[发明专利]一种金属离子型污水的处理方法

说明书

本发明涉及有机改性和污水处理技术领域。本发明提供了一种金属离子型污水的处理方法，该方法通过阴阳离子表面活性剂对蒙脱土进行改性，并自制高效的长链阳离子表面活性剂，以及环境友好型葡萄糖型阴离子表面活性剂。该方法所需原料来源广泛、易得，涉及的污水处理路线容易实现工业化。通过对蒙脱土的阴‑阳离子复合改性，增加了蒙脱土对金属离子的吸附能力，更有利于处理废水中的金属离子。

技术领域

本发明涉及有机改性和污水处理技术领域，具体涉及一种金属离子型污水的处理方法。

背景技术

蒙脱土又名微晶高岭石，是一种具有膨胀性、呈层状结构的含有少量碱和碱土金属的含水铝硅酸盐矿物，分子式：Al₂(OH)₂Si₄O₁₀；分子量360；英文化学名：montmorillonite。

蒙脱土是2：1型层状粘土矿物，单位晶胞由两片顶角朝里的Si-O四面体中夹一片Al-O或Mg-O八面体形成一结构层。蒙脱土由于其比表面积大、孔隙率高、极性强等特性而对水中的Pb、Zn、Cd、Cr、Hg等重金属有害污染物质具有吸附能力,是去除废水中重金属有害元素较为理想的低成本吸附剂。

通过改性可以增强蒙脱土的吸附容量，常用的改性方式为有机改性，有机改性的蒙脱土虽然能吸附有机物，却因其具备疏水性对重金属的吸附能力较弱。

季铵盐是典型的阳离子表面活性剂，其存在的问题：不能很好的降低水的表面张力,从而难以形成胶束，降低润湿能力，不能有效的吸附有机物。阴离子表面活性剂一般以直链烷基苯磺酸钠为主，然而烷基苯磺酸钠的生产、使用和排放，使水体的污染日益严重。

发明内容

针对上述现有技术问题，本发明提供了一种金属离子型污水的处理方法。

本发明采用以下的技术方案：

一种金属离子型污水的处理方法，其特征在于，使用改性蒙脱土处理废水溶液，所述改性蒙脱土通过阴阳离子表面活性剂对蒙脱土进行改性，所述改性步骤包括如下步骤：

第一步：合成长链阳离子表面活性剂

将十八烷基溴代烃,二甲氨基乙醇和无水乙醇加入到反应瓶中,加热搅拌 8h。冰水浴下冷却析晶,得粗产品；再用丙酮和甲醇的混合溶剂进行重结晶, 得到白色晶体,真空干燥,得目标产物，N-十八烷基-N-(2-羟乙基)-N,N-二甲基溴化铵。

具体反应式如下：

第二步：合成N-十二烷基葡萄糖胺

将十二胺和葡萄糖加入到盛有甲醇的三口烧瓶中，在60℃下搅拌反应6h 后，冷却至室温并移至冰水浴中，然后加入硼氢化钠(过量)，继续搅拌，直至反应体系成透明状态；用盐酸调节体系的pH，常温静置3h后，有白色晶体析出，在抽滤反应液，将滤饼用无水乙醇多次洗涤后，放在氢氧化钠溶液与甲醇的混合溶液中升温回流8h后，冷却，析出白色沉淀，抽滤得到粗产物，N-十二烷基葡萄糖胺。

具体反应式如下：

第三步：合成葡萄糖型阴离子表面活性剂

将合成的N-十二烷基葡萄糖胺和乙醛酸加入到盛有甲醇的三口烧瓶中，于 60℃搅拌反应5h后，于80～85℃下，用旋转蒸发仪蒸出甲醇和未应的乙醛酸，得到黄色黏稠状葡萄糖型阴离子表面活性剂。

具体反应式如下：

第四步：钠化

称量蒙脱土，与氢氧化钠，加入到去离子水中，升温搅拌，2h后，抽滤反应液，干燥滤饼，再将滤饼粉碎，得钠基蒙脱土。

第五步：阴-阳离子复合改性