[发明专利]一种阳离子交换剂和除去废水中的重金属离子的方法

权利要求书

1.一种阳离子交换剂，其特征在于，所述阳离子交换剂按质量份数计，由开孔聚合物载体35～55份、微孔聚合物基质25～45份、叶菜提取物15～25份、青霉素G酰化酶12～15份、生孔剂3～5份、引发剂2～4份、交联剂1～2份组成。

2.如权利要求1所述的阳离子交换剂，其特征在于，所述开孔聚合物载体具有70～80％的孔隙率，45～60ppi的孔尺寸。

3.如权利要求1所述的阳离子交换剂，其特征在于，所述开孔聚合物载体选自聚氨酯、聚烯烃、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚脲、聚醚、聚异氰脲酸酯中的任意两种或多种的组合物。

4.如权利要求1所述的阳离子交换剂，其特征在于，所述开孔聚合物载体还包括阳离子交换官能团，所述阳离子交换官能团选自磺酸基团、磷酸基团、膦酸基团、羧酸基团、磷酸酯盐基团中的任意两种或多种的组合物。

5.如权利要求1所述的阳离子交换剂，其特征在于，所述叶菜选自王菜、小松菜、雪菜、菠菜中的任意一种。

6.如权利要求1所述的阳离子交换剂，其特征在于，所述青霉素G酰化酶的粒径为50～300μm。

7.如权利要求1所述的阳离子交换剂，其特征在于，所述交联剂选用单烯键不饱和化合物类；所述生孔剂选自甲基异丁基酮、异十二烷、正丁醇、2-丁醇、己烷、环己烷、辛烷、异辛烷、异丁醇、叔丁醇、辛醇中的任意一种。

8.一种应用如权利要求1～7任意一项所述的阳离子交换剂的阳离子交换剂的制备方法，其特征在于，所述阳离子交换剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将选取的叶菜粉碎后过80～120目筛，得叶菜粉末；

步骤二，将叶菜粉末置于挥发油提取器中，采用水蒸气蒸馏法蒸馏3～6h；将上层液体取出，用石油醚萃取2～4次，合并萃取液；

步骤三，将合并处理后的萃取液用旋转蒸发仪浓缩，随后转入真空浓缩，在40～45℃、85～95kPa条件下真空蒸馏后，即可得叶菜提取物，备用；

步骤四，将失活的青霉素G酰化酶洗涤、干燥后，分散于0.1～0.5mol/L的硫酸中，并于60～90℃条件下水解反应6～10h，然后水洗至中性、干燥，备用；

步骤五，将微孔聚合物基质、叶菜提取物、青霉素G酰化酶、生孔剂、引发剂和交联剂填装于开孔聚合物载体中，在氮气保护下30℃反应3～24h，反应结束后，过滤、洗涤、干燥后得到阳离子交换剂。

9.一种应用如权利要求1～7任意一项所述的阳离子交换剂的除去废水中的重金属离子的方法，其特征在于，所述除去废水中的重金属离子的方法，包括：

(1)向待处理的含重金属离子的废水中加入碱，形成悬浮固体物；同时向所述废水加入无机凝结剂，凝聚和沉淀所述悬浮固体物；

(2)向所述废水中加入聚合物凝结剂来促进所述悬浮固体物的凝聚和沉淀，通过固液分离装置分离和除去所述悬浮固体物及聚合物凝结剂；

(3)向所述除去悬浮固体物的废水供料流过所述吸附层，并向吸附层中加入阳离子交换剂，除去和分离废水中的重金属离子；

所述聚合物凝结剂选自非离子聚合物凝结剂、阴离子聚合物凝结剂、聚丙烯酰胺和/或其水解产物中的任意一种。

10.如权利要求9所述的除去废水中的重金属离子的方法，其特征在于，所述除去废水中的重金属离子的方法包括以下步骤：

步骤一，进行废水的收集，并将废水通过固液分离方式进行分离，去除固体物质，得到待处理废水；所述固体物质包括塑料膜、纤维袋、金属、玻璃制品、砖瓦石块以及其他废弃固体物；

步骤二，进行阳离子交换剂的制备，在待处理废水中加入阳离子交换剂，搅拌，利用阳离子交换剂释放的可交换离子抑制废水中水溶性连接料的可电离基团的电离程度，直至待处理废水中出现细小颗粒，停止搅拌；

步骤三，静置直至待处理废水中的细小颗粒凝固且体积不再继续增大，将待处理废水进行过滤，得到初次净化水；

步骤四，收集初次净化水，加入氢氧化钠溶液进行初次净化水的pH值的调整，采用预处理、脱盐、精处理的方式初次净化水的再次净化，得到二次净化水；

步骤五，将二次净化水经过膜生物反应器的膜过滤组件后排放，完成废水中的重金属离子的去除。