两性高分子螯合絮凝剂PDMAMDTC的制备及在含铬废水处理中的应用研究

铬，特别是六价铬Cr(VI)，对人体皮肤、呼吸系统和消化系统有剧毒，并可致癌。是五种剧毒重金属之一。含铬废水是对环境污染最严重、对人类危害最大的废水之一。已开发的多种含铬废水处理方法存在各种缺点，处理效果难以达到预期目标。因此，开发新型高效的含铬废水处理方法具有重要的现实意义。本研究采用螯合沉淀法处理含铬废水。基于我课题组的发明专利“一种两性高分子螯合絮凝剂及其制备方法”（ZL2.7），进行了1m3规模的放大试验，成功合成了一种两性高分子螯合絮凝剂（）并应用于铬鞣废水、镀铬废水的处理。 (1)以二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、甲醛、三乙烯四胺、二硫化碳和氢氧化钠为原料，成功合成了10L规模的两性聚合物重金属螯合絮凝剂-聚合物。 (二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺)二硫代氨基甲酸钠())，确定了较好的工艺流程，并对工艺技术参数进行了改进和优化：①聚(二甲基二烯丙基)氯化铵-丙烯酰胺(PDMAM)的合成条件：a．单体配比：n():n(AM)=(0.40~0.45):1，引发剂用量为单体总质量的1.1%~1.2%； b. 反应条件：N2吹氧30min；反应温度和时间为：第一阶段55～60℃，反应时间2～3h；第二阶段反应温度65℃，反应时间0.5小时。

②PDMAM-g-TETA的合成条件为：a． n(AM):n(HCHO)∶n(TETA)=1:0.9~0.95:1.1~1.2; b. 适宜的pH范围为10.3-10.7； c.反应温度和时间分别为：第一阶段45~50℃，40~50分钟；第二阶段50~55℃，1.5~2小时。 ③合成条件：a． PDMAM)-g-TETA的质量浓度为4%~5%； b. n(TETA):n(CS2):n(Na OH)=1:2.5~2.8∶3.25~3.64，c．反应温度和时间：第一阶段室温，3~4h；第二阶段50~55℃，1.5~2小时。 (2)以合成的两性高分子螯合絮凝剂为药剂，系统研究了铬鞣废水的处理效果。经过小型实验室试验和现场1 m3规模扩大试验，确定了铬鞣废水处理工艺。，优化完善了工艺技术参数：①Cr6+还原工艺：绿硫酸添加量：80~82 g/m3；反应时间：30~35分钟；温度：室温；搅拌速度：40~60转/分钟； ②螯合反应过程：pH值：7.00~10.00；添加量：40~42.5 L/m3 铬鞣废水；搅拌速度：60~100转/分钟；反应时间：15~20分钟； ③絮凝沉淀工艺：0.5‰PAM添加量：1.5~2L/m3铬鞣废水；搅拌速度：40~60转/分钟；搅拌时间：5~10分钟；静置时间：20~30分钟

处理后废水中总铬、Cr6+含量均达到《制革和毛皮加工业水污染物排放标准》（GB 30486-2013）标准，COD达到《废水综合排放标准》二级标准“（-88）。级别标准。比NaOH、铜试剂、乙二胺（二硫代氨基甲酸钠）、市售重金属捕收剂DTC、重金属吸附剂RTM等具有更好的处理效果。 (3)系统研究了镀铬废水的处理效果，确定了工艺流程和主要工艺参数。 ①采用Na HSO3作为还原剂，可以有效还原镀铬废水中的Cr6+。当Na HSO3用量为理论值的1.4倍时，Cr6+基本降低。最佳Na HSO3用量为689.5 mg/L，还原反应时间为10 min，反应温度为室温。 ②镀铬废水处理pH值应控制在6.7~8.5；用量为7.6~8mL。当镀铬废水CODCr为476 mg/L、总Cr为238.2 mg/L、Cr6+为163.4 mg/L、pH为2.03时，总Cr和COD的去除率分别达到99.60%和94.44%，残余浊度1.7NTU，均低于电镀污染物排放标准（-2008年）；产生的絮体粗密，沉降速度快。综上所述，采用合成两性高分子螯合絮凝剂处理铬鞣废水、镀铬废水等含铬废水，处理效果良好，工艺简单，易于操作控制；它既具有强螯合铬离子的能力，又具有优良的絮凝性能，是一种优良的镀铬废水处理剂。该研究为含铬废水的有效处理提供了一条切实可行的途径，具有广泛的推广应用价值。