本發(fā)明屬于污水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種聚氯乙烯基絮凝劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著人類對(duì)環(huán)境資源開(kāi)發(fā)利用日益增加，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模迅速地發(fā)展，造成機(jī)械加工、有色金屬冶煉、皮革加工、電鍍等行業(yè)向環(huán)境中排放大量的重金屬?gòu)U水。重金屬污染物通常具有急性或慢性毒性，無(wú)法通過(guò)自凈作用消失，卻可以通過(guò)生物食物鏈富集，從而危害人類自身健康。水體重金屬污染已經(jīng)成為全球最嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。重金屬?gòu)U水的治理是控制重金屬污染的有效途徑。廢水中重金屬處理的方法很多，如生物絮凝法、吸附法、化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法、絮凝法等。但由于各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)或技術(shù)水平的不平衡，使得90%以上的國(guó)家偏重于使用化學(xué)沉淀法處理重金屬?gòu)U水。但是傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法也存在一些不足，如化學(xué)藥劑需求量大、重金屬難回收等。因此新的水處理方法及水處理絮凝劑的研究是當(dāng)前水處理領(lǐng)域的又一研究熱點(diǎn)。目前，污水處理廠采用的處理上述污水污染物的絮凝劑絮凝和沉淀的時(shí)間都比較長(zhǎng)，并且生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品的成本高，并且對(duì)于生物抑制劑、有機(jī)污染物、氮、磷等物質(zhì)的去除效果較好，而對(duì)于污水中的重金屬污染物的去除效果較差，而且易造成結(jié)垢。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種聚氯乙烯基絮凝劑的制備方法，本發(fā)明具有優(yōu)良的重金屬螯合沉淀和絮凝的功效，具有反應(yīng)速度快，去除重金屬離子的效果，處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，且用量少，成本低，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效的對(duì)包含重金屬離子的污水進(jìn)行處理這一技術(shù)目的。一種聚氯乙烯基絮凝劑的制備方法，其制備步驟如下：步驟1，將聚氯乙烯加入至N-甲基吡咯烷酮溶劑，進(jìn)行恒溫?cái)嚢杈鶆?，并加入催化劑進(jìn)行混合，形成反應(yīng)前液；步驟2，將引發(fā)劑、交聯(lián)劑與多胺加入至反應(yīng)前液中，然后放入反應(yīng)釜中進(jìn)行恒溫密封反應(yīng)20-40min；步驟3，將氫氧化鈉滴加至反應(yīng)液中，然后緩慢滴加二硫化碳，進(jìn)行攪拌加熱反應(yīng)2-4h；步驟4，將反應(yīng)液進(jìn)行攪拌滴加蒸餾水，然后進(jìn)行減壓蒸餾反應(yīng)，形成結(jié)晶；步驟5，將結(jié)晶過(guò)濾得到高分子結(jié)晶體，經(jīng)洗滌與烘干之后得到聚氯乙烯基絮凝劑。所述步驟1中的恒溫?cái)嚢铚囟炔捎?0-50℃，攪拌速度為500-1000r/min，通過(guò)恒溫?cái)嚢璧姆绞綄⒕勐纫蚁┤芙庵罭-甲基吡咯烷酮溶劑中，充分利用N-甲基吡咯烷酮溶劑的分散性，起到良好的分散性；催化劑的混合加入，能夠在N-甲基吡咯烷酮溶劑作用下，均勻分散在體系內(nèi)。所述N-甲基吡咯烷酮的加入量是聚氯乙烯的8-12倍，所述催化劑采用硅酸鋁發(fā)泡體，所述催化劑量是聚氯乙烯的1.3-2.5%，以硅酸鋁發(fā)泡體結(jié)構(gòu)作為催化劑能夠充分利用其固體催化劑性能，增加接觸表面，大大提高反應(yīng)效率。所述步驟2中的引發(fā)劑采用過(guò)硫酸銨，所述交聯(lián)劑采用己二酸或?qū)妆交撬?，所述多胺采用二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺中的一種，所述多胺的加入量是聚氯乙烯的3-5倍，采用過(guò)硫酸銨具有不錯(cuò)的穩(wěn)定性，同時(shí)在酸性條件下，能夠形成過(guò)硫酸，起到良好的引發(fā)效能，提供活性分子；交聯(lián)劑采用酸性交聯(lián)劑，不僅具有良好的交聯(lián)效果，同時(shí)提供良好的酸性條件，有助于胺化反應(yīng)的形成，采用多胺能夠?qū)⒙纫蚁┑穆入x子胺化，形成亞銨離子。所述步驟2中的恒溫密封反應(yīng)溫度為50-60℃，所述密封壓力為3-5MPa，采用密封反應(yīng)的方式能夠提供良好的壓力空間，穩(wěn)定的反應(yīng)溫度，促進(jìn)氯離子脫落和胺離子的連接，在聚氯乙烯表面形成胺離子。步驟3中的氫氧化鈉濃度為0.01-0.12mol/L，加入方式采用緩慢滴加，所述氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9-10，所述緩慢滴加二硫化碳的速度為1-2.5mL/min，緩慢滴加二硫化碳的方式能夠?qū)⒘螂x子充分利用，降低硫離子的污染。步驟3中的攪拌加熱溫度為50-80℃，優(yōu)選為65℃，攪拌速度為300-600r/min，采用緩慢加熱的方式能夠?qū)@離子作為氨氣直接排放，降低副反應(yīng)的產(chǎn)生。步驟4中的減壓蒸餾的溫度為70-90℃，壓力為大氣壓的60-75%，通過(guò)減壓蒸餾的方式將蒸餾水排出，同時(shí)N-甲基吡咯烷酮隨著水蒸氣一起蒸發(fā)排出，隨著N-甲基吡咯烷酮的排出，不斷有晶體析出。步驟5中的洗滌采用蒸餾水與無(wú)水乙醇清洗，所述烘干溫度為30-50℃，高分子晶體延續(xù)了原材料聚氯乙烯的溶解特性，在無(wú)水乙醇與水中具有良好的不溶性，便于洗滌清洗。本發(fā)明的聚氯乙烯基絮凝劑，是一種高效、經(jīng)濟(jì)的新型重金屬絮凝劑。本發(fā)明在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)缺陷的研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，以聚氯乙烯作為單體，在催化劑、交聯(lián)劑和引發(fā)劑作用下與多胺反應(yīng)得到聚胺基乙烯，并在堿性條件下與二硫化碳進(jìn)行黃原酸化，得到聚氯乙烯基絮凝劑。本發(fā)明首先，能夠明顯促進(jìn)引入的配位體黃原酸基與重金屬離子的配位作用，加速重金屬離子的清除，優(yōu)化去除重金屬離子的效果，提高去除率；其次，能夠促進(jìn)懸浮粒子的吸附團(tuán)聚，表現(xiàn)出很強(qiáng)的架橋絮凝能力，縮短絮凝時(shí)間，提高污水處理效率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明是一種新型重金屬螯合絮凝劑，兼具優(yōu)良的重金屬螯合沉淀和絮凝的功效，具有反應(yīng)速度快，去除重金屬離子的效果，處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，且用量少，成本低，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效的對(duì)包含重金屬離子的污水進(jìn)行處理這一技術(shù)目的。本發(fā)明所述絮凝劑，配位螯合效果強(qiáng)，形成的螯合體性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)常見(jiàn)重金屬離子的去除率可達(dá)98％以上。本發(fā)明所述絮凝劑，數(shù)分鐘內(nèi)即可充分反應(yīng)并完成沉降，處理效率高，螯合絮凝體大而密實(shí)，無(wú)二次污染風(fēng)險(xiǎn)，且使用簡(jiǎn)單方便。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：實(shí)施例1一種聚氯乙烯基絮凝劑的制備方法，其制備步驟如下：步驟1，將聚氯乙烯加入至N-甲基吡咯烷酮溶劑，進(jìn)行恒溫?cái)嚢杈鶆颍⒓尤氪呋瘎┻M(jìn)行混合，形成反應(yīng)前液；步驟2，將引發(fā)劑、交聯(lián)劑與多胺加入至反應(yīng)前液中，然后放入反應(yīng)釜中進(jìn)行恒溫密封反應(yīng)20min；步驟3，將氫氧化鈉滴加至反應(yīng)液中，然后緩慢滴加二硫化碳，進(jìn)行攪拌加熱反應(yīng)2h；步驟4，將反應(yīng)液進(jìn)行攪拌滴加蒸餾水，然后進(jìn)行減壓蒸餾反應(yīng)，形成結(jié)晶；步驟5，將結(jié)晶過(guò)濾得到高分子結(jié)晶體，經(jīng)洗滌與烘干之后得到聚氯乙烯基絮凝劑。所述步驟1中的恒溫?cái)嚢铚囟炔捎?0℃，攪拌速度為500r/min。所述N-甲基吡咯烷酮的加入量是聚氯乙烯的8倍，所述催化劑采用硅酸鋁發(fā)泡體，所述催化劑量是聚氯乙烯的1.3%。所述步驟2中的引發(fā)劑采用過(guò)硫酸銨，所述交聯(lián)劑采用己二酸，所述多胺采用二乙烯三胺，所述多胺的加入量是聚氯乙烯的3倍。所述步驟2中的恒溫密封反應(yīng)溫度為50℃，所述密封壓力為3MPa。步驟3中的氫氧化鈉濃度為0.01mol/L，加入方式采用緩慢滴加，所述氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9，所述緩慢滴加二硫化碳的速度為1mL/min。步驟3中的攪拌加熱溫度為50℃，攪拌速度為300r/min。步驟4中的減壓蒸餾的溫度為70℃，壓力為大氣壓的60%。步驟5中的洗滌采用蒸餾水與無(wú)水乙醇清洗，所述烘干溫度為30℃。實(shí)施例2一種聚氯乙烯基絮凝劑的制備方法，其制備步驟如下：步驟1，將聚氯乙烯加入至N-甲基吡咯烷酮溶劑，進(jìn)行恒溫?cái)嚢杈鶆颍⒓尤氪呋瘎┻M(jìn)行混合，形成反應(yīng)前液；步驟2，將引發(fā)劑、交聯(lián)劑與多胺加入至反應(yīng)前液中，然后放入反應(yīng)釜中進(jìn)行恒溫密封反應(yīng)40min；步驟3，將氫氧化鈉滴加至反應(yīng)液中，然后緩慢滴加二硫化碳，進(jìn)行攪拌加熱反應(yīng)4h；步驟4，將反應(yīng)液進(jìn)行攪拌滴加蒸餾水，然后進(jìn)行減壓蒸餾反應(yīng)，形成結(jié)晶；步驟5，將結(jié)晶過(guò)濾得到高分子結(jié)晶體，經(jīng)洗滌與烘干之后得到聚氯乙烯基絮凝劑。所述步驟1中的恒溫?cái)嚢铚囟炔捎?0℃，攪拌速度為1000r/min。所述N-甲基吡咯烷酮的加入量是聚氯乙烯的12倍，所述催化劑采用硅酸鋁發(fā)泡體，所述催化劑量是聚氯乙烯的2.5%。所述步驟2中的引發(fā)劑采用過(guò)硫酸銨，所述交聯(lián)劑采用對(duì)甲苯磺酸，所述多胺采用乙二胺，所述多胺的加入量是聚氯乙烯的5倍。所述步驟2中的恒溫密封反應(yīng)溫度為60℃，所述密封壓力為5MPa。步驟3中的氫氧化鈉濃度為0.12mol/L，加入方式采用緩慢滴加，所述氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至10，所述緩慢滴加二硫化碳的速度為2.5mL/min。步驟3中的攪拌加熱溫度為80℃，攪拌速度為600r/min。步驟4中的減壓蒸餾的溫度為90℃，壓力為大氣壓的75%。步驟5中的洗滌采用蒸餾水與無(wú)水乙醇清洗，所述烘干溫度為50℃。實(shí)施例3一種聚氯乙烯基絮凝劑的制備方法，其制備步驟如下：步驟1，將聚氯乙烯加入至N-甲基吡咯烷酮溶劑，進(jìn)行恒溫?cái)嚢杈鶆?，并加入催化劑進(jìn)行混合，形成反應(yīng)前液；步驟2，將引發(fā)劑、交聯(lián)劑與多胺加入至反應(yīng)前液中，然后放入反應(yīng)釜中進(jìn)行恒溫密封反應(yīng)30min；步驟3，將氫氧化鈉滴加至反應(yīng)液中，然后緩慢滴加二硫化碳，進(jìn)行攪拌加熱反應(yīng)3h；步驟4，將反應(yīng)液進(jìn)行攪拌滴加蒸餾水，然后進(jìn)行減壓蒸餾反應(yīng)，形成結(jié)晶；步驟5，將結(jié)晶過(guò)濾得到高分子結(jié)晶體，經(jīng)洗滌與烘干之后得到聚氯乙烯基絮凝劑。所述步驟1中的恒溫?cái)嚢铚囟炔捎?0℃，攪拌速度為800r/min。所述N-甲基吡咯烷酮的加入量是聚氯乙烯的10倍，所述催化劑采用硅酸鋁發(fā)泡體，所述催化劑量是聚氯乙烯的2.1%。所述步驟2中的引發(fā)劑采用過(guò)硫酸銨，所述交聯(lián)劑采用對(duì)甲苯磺酸，所述多胺采用二乙烯三胺，所述多胺的加入量是聚氯乙烯的4倍。所述步驟2中的恒溫密封反應(yīng)溫度為55℃，所述密封壓力為4MPa。步驟3中的氫氧化鈉濃度為0.06mol/L，加入方式采用緩慢滴加，所述氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至10，所述緩慢滴加二硫化碳的速度為1.8mL/min。步驟3中的攪拌加熱溫度為65℃，攪拌速度為500r/min。步驟4中的減壓蒸餾的溫度為80℃，壓力為大氣壓的65%。步驟5中的洗滌采用蒸餾水與無(wú)水乙醇清洗，所述烘干溫度為40℃。實(shí)施例4以實(shí)施例1為藥劑分別配制含Zn2+、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Hg2+和Ni2+的模擬重金屬水樣。絮凝試驗(yàn)條件：分別取500mL模擬重金屬水樣，調(diào)節(jié)pH值至6-9，在攪拌儀器上，加入藥劑，在200-240r/min下快攪5min，在100-120r/min下攪拌10min，再在50-60r/min下慢攪10min，靜置35min，取液面下2cm處的清液在原子吸收光譜儀上測(cè)定，處理效果見(jiàn)表1。表1絮凝劑對(duì)游離重金屬離子的去除效果Zn2+Cu2+Pb2+Cd2+Hg2+Ni2+用量mg/L100100100100100100處理前濃度mg/L100100100100100100處理后濃度mg/L0.090.310.161.310.040.06去除率%99.9199.6999.8498.6999.9699.94實(shí)施例5以實(shí)施例1為藥劑，配制CODcr約為256mg/L，總鉻濃度約為23mg/L，pH＝6.5，紅色的模擬重金屬水樣，以CM-1、DTCR和TMT18為對(duì)比例。絮凝試驗(yàn)條件：分別取500mL模擬重金屬水樣，調(diào)節(jié)pH值至6-9，在攪拌儀器上，加入藥劑，在200-240r/min下快攪5min，在100-120r/min下攪拌10min，再在50-60r/min下慢攪10min，靜置35min，取液面下2cm處的清液在原子吸收光譜儀上測(cè)定，處理效果見(jiàn)表2。表2絮凝劑與不同金屬絮凝劑在實(shí)際應(yīng)用中的使用效果實(shí)施例6實(shí)施例1-3的聚氯乙烯基絮凝劑進(jìn)行測(cè)試，選用某電鍍廠的綜合廢水，含絡(luò)合態(tài)鎳濃度為32.56mg/L，絡(luò)合態(tài)鋅濃度為96.12mg/L，絡(luò)合態(tài)銅濃度為64.87mg/L，絡(luò)合態(tài)鉻濃度為60.l3mg/L，pH為7.60。量取該綜合廢水1000ml置于錐形瓶中，分別加入實(shí)施例1-3的產(chǎn)物0.8g，攪拌10min，靜置15min，取上清液過(guò)濾后用原子吸收光譜法測(cè)定鎳鋅銅的濃度，其處理效果如表三所示。表3實(shí)施例1-3對(duì)實(shí)際綜合廢水的使用效果通過(guò)表三可以看出，本發(fā)明的聚氯乙烯基絮凝劑具有良好的重金屬捕集效果。本發(fā)明的聚氯乙烯基絮凝劑具有反應(yīng)快，處理時(shí)間短，對(duì)重金屬離子的去除率高(可達(dá)98％以上)等優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的一實(shí)施例，并不限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3