[发明专利]一种重金属污水多功能处理剂及合成方法

说明书

技术领域

本发明属于工业水处理技术领域，尤其涉及一种重金属污水多功能处理剂及合成方法。

背景技术

重金属污水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的污水，重金属（如含镉、镍、汞、锌等）污水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业污水之一，污水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态，常采用化学法、物理法、生物法等进行处理，处理后的水中重金属低于排放标准可以排放或回用。相比而言，化学法起效快、性价比高、维护简单，适合各种规模的重金属污水处理。其中，重金属捕捉剂是最重要的一类化学药剂，主要是利用特定基团与金属离子的络合作用，形成稳定复合物去除。但由于复合物在水中具有一定稳定性，难以快速沉降，一般工艺都需额外添加高分子助凝剂辅助沉降，增加了设备和投入成本。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种重金属污水多功能处理剂。本发明的重金属多功能处理剂可以对固悬物、胶体起到絮凝的作用。能实现重金属离子、悬浮物、浮油等同时去除。本发明还提供一种重金属污水多功能处理剂的合成方法，该处理剂与重金属离子作用位点多、分子量大、效率高，重金属离子、悬浮物、浮油等去除一体化的优点。避免了传统重金属离子捕捉剂功能单一，絮体小，不易去除，需补加大量助凝剂的缺点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种重金属污水多功能处理剂，所述重金属多功能处理剂基本组成为：多乙烯多胺、三聚氯氰和环氧氯丙烷，通过下列方法合成：

（1）超支化高分子内核的合成：多乙烯多胺与三聚氯氰反应，反应完成后，加入环氧氯丙烷，在低温下反应生成超支化高分子内核；多乙烯多胺、三聚氯氰和环氧氯丙烷的投料摩尔比为：3:（0.01-1）:（1-21），步骤（1）中多乙烯多胺与三聚氯氰的反应温度为5-110oC，反应时间为1-10 h，调节pH为8-11；加入环氧氯丙烷后的反应温度为0-20 oC，反应时间为2-6 h，调节pH为8-11。

（2）超支化高分子的合成及其功能化：在生成的超支化高分子内核反应器中继续加入多乙烯多胺，合成制备超支化高分子；步骤（2）的反应温度为50-110oC，反应时间为2-12h，调节pH为8-11。

（3）高分子金属捕捉剂多功能化的实现：在合成超支化高分子的反应器中加入功能化反应型单体合成高分子金属捕捉剂。所述步骤（3）中反应的温度为0-25 oC，时间为1 h-8 h，调节pH为9-14。所述步骤（3）中的功能化反应型单体为CS₂、巯基乙酸和O-酰基脲中间体的一种或两种以上任意比例混合。

本发明上述步骤（1）所加入的环氧氯丙烷与步骤（2）中所加入的多乙烯多胺的摩尔比为1:（0.2-0.9）。

本发明上述步骤（1）所加入的环氧氯丙烷与步骤（2）中所加入的多乙烯多胺、三乙胺、巯基乙胺的摩尔比为1:（0.2-0.9）：（0-1.8）：（0-0.3），

本发明还提供了上述重金属污水多功能处理剂的合成方法，包括如下步骤：

（1）超支化高分子内核的合成：多乙烯多胺与三聚氯氰反应，反应完成后，加入环氧氯丙烷，在低温下反应生成超支化高分子内核；所述多乙烯多胺与三聚氯氰的反应温度为5-110oC，反应时间为1-10 h，调节pH为8-11；加入环氧氯丙烷后的反应温度为0-20 oC，反应时间为2-6 h，调节pH为8-11；

（2）超支化高分子的合成及其功能化：在生成的超支化高分子内核反应器中继续加入多乙烯多胺，合成制备超支化高分子；反应温度为50-110oC，反应时间为2-12h，调节pH为8-11；

（3）高分子金属捕捉剂多功能化的实现：在合成超支化高分子的反应器中加入功能化反应型单体合成高分子金属捕捉剂，反应的温度为0-25 oC，时间为1 h-8 h，调节pH为9-14。

本发明还提供了一种重金属污水多功能处理剂，所述重金属多功能处理剂基本组成为：多乙烯多胺、三聚氯氰、环氧氯丙烷、三乙胺和巯基乙胺，通过下列方法合成：

（1）超支化高分子内核的合成：多乙烯多胺与三聚氯氰反应，反应完成后，加入环氧氯丙烷，在低温下反应生成超支化高分子内核；多乙烯多胺、三聚氯氰和环氧氯丙烷的投料摩尔比为：3:（0.01-1）:（1-21），步骤（1）中多乙烯多胺与三聚氯氰的反应温度为5-110oC，反应时间为1-10 h，调节pH为8-11；加入环氧氯丙烷后的反应温度为0-20 oC，反应时间为2-6 h，调节pH为8-11。