高分子螯合剂的合成及其在含镉废水处理中的应用

摘要

本文通过正交实验、单因素实验研究确定了高分子螯合剂的合成最佳工艺参数：NaOH与聚乙烯亚胺摩尔比为1.5：1，CS2与聚乙烯亚胺摩尔比为1.6：1，反应温度为30℃，搅拌速度为200r/min左右，反应时间为6小时。制得的高分子螯合剂为橙红色粘稠液体。 研究了投药量、pH值、沉淀时间、Ca2+、Mg2+、K+对高分子螯合剂捕集Cd2+离子的影响。确定了该药剂处理20mg/L含镉模拟废水最佳工艺参数为：投药量为浓度1％(m/V)的螯合剂0.7ml～0.9ml，pH值为6～9，沉淀时间30～60分钟，比较合适的温度为10～30℃。Ca2+、Mg2+、K+对螯合剂捕集性能没有影响，Fe3+对螯合剂捕集性能影响较大，Fe3+消耗一定量的螯合剂，但是随着药剂投加量的增加，废水能达标排放。螯合物沉淀很稳定，镉浸出率很低，减少了镉沉淀物的二次污染。螯合剂处理实际电镀厂含镉废水取得了预期的效果，经过一次处理，溶液中残留的镉浓度就已经远远低于国家排放标准0.1mg/L，不需要反调pH值，就可以直接排放。 通过借助红外光谱分析，对高分子螯合剂合成原理和捕集镉离子的机理进行了探讨。红外光谱分析结果证明其合成机理是用CS2置换聚乙烯亚胺分子亚氨基上的活性H原子，生成具有捕集重金属离子功能的新型高分子螯合絮凝剂二硫代氨基甲酸盐。高分子螯合剂捕集镉离子原理是通过其含有的二硫代氨基甲酸盐的S原子以配位键的形式与Cd2+进行螯合反应，生成稳定的具有交联空间网状结构的螯合物沉淀。同时，也从原理上对该螯合剂具有良好的絮凝性能进行了分析探讨。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和学位论文版权使用授权书

第一章绪论

1.1含镉废水概述

1.1.1镉的危害

1.1.2含镉废水的来源

1.1.3镉的特性

1.2国内外含镉废水处理技术综述

1.2.1化学法

1.2.2物理化学法

1.2.3生物化学法

1.3高分子螯合剂的现状

1.3.1合成的高分子螯合剂

1.3.2改性天然高分子螯合剂

1.4课题的提出

1.5课题研究的内容

第二章高分子螯合剂的合成实验研究

2.1实验药品

2.2实验仪器设备

2.3合成工艺流程

2.4实验装置

2.5合成反应原理

2.6高分子螯合剂合成工艺研究

2.6.1实验方案

2.6.2合成步骤

2.6.3高分子螯合剂的性能分析评价

2.6.4正交实验

2.6.5合成工艺影响因素研究

2.7高分子螯合剂表征

2.8小结

第三章高分子螯合剂处理含镉废水研究

3.1实验药品

3.2实验仪器设备

3.3实验方法

3.3.1处理工艺流程

3.3.2实验步骤

3.4高分子螯合剂捕集镉影响条件的确定

3.4.1药剂投加量对捕集的影响

3.4.2 pH值对捕集的影响

3.4.3沉淀时间对捕集的影响

3.4.4温度对捕集的影响

3.4.5钙离子、镁离子对捕集的影响

3.4.6钾离子、铁离子对捕集的影响

3.5螯合物沉淀稳定性实验

3.6处理实际含镉废水中的应用

3.7小结

第四章高分子螯合剂合成机理及其螯合絮凝机理探讨

4.1螯合剂的定义

4.2高分子螯合剂合成机理探讨

4.3高分子螯合剂螯合絮凝机理的探讨

4.3.1高分子螯合剂螯合机理探讨

4.3.2高分子螯合剂絮凝机理探讨

4.4小结

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢