聚丙烯酸酯基高分子螯合絮凝劑的合成及其性能研究.pdf

1、重金屬離子及其化合物毒性強，進入自然環(huán)境后無法自凈和降解，且通過食物鏈富集可直接進入人體。因此，重金屬廢水是對環(huán)境污染嚴重、對人類健康危害巨大的工業(yè)廢水之一，重金屬廢水的治理勢在必行。在已開發(fā)的重金屬廢水處理方法中，螯合沉淀法以其簡單、有效且處理成本較低，獲得了廣泛應用。高效、價廉的重金屬螯合絮凝劑的研究開發(fā)是提高重金屬廢水處理效果的關(guān)鍵。本文基于丙烯酸易于聚合而氨基二硫代甲酸基具有強螯合重金屬的能力，設計并合成了聚丙烯酸酯基高分子螯合

2、絮凝劑（PACPF），考察了 PACPF螯合、絮凝性能，并將其應用于電鍍廢水的處理。
　　先以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和乙醇胺(EOA)進行酯交換反應得到甲基丙烯酸氨基乙酯(AEMA)，AEMA均聚后在堿性條件下與 CS2發(fā)生黃原酸化反應生成目標產(chǎn)物PACPF。酯交換反應的最佳條件為：n(MMA)∶n(EOA)=2.0:1，催化劑氫氧化鈣1.5 g，阻聚劑吩噻嗪0.3 g，反應溫度和時間分別為80℃和4 h；均聚反應的最佳條件為：

3、m（APS）：m（AEMA）=1∶100，通氮排氧30 min后在60℃條件下反應4 h；黃原酸化反應最佳條件為：n(PAEMA)∶n(NaOH)∶n(CS2)=1：1.05：1.2，反應溫度和時間分別為30℃和4 h。合成產(chǎn)物PACPF采用IR、1H NMR和元素分析對其分子結(jié)構(gòu)進行表征。
　　以模擬重金屬廢水為處理對象，考察了 PACPF投加量、pH值對去除效果的影響以及螯合物沉渣的穩(wěn)定性和溶出性，并采用酸浸方式對沉渣中重金屬

4、離子進行回收。結(jié)果表明：PACPF在較寬的 pH值范圍內(nèi)不僅能有效地去除游離態(tài)重金屬離子，對絡合態(tài)和帶濁度的重金屬離子也具有良好的去除效果，殘余重金屬離子濃度達到國家污水綜合排放一級標準（GB8978-1996）；PACPF對不同重金屬離子的選擇性順序為 Cu2+＞Pb2+＞Cd2+＞Zn2+，生成的螯合物沉渣具有良好的化學穩(wěn)定性，在自然堆積條件下不易產(chǎn)生二次污染，但通過酸浸方式能夠回收大部分重金屬。
　　以電鍍廢水為處理對象，廢

5、水 COD濃度為901.76 mg/L，Cu2+濃度為102.08 mg/L，Ni2+濃度為55.38 mg/L，考察了PACPF投加量、pH值對去除效果的影響以及螯合物沉渣的穩(wěn)定性，并采用酸浸方式對沉渣中重金屬離子進行回收。結(jié)果表明：單獨使用PACPF和Al2(SO4)3都只能部分去除鍍銅廢水的Cu2+、Ni2+和COD，將PACPF和Al2(SO4)3配合使用后Cu2+、Ni2+和COD的殘余濃度均能達到國家國家電鍍污染物排放標準（

6、GB21900-2008）。在中性或弱堿性條件下，當PACPF投加量達到7.5 g/L，此時Al2(SO4)3投加量為150 mg/L，Cu2+、Ni2+和COD的去除率分別為99.52％、99.61%和96.45%，處理后出水殘余濃度分別降至0.49 mg/L、0.216 mg/L和32.25 mg/L。PACPF和Al2(SO4)3配合使用時不但沉降性能良好，殘渣亦具有良好的穩(wěn)定性，同樣能夠通過酸浸方式回收大部分重金屬。