一种复配重金属捕集剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种复配重金属捕集剂及其应用，复配重金属捕集剂包括Na

A complex heavy metal catcher and its application

【技术实现步骤摘要】
一种复配重金属捕集剂及其应用
本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种复配重金属捕集剂及其应用。
技术介绍
随着工业进程的发展，加重了重金属废水的排放。重金属包括铅、镉、汞、铬、铜、锌、镍等离子，这些元素在环境中难降解、不可逆、易累积、毒性大，代谢慢等缺点，重金属废水的肆意排放不仅加剧了环境污染，更对人体健康产生严重威胁。目前国内外处理重金属废水的方法主要包括化学沉淀法、吸附法、电化学法、离子交换法、膜分离法、螯合沉淀法、新型介孔材料、光催化法和基因工程等。在实际处理工程中，由于经济和技术等条件的限制，一般以传统的化学沉淀法为主。但传统方法在发挥最大优点的同时也表现出了不可避免的缺陷。随着含重金属污水处理技术的不断发展，目前国内外已相继开发出各种重金属离子捕集剂，比如多硫化物(PSf)和三硫代碳酸盐(TTC)、三巯基三嗪盐(TMT)、二硫代氨基甲酸盐(DTC)类化合物。虽然上述重金属捕集剂实现了工业应用，但都存在着一些反应速度慢、重金属离子沉降效果不理想的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种复配重金属捕集剂及其应用，本专利技术制成的复配金属捕集剂对Ni离子具有优良的螯合沉淀和絮凝作用，同时与一般重金属絮凝剂相比，反应速度快，沉淀效果理想，在废水处理中具有经济高效的优势。所述的一种复配重金属捕集剂，其特征在于包括用于捕集废水中重金属离子的两种活性成分，第一种活性成分为Na2S，第二种活性成分为含二硫代氨基甲酸基团的重金属捕集剂X；所述含二硫代氨基甲酸基团的重金属捕集剂X的制备方法包括以下步骤：1)将聚丙烯酰胺和甲醛溶于蒸馏水中，形成的混合液中加碱调节pH至8～10，随后在50℃～60℃温度下搅拌反应1～2小时，再在反应体系中加入乙二胺，保持反应温度不变，持续搅拌反应2～5小时，得到中间产物A；2)将强碱溶液和CS2混合，在常温下搅拌反应10～20min后，再加入步骤1)所得中间产物A，调节反应温度在30℃～40℃的条件下，搅拌反应1～4小时后，即制得所述的重金属捕集剂X，所述重金属捕集剂X在常温下呈液态。所述的一种复配重金属捕集剂，其特征在于第一种活性成分Na2S与第二种活性成分重金属捕集剂X的重量配比为1.5～3.5:1。所述的一种复配重金属捕集剂，其特征在于步骤1)中，聚丙烯酰胺、甲醛和乙二胺的质量比为1:0.3～0.6:0.8～1.5。所述的一种复配重金属捕集剂，其特征在于步骤2)中的强碱溶液为质量分数7％～15％的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液；步骤2)中，所述中间产物A、强碱溶液和CS2的质量比为1:5～6:0.8～1.2。所述的复配重金属捕集剂在捕集废水内的重金属离子中的应用。所述的复配重金属捕集剂在捕集废水内的重金属离子中的应用，其特征在于所述复配重金属捕集剂用于捕集废水内的Ni离子，包括以下步骤：先将含Ni离子的废水的pH调节至中性或弱碱性后，投加Na2S快速搅拌反应2～3min，再投加所述重金属捕集剂X慢速搅拌反应4～6min，随后静置50～70min使所述重金属捕集剂X与Ni离子的结合物充分沉降，取沉降后的上清液，即得到去除Ni离子后的废水。所述的复配重金属捕集剂在捕集废水内的重金属离子中的应用，其特征在于快速搅拌的速率为250～400r/min，慢速搅拌的速率为80～120r/min。所述的复配重金属捕集剂在捕集废水内的重金属离子中的应用，其特征在于所述Na2S与复配重金属捕集剂的投料质量比为1：0.3～0.5。本专利技术制备重金属捕集剂X的反应过程如下：可以看出，本专利技术制备重金属捕集剂X的过程均是在碱性条件下进行，最终制得的重金属捕集剂X中含有用于捕集重金属离子的二硫代氨基甲酸基团。本专利技术的复配重金属捕集剂包括Na2S和重金属捕集剂X两种活性成分，应用于对废水中的Ni等重金属离子进行捕集时，Na2S和重金属捕集剂X两者协同作用具有很好的废水处理效果。Na2S首先与废水中的Ni等重离子进行快速结合，Na2S-Ni离子的结合物为较小粒径的絮凝物且其不容易在废水中沉降下来，此时只需添加较少量的重金属捕集剂X进一步对废水进行处理，重金属捕集剂X不仅可进一步吸附废水中残留的游离Ni离子，而且与Na2S-Ni离子的结合物进一步结合形成较大的絮凝物(重金属捕集剂X本身含较大分子量的有机聚合物，易于在废水中沉降下来)，对废水中的重金属离子具有较好的沉降效果。相对于现有技术，本专利技术取得的有益效果是：本专利技术的复配重金属捕集剂包括Na2S和重金属捕集剂X两种活性成分，其中重金属捕集剂X的制备方法简单，本专利技术的两种活性成分复配使用具有优良的螯合沉淀和絮凝作用，同时与一般重金属絮凝剂相比，反应速度快，即对废水中重金属离子捕集、沉降较快。本专利技术的两种活性成分复配使用时，重金属捕集剂X只需较少的用量即可对重金属离子有较为理想的沉淀效果，且其成本低，在废水处理中具有经济高效的优势。附图说明图1为实施例1～4制备的复配重金属捕集剂对废水中的Ni离子进行捕集的效果对比图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。实施例1制备重金属捕集剂X，包括如下步骤：1)将1g聚丙烯酰胺(平均分子量800万)和99g蒸馏水加入三颈烧瓶中，在室温下采用磁力搅拌直至聚丙烯酰胺完全溶解，然后加入1.0mL质量分数为40％的甲醛水溶液，所得混合溶液用质量分数10％的NaOH水溶液调节pH值至8，在水浴加热至50℃的反应温度下，充分搅拌反应1小时；在反应体系中加入1.0mL浓度为0.9g/mL的乙二胺水溶液，保持反应温度不变的条件下，持续反应3小时，制得中间产物A。2)在干净的三颈烧瓶中加入50g质量分数10％的NaOH水溶液和9gCS2，在常温下磁力搅拌15min后，加入10g步骤1)所得中间产物A，在水浴加热至35℃的反应温度下，充分搅拌反应2小时，制得液态的重金属捕集剂X。实施例1制备的重金属捕集剂X与Na2S进行复配使用，用于捕集废水中的Ni离子，处理过程如下：首先配制Ni离子浓度为150mg/L的模拟废水。取100mL配制的模拟废水加入到150mL烧杯中，用质量分数10％的NaOH水溶液调节pH至7(由于配制的模拟废水呈弱酸性，这里先用碱将废水pH调至中性)，先向模拟废水中投加30mg的Na2S，以300r/min的速率快速搅拌反应3min，然后投加10mg实施例1制备的重金属捕集剂X，以100r/min的速率慢速搅拌反应5min，随后静置60min，以使所述复配重金属捕集剂与Ni离子的结合物充分沉降，取沉降后的上清液，所述上清液即为去除Ni离子后的废水。采用《水质镍的测定火焰原子吸收分光光度法(GB11912-891990-07-01实施)》测定上述得到的上清液中残留的Ni离子浓度，测试结果如图1所示。从图1可以看出，上清液中残留的Ni离子浓度，低于《污水综本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复配重金属捕集剂，其特征在于包括用于捕集废水中重金属离子的两种活性成分，第一种活性成分为Na

【技术特征摘要】
1.一种复配重金属捕集剂，其特征在于包括用于捕集废水中重金属离子的两种活性成分，第一种活性成分为Na2S，第二种活性成分为含二硫代氨基甲酸基团的重金属捕集剂X；所述含二硫代氨基甲酸基团的重金属捕集剂X的制备方法包括以下步骤：
1）将聚丙烯酰胺和甲醛溶于蒸馏水中，形成的混合液中加碱调节pH至8~10，随后在50℃~60℃温度下搅拌反应1~2小时，再在反应体系中加入乙二胺，保持反应温度不变，持续搅拌反应2~5小时，得到中间产物A；
2）将强碱溶液和CS2混合，在常温下搅拌反应10~20min后，再加入步骤1）所得中间产物A，调节反应温度在30℃~40℃的条件下，搅拌反应1~4小时后，即制得所述的重金属捕集剂X，所述重金属捕集剂X在常温下呈液态。


2.如权利要求1所述的一种复配重金属捕集剂，其特征在于第一种活性成分Na2S与第二种活性成分重金属捕集剂X的重量配比为1.5~3.5:1。


3.如权利要求1所述的一种复配重金属捕集剂，其特征在于步骤1）中，聚丙烯酰胺、甲醛和乙二胺的质量比为1:0.3~0.6:0.8~1....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新文，伊欣欣，叶翔宇，张怡蓉，周乾鑫，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33