”效应且不可降解，严重危害人体健康。重金属镉的毒性很强，若摄人量过高会引起心脑血管疾病、肾功能失调等疾病。

现代废水处理方法主要分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。

物理处理法：通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜和油珠)的废水处理法。通常采用沉淀、过滤、离心分离、气浮、蒸发结晶、反渗透等方法。将废水中悬浮物、胶体物和油类等污染物分离出来，从而使废水得到初步净化。

化学处理法：通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。通常采用方法有：中和、混凝、氧化还原、萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗透等方法。

生物处理法：通过微生物的代谢作用，使废水溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质，转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。生物处理法又分为需氧处理和厌氧处理两种方法。需氧处理法目前常用的有活性污泥法、生物滤池和氧化塘等。厌氧处理法，又名生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机废水和污泥，使用处理设备，主要为消化池等。与物理、化学方法相比较，生物法具有运行费用低、处理效果好的特点。但生物法存在着处理时间相对较长、废水中含有有毒物质存在时难以使用等缺陷。生物学家和工程技术人员正不断努力，通过改良微生物菌种、改良处理工艺等手段提高生物处理的效果。

通过各种手段对废水进行处理后再排放可减少污染，但彻底消除污染的方法是不产生污染物 。科学家们正在不断努力，一方面，寻找更有效的废水处理方法，消除污染物；另一方面，研制设计出新的清洁生产工艺，减少污染物的产生。

化学处理法中的絮凝法，通过絮凝剂对水中的污染物进行去除，但是现有技术中的絮凝剂对镉的去除率较低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种具有去除镉功能的高分子絮凝剂的制备方法。

具有去除镉功能的高分子絮凝剂的制备方法，包括以下步骤

（1）将质量浓度为50%的聚丙烯酰胺水溶液和甲醛混合，在50-70℃下搅拌反应50-80min；

（2）向步骤（1）的产物中加入二甲胺，继续反应2-3h，得到中间产物胺甲基聚丙烯酰胺；

（3）将质量浓度为4%的氢氧化钠溶液和二硫化碳混合，在室温下反应15min，然后加入步骤（2）得到的中间产物胺甲基聚丙烯酰胺，在25℃下先反应15min，然后在40℃下反应90min；

（4）进行超声反应，然后冷却至室温即可。

优选地，步骤（1）中质量浓度为50%的聚丙烯酰胺水溶液和甲醛的质量比为3:1。

优选地，步骤（2）中，步骤（1）的产物、二甲胺的质量比为1:1。

优选地，步骤（3）中质量浓度为4%的氢氧化钠溶液、二硫化碳、胺甲基聚丙烯酰胺的质量比为10:1：35。

优选地，步骤（5）中超声反应的具体操作为：先在功率100W下超声10min，然后在功率200W下超声反应30-40min。

优选地，步骤（5）中超声反应的具体操作为：先在功率100W下超声10min，然后在功率200W下超声反应35min。

本发明的优点：

本发明提供的具有去除镉功能的高分子絮凝剂的制备方法，以甲醛、二甲胺对聚丙烯酰胺(PAM)进行胺甲基化改性，得到中间产物胺甲基化聚丙烯酰胺(APAM)，然后以二硫化碳和氢氧化钠对其进行二硫代羧基化改性，得到一种新型高分子絮凝剂，即二硫代羧基化胺甲基聚丙烯酰胺(DTAPAM)。该絮凝剂可通过螯合沉淀作用除去废水中的镉，可以利用其高分子链上二硫代羧基中的S原子与镉形成稳定的螯合沉淀物，并通过絮凝剂自身的吸附架桥、絮体的网捕卷扫等作用使螯合沉淀物凝聚并加速沉降，固液分离后使废水中的镉得以去除，对各种浓度的废水中含有的镉都有较高的去除率。

具体实施方式

实施例1

具有去除镉功能的高分子絮凝剂的制备方法，包括以下步骤

（1）将质量浓度为50%的聚丙烯酰胺水溶液和甲醛混合，在50℃下搅拌反应80min，其中，步骤（1）中质量浓度为50%的聚丙烯酰胺水溶液和甲醛的质量比为3:1；