專利名稱：活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬環(huán)保行業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種活性污泥制汞離子吸附劑的 制備方法。
背景技術(shù)：
汞在造紙、涂料、化妝品、防腐劑、溫度計、壓力表、熒光燈和電池等工業(yè)領(lǐng)域中的 應(yīng)用越來越廣泛，同時，汞也會帶來一種嚴重的環(huán)境污染問題。在所有工業(yè)重金屬污水排放 中，汞是對環(huán)境影響最大的一種污染物質(zhì)。據(jù)估計，全球每年自然界、人為和海洋噴射等新 增加的汞污染高達5500噸，因此含汞廢水的處理，直接關(guān)系到人類的身心健康。如何高效 的處理汞，成為了人類面臨的極為重要的難題。傳統(tǒng)的含汞廢水的處理方法主要有化學沉淀法、金屬還原法、吸附法、離子交換 法、膜分離法、微生物法等?；瘜W沉淀法是應(yīng)用較普遍的一種含汞廢水的處理方法，該法具有工藝簡單、操作 方便、經(jīng)濟實用等優(yōu)點。常見的沉淀劑為石灰、硫化物、聚合硫酸鐵、碳酸鹽，以及它們的混 合物?；瘜W沉淀法易于快速去除大量的汞金屬離子，但由于受沉淀劑和環(huán)境條件的影響，出 水濃度往往達不到排放要求，因此還需進一步處理，產(chǎn)生的沉淀物必須很好的處理處置，否 則會造成二次污染。離子交換法處理含汞廢水，凈化程度高，無二次污染，但該法受廢水中雜質(zhì)的影響 以及交換劑品種、產(chǎn)量和成本的限制。電滲析是膜分離技術(shù)的一種，它是在直流電場作用下，以電位差為推動力，利用離 子交換膜的選擇性，把電解質(zhì)從溶液中分離出來，從而實現(xiàn)溶液的淡化、濃縮、精制或純化 的目的。處理含汞廢水的其它膜技術(shù)還有反滲透法、液膜法、超濾等。但是膜在處理廢水 時選擇性比較高，不同的廢水必須研究與之相匹配的膜，廢水的成分也必須比較穩(wěn)定才行， 膜組件的設(shè)計也是一個難題，膜法處理廢水的投資也比較高，這些都影響了膜的應(yīng)用。吸附法是利用多孔性的固體物質(zhì)，使水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而 除去的方法。可用于處理含汞廢水的吸附劑有活性炭、風化煤、磺化煤、高爐礦渣、沸石、殼 聚糖、硅藻土、改良纖維、活性氧化鋁、蛋殼等。這些吸附劑處理含汞廢水的機理不盡相同， 有的是物理吸附占主導，有的是化學吸附占主導，有的吸附劑既起吸附作用，又起絮凝作 用。吸附法具有去除率高、設(shè)備相對簡單等特點。吸附劑處理含汞廢水的控制條件比較多， 如吸附劑的粒度、吸附劑的添加量、廢水的成分、廢水的含鉻濃度、PH值、吸附時間等。因此， 仍然需要開發(fā)高效、成本低廉和使用方便的新型吸附劑材料體系及其制備技術(shù)。中國發(fā)明 專利200910115510. 2 (公開號CN101575131A)公開了一種環(huán)保型植物混凝劑，該環(huán)保型植 物混凝劑采用茶樹籽、油菜籽、黃豆中的一種或兩種以上天然植物種子脫脂壓榨制成，內(nèi)含 多種無機鹽及鞣質(zhì)(單寧)、糠醛、蛋白質(zhì)、糖與糖干等有效天然植物混凝劑材料，采用該環(huán) 保型植物混凝劑和其處理含銅、鋅、鎳污水的方法，不僅處理過的污水可達到排放標準，沉 降下來的污泥還可回收其中的有色金屬，實現(xiàn)綜合利用。中國發(fā)明專利02116227. 1 (公開號CN1369445A)公開了一種污水生化處理產(chǎn)生活性污泥的處理及提取蛋白質(zhì)的方法，該方法將活性污泥加入搪瓷或不銹鋼容器內(nèi)，通過不斷調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和PH值制得蛋白質(zhì)產(chǎn)品。 中國發(fā)明專利200710072134. 4 (公開號CN101036917A)公開了一種以剩余活性污泥為原料 的重金屬污染土壤修復劑及其提取方法和其修復重金屬污染土壤的方法，該發(fā)明采用原位 修復法或異位修復法修復重金屬污染土壤。但是上述技術(shù)都普遍存在成本高、易造成二次 污染和操作復雜等缺點?；谏鲜鲈?，吸附法對于處理含汞廢水效果良好。關(guān)鍵是制備出工作容量大、制 備工藝簡單、無二次污染、環(huán)境協(xié)調(diào)性優(yōu)越、性能價格比高、利于回收的吸附劑，從而提供控 制和防治含有高濃度或微痕量汞離子濃度污染的新工藝和新技術(shù)。目前國內(nèi)外還沒有關(guān)于一種活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法的公開文獻報 道和專利申請。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種活性污泥制汞離子吸附劑 的制備方法。本發(fā)明提出的活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法，是將環(huán)硫氯丙烷單體通過化 學鍵接的方法引入到水性聚氨酯分散體乳液中，再將之與活性污泥共混復合改性；再用高 速離心機脫水；最后真空干燥后制得一種活性污泥制汞離子吸附劑。具體步驟如下(1)將二異氰酸酯、聚酯多元醇、2，2’ - 二羥甲基丙酸、催化劑以及有機溶劑以 100 300 400 20 60 0. 05 5 300 500的重量比混合均勻，在55_65°C溫度 下反應(yīng)6-10小時，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；將上述異氰酸 酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、擴鏈劑、催化劑以及有機溶劑以100 1 50 0.5 2 50 200的重量比攪拌混合均勻，在55-65°C溫度下持續(xù)反應(yīng)4 12小時，溫度降低至45 55°C，再加入0. 5 5g三乙胺，反應(yīng)15 60分鐘；量取50 300mL去離子水，緩慢滴加 入到上述混合物中，保持整個滴加時間為30 60分鐘，溫度為45 50°C ；滴加完畢后，在 35°C溫度下繼續(xù)反應(yīng)28-32分鐘，真空抽濾除去有機溶劑，得到水性聚氨酯分散體乳液，固 含量為35% ；(2)采用20 200mL水和20 200mL揮發(fā)性非水溶劑為混合溶劑，其中水揮發(fā) 性非水溶劑的體積比為1 0.5 1 5;稱取50 150g步驟(1)所得水性聚氨酯分散體 乳液，用20 200mL水-揮發(fā)性非水溶劑混合溶劑浸泡2 24小時，加入5 50g環(huán)硫氯 丙烷，其中環(huán)硫氯丙烷濃度保持在重量比為5 15% ；45 90°C下反應(yīng)2 12小時后，力口 入2%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至10 14，再繼續(xù)反應(yīng)6 36小時。得到含巰基水性聚氨
酯乳液，其固含量為15 35%，聚氨酯乳液中巰基的含量在1. 15 X 10_4 6. OX IO-3Himol/ g ；(3)將50_500g活性污泥和10_150g步驟⑵所得含巰基水性聚氨酯乳液攪拌均 勻，加入5-50g三乙胺，在35-90°C下反應(yīng)1-6小時后，再加入0. 5_25g乙二醛水溶液(30% 固含量)，在45-10(TC下繼續(xù)攪拌反應(yīng)2-24小時，反應(yīng)停止后，混合液靜置后分層，分離得 到底部沉淀，底部沉淀經(jīng)高速離心機脫水和真空干燥，即得到所需產(chǎn)品。本發(fā)明中，所述二異氰酸酯，可以是芳香族二異氰酸酯，如甲苯-2，4_ 二異氰酸酯、甲苯-2，6- 二異氰酸酯、4，4’- 二苯基甲烷二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、乙苯二異氰酸酯、4，6_ 二甲苯二異氰酸酯、3，3’_ 二甲基聯(lián)苯-4，4’_ 二異氰酸酯或3，3’_ 二甲基-4， 4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯；或者是脂肪族二異氰酸酯，如己二異氰酸酯、六亞甲基二異氰 酸酯、環(huán)己基二異氰酸酯、4，4’ - 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯或異佛兒酮二異氰酸酯等。本發(fā)明中，所述聚酯多元醇可以是己二酸聚酯多元醇、苯酐聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯 多元醇或聚碳酸酯二元醇等中任一種。本發(fā)明中，所述催化劑可以是二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫、N-甲基嗎啉或者三 亞乙基二胺中任一種，用量為0. 1% -2%重量。本發(fā)明中，所述有機溶劑可以是丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、N-甲基吡咯 烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺等中任一種。本發(fā)明中，所述擴鏈劑采用二元胺或者二元醇，所述二元胺可以是乙二胺、丙二 胺、1，4_ 丁二胺、己二胺等，所述二元醇可以是乙二醇、丙二醇、1，3_ 丁二醇、1，4_ 丁二醇、 新戊二醇、1，2-戊二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2-乙基-1，3-己二醇、3-氯-1，2-丙二
醇或癸二醇等。本發(fā)明中，所述揮發(fā)性非水溶劑，采用低沸點、高極性的有機溶劑，可以是乙醇、四 氫呋喃、二氧六環(huán)、乙腈或其混合物。本發(fā)明提出的活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法，所述活性污泥包括工廠廢水 處理活性污泥、城市生活污水處理剩余活性污泥等。本發(fā)明提出的一種活性污泥制汞離子吸附劑具有優(yōu)異的高濃度汞離子吸附性能 (>90%)和優(yōu)異的微/痕量汞離子吸附性能(>95%)。本方法工藝簡單，費用低，效率 高，有利環(huán)保，用于活性污泥和工業(yè)廢水處理具有較高的經(jīng)濟和社會效益。本發(fā)明的優(yōu)點在于(1)本發(fā)明采用含巰基水性聚氨酯分散體乳液共混改性來引 入大量巰基、酰胺基、羧酸基等功能基團與污泥中的重金屬離子、病原菌、蟲卵、有機污染物 等進行充分的化學反應(yīng)或物理吸附，再選用常規(guī)的離心脫水機脫水方式，從而實現(xiàn)市政污 泥的穩(wěn)定化和減量化效果，處理污泥的含水率低； (2)利用本發(fā)明處理的污泥， 不僅污泥的含水率能夠達到60%以下，而且能夠穩(wěn)定污泥中的絕大多數(shù)重金屬離子和其 它有機污染物，使其不能不再帶來二次污染，從而達到真正的無害化、穩(wěn)定化和資源化；(3) 本發(fā)明制備的活性污泥制汞離子吸附劑還具有優(yōu)異的高濃度汞離子吸附性能(> 90% )和 優(yōu)異的微/痕量汞離子吸附性能(>95%)，與常用的汞離子吸附劑相比，本發(fā)明制備的活 性污泥制汞離子吸附劑具有良好的經(jīng)濟性、環(huán)保性和可生物降解性；(4)本發(fā)明具有工藝 簡單、成本低、效率高、有利環(huán)保等優(yōu)點，用于活性污泥和工業(yè)廢水處理具有較高的經(jīng)濟和 社會效益。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法進行詳細的說明。 但本發(fā)明并不限于所列出的實例。實施例1將異佛兒酮二異氰酸酯、己二酸聚酯多元醇、2，2’ _ 二羥甲基丙酸、二丁基錫二月 桂酸酯和丙酮以100 360 40 2 400(重量)的比例混合均勻，升溫到60°C反應(yīng)8小時，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；再將以異氰酸酯封端的聚氨 酯預(yù)聚物、1，4_ 丁二醇、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮，以100 12 1 100(重量)的 比例，攪拌均勻，溫度控制在60°C左右，反應(yīng)持續(xù)5小時，溫度降低至45°C，加入3g三乙胺， 反應(yīng)30分鐘。量取125ml去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個滴加時間為45 分鐘。滴加完畢后，再繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。35°C真空下除去丙酮后，得到一種水性聚氨酯分 散體涂料，其固含量35%。采用100mL水和100mL 二氧六環(huán)為混合溶劑，其中水二氧六環(huán)=1 1 (體積 比)。稱取20g上述水性聚氨酯分散體涂料，用水-二氧六環(huán)混合溶劑浸泡12小時，加入 20mL環(huán)硫氯丙烷，其中環(huán)硫氯丙烷重量比濃度為10%。75°C下反應(yīng)2小時后，加入2%氫氧 化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至11，再繼續(xù)反應(yīng)14小時。最后制得一種含巰基水性聚氨酯涂料，由返 銀量滴定法測定聚氨酯涂料中巰基的含量為9. 7X 10-4mmol/g。將200g活性污泥和50g上述含巰基水性聚氨酯乳液攪拌均勻，加入25g三乙胺 和12. 5g乙二醛水溶液(30%固含量)，在90°C下攪拌8小時，反應(yīng)停止，混合液靜置后分 層，分離得到底部沉淀，底部沉淀經(jīng)6000轉(zhuǎn)/分鐘的離心脫水和真空干燥后制得一種活性 污泥制汞離子吸附劑。經(jīng)靜態(tài)吸附法檢測，該活性污泥制汞離子吸附劑對25mL初始濃度為 0. lg/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得汞離子去除率為95. 8%;該活性污泥制汞離子吸附劑對 25mL初始濃度為20g/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得其汞離子去除率為91. 6%。實施例2將異佛兒酮二異氰酸酯、己二酸聚酯多元醇、2，2’ _ 二羥甲基丙酸、二丁基錫二月 桂酸酯和丙酮以100 360 30 2 400(重量)的比例混合均勻，升溫到60°C反應(yīng)8 小時，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；再將以異氰酸酯封端的聚氨 酯預(yù)聚物、1，4_ 丁二醇、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮，以100 12 1 100(重量)的 比例，攪拌均勻，溫度控制在60°C左右，反應(yīng)持續(xù)5小時，溫度降低至45°C，加入2. 5g三乙 胺，反應(yīng)30分鐘。量取125ml去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個滴加時間為 45分鐘。滴加完畢后，再繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。35°C真空下除去丙酮后，得到一種水性聚氨酯 分散體涂料，其固含量35%。采用100mL水和100mL 二氧六環(huán)為混合溶劑，其中水二氧六環(huán)=1 1 (體積 比)。稱取20g上述水性聚氨酯分散體涂料，用水-二氧六環(huán)混合溶劑浸泡12小時，加入 20mL環(huán)硫氯丙烷，其中環(huán)硫氯丙烷重量比濃度為9%。75°C下反應(yīng)2小時后，加入2%氫氧 化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至11，再繼續(xù)反應(yīng)14小時。最后制得一種含巰基水性聚氨酯涂料，由返 銀量滴定法測定聚氨酯涂料中巰基的含量為9. lX10-4mmol/g。將200g活性污泥和75g上述含巰基水性聚氨酯乳液攪拌均勻，加入25g三乙胺 和12. 5g乙二醛水溶液(30%固含量)，在90°C下攪拌8小時，反應(yīng)停止，混合液靜置后分 層，分離得到底部沉淀，底部沉淀經(jīng)6000轉(zhuǎn)/分鐘的離心脫水和真空干燥后制得一種活性 污泥制汞離子吸附劑。經(jīng)靜態(tài)吸附法檢測，該活性污泥制汞離子吸附劑對25mL初始濃度為 0. lg/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得汞離子去除率為95. 0%;該活性污泥制汞離子吸附劑對 25mL初始濃度為20g/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得其汞離子去除率為90. 7%。實施例3將異佛兒酮二異氰酸酯、己二酸聚酯多元醇、2，2’ _ 二羥甲基丙酸、二丁基錫二月桂酸酯和丙酮以100 250 40 3 400 (重量)的比例混合均勻，升溫到60°C反應(yīng)8 小時，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；再將以異氰酸酯封端的聚氨 酯預(yù)聚物、1，4_ 丁二醇、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮，以100 20 1 120(重量)的 比例，攪拌均勻，溫度控制在60°C左右，反應(yīng)持續(xù)5小時，溫度降低至45°C，加入3. 5g三乙 胺，反應(yīng)30分鐘。量取125ml去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個滴加時間為 45分鐘。滴加完畢后，再繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。35°C真空下除去丙酮后，得到一種水性聚氨酯 分散體涂料，其固含量32%。采用IOOmL水和IOOmL 二氧六環(huán)為混合溶劑，其中水二氧六環(huán)=2 1 (體積 比)。稱取20g上述水性聚氨酯分散體涂料，用水-二氧六環(huán)混合溶劑浸泡12小時，加入 20mL環(huán)硫氯丙烷，其中環(huán)硫氯丙烷重量比濃度為7.5%。75°C下反應(yīng)2小時后，加入2%氫 氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至11，再繼續(xù)反應(yīng)14小時。最后制得一種含巰基水性聚氨酯涂料，由 返銀量滴定法測定聚氨酯涂料中巰基的含量為10. 2X10-4mmol/g。將200g活性污泥和25g上述含巰基水性聚氨酯乳液攪拌均勻，加入25g三乙胺 和12.5g乙二醛水溶液(30%固含量)，在85°C下攪拌12小時，反應(yīng)停止，混合液靜置后分 層，分離得到底部沉淀，底部沉淀經(jīng)6000轉(zhuǎn)/分鐘的離心脫水和真空干燥后制得一種活性 污泥制汞離子吸附劑。經(jīng)靜態(tài)吸附法檢測，該活性污泥制汞離子吸附劑對25mL初始濃度為 0. lg/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得汞離子去除率為96. 5%;該活性污泥制汞離子吸附劑對 25mL初始濃度為20g/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得其汞離子去除率為92. 1%。實施例4將異佛兒酮二異氰酸酯、己二酸聚酯多元醇、2，2’ _ 二羥甲基丙酸、二丁基錫二月 桂酸酯和丙酮以100 400 25 1.2 500 (重量)的比例混合均勻，升溫到60°C反應(yīng)8 小時，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；再將以異氰酸酯封端的聚氨 酯預(yù)聚物、1，4_ 丁二醇、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮，以100 20 1.2 100(重量) 的比例，攪拌均勻，溫度控制在60°C左右，反應(yīng)持續(xù)5小時，溫度降低至45°C，加入4g三乙 胺，反應(yīng)30分鐘。量取125ml去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個滴加時間為 45分鐘。滴加完畢后，再繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。35°C真空下除去丙酮后，得到一種水性聚氨酯 分散體涂料，其固含量31%。采用IOOmL水和IOOmL 二氧六環(huán)為混合溶劑，其中水二氧六環(huán)=1 1 (體積 比)。稱取20g上述水性聚氨酯分散體涂料，用水-二氧六環(huán)混合溶劑浸泡12小時，加入 20mL環(huán)硫氯丙烷，其中環(huán)硫氯丙烷重量比濃度為8.5%。75°C下反應(yīng)2小時后，加入2%氫 氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至11，再繼續(xù)反應(yīng)14小時。最后制得一種含巰基水性聚氨酯涂料，由 返銀量滴定法測定聚氨酯涂料中巰基的含量為11. 2X10-4mmol/g。將200g活性污泥和50g上述含巰基水性聚氨酯乳液攪拌均勻，加入15g三乙胺和 5. Og乙二醛水溶液(30%固含量)，在90°C下攪拌8小時，反應(yīng)停止，混合液靜置后分層，分 離得到底部沉淀，底部沉淀經(jīng)6000轉(zhuǎn)/分鐘的離心脫水和真空干燥后制得一種活性污泥制 汞離子吸附劑。經(jīng)靜態(tài)吸附法檢測，該活性污泥制汞離子吸附劑對25mL初始濃度為0. Ig/ L的硝酸汞吸附45分鐘，測得汞離子去除率為97. 0% ；該活性污泥制汞離子吸附劑對25mL 初始濃度為20g/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得其汞離子去除率為92. 9%。實施例5
將異佛兒酮二異氰酸酯、己二酸聚酯多元醇、2，2’ _ 二羥甲基丙酸、二丁基錫二月 桂酸酯和丙酮以100 400 30 2. 5 400 (重量)的比例混合均勻，升溫到60°C反應(yīng) 8小時，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；再將以異氰酸酯封端的聚 氨酯預(yù)聚物、1，4_ 丁二醇、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮，以100 30 1 150(重量) 的比例，攪拌均勻，溫度控制在60°C左右，反應(yīng)持續(xù)5小時，溫度降低至45°C，加入4. 5g三 乙胺，反應(yīng)30分鐘。量取125ml去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個滴加時間 為45分鐘。滴加完畢后，再繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。35°C真空下除去丙酮后，得到一種水性聚氨 酯分散體涂料，其固含量30%。采用100mL水和100mL 二氧六環(huán)為混合溶劑，其中水二氧六環(huán)=1 1 (體積 比)。稱取20g上述水性聚氨酯分散體涂料，用水-二氧六環(huán)混合溶劑浸泡12小時，加入 20mL環(huán)硫氯丙烷，其中環(huán)硫氯丙烷重量比濃度為8.8%。75°C下反應(yīng)2小時后，加入2%氫 氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至11，再繼續(xù)反應(yīng)14小時。最后制得一種含巰基水性聚氨酯涂料，由 返銀量滴定法測定聚氨酯涂料中巰基的含量為8. 8X 10-4mmol/g。將200g活性污泥和50g上述含巰基水性聚氨酯乳液攪拌均勻，加入25g三乙胺 和12. 5g乙二醛水溶液(30%固含量)，在80°C下攪拌12小時，反應(yīng)停止，混合液靜置后分 層，分離得到底部沉淀，底部沉淀經(jīng)6000轉(zhuǎn)/分鐘的離心脫水和真空干燥后制得一種活性 污泥制汞離子吸附劑。經(jīng)靜態(tài)吸附法檢測，該活性污泥制汞離子吸附劑對25mL初始濃度為 0. lg/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得汞離子去除率為95. 1%;該活性污泥制汞離子吸附劑對 25mL初始濃度為20g/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得其汞離子去除率為90. 3%。實施例6將異佛兒酮二異氰酸酯、己二酸聚酯多元醇、2，2’ _ 二羥甲基丙酸、二丁基錫二月 桂酸酯和丙酮以100 300 50 2 400(重量)的比例混合均勻，升溫到60°C反應(yīng)8 小時，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；再將以異氰酸酯封端的聚氨 酯預(yù)聚物、1，4_ 丁二醇、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮，以100 30 1.5 150(重量) 的比例，攪拌均勻，溫度控制在60°C左右，反應(yīng)持續(xù)5小時，溫度降低至45°C，加入5g三乙 胺，反應(yīng)30分鐘。量取125ml去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個滴加時間為 45分鐘。滴加完畢后，再繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。35°C真空下除去丙酮后，得到一種水性聚氨酯 分散體涂料，其固含量39%。采用100mL水和100mL 二氧六環(huán)為混合溶劑，其中水二氧六環(huán)=1 1 (體積 比)。稱取20g上述水性聚氨酯分散體涂料，用水-二氧六環(huán)混合溶劑浸泡12小時，加入 20mL環(huán)硫氯丙烷，其中環(huán)硫氯丙烷重量比濃度為7.9%。75°C下反應(yīng)2小時后，加入2%氫 氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至11，再繼續(xù)反應(yīng)14小時。最后制得一種含巰基水性聚氨酯涂料，由 返銀量滴定法測定聚氨酯涂料中巰基的含量為11. 6X 10-4mmol/g。將200g活性污泥和50g上述含巰基水性聚氨酯乳液攪拌均勻，加入25g三乙胺 和12. 5g乙二醛水溶液(30%固含量)，在65°C下攪拌24小時，反應(yīng)停止，混合液靜置后分 層，分離得到底部沉淀，底部沉淀經(jīng)6000轉(zhuǎn)/分鐘的離心脫水和真空干燥后制得一種活性 污泥制汞離子吸附劑。經(jīng)靜態(tài)吸附法檢測，該活性污泥制汞離子吸附劑對25mL初始濃度為 0. lg/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得汞離子去除率為97. 4%;該活性污泥制汞離子吸附劑對 25mL初始濃度為20g/L的硝酸汞吸附45分鐘，測得其汞離子去除率為92. 8%。
8
權(quán)利要求
一種活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)將二異氰酸酯、聚酯多元醇、2，2’-二羥甲基丙酸、催化劑以及有機溶劑以100∶300～400∶20～60∶0.05～5∶300～500的重量比混合均勻，在55-65℃溫度下反應(yīng)6-10小時，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；將上述異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、擴鏈劑、催化劑以及有機溶劑以100∶1～50∶0.5～2∶50～200的重量比攪拌混合均勻，在55-65℃溫度下持續(xù)反應(yīng)4～12小時，溫度降低至45～55℃，再加入0.5～5g三乙胺，反應(yīng)15～60分鐘；量取50～300mL去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個滴加時間為30～60分鐘，溫度為45～50℃；滴加完畢后，在35℃溫度下繼續(xù)反應(yīng)28-32分鐘，真空抽濾除去有機溶劑，得到水性聚氨酯分散體乳液，固含量為35％；(2)采用20～200mL水和20～200mL揮發(fā)性非水溶劑為混合溶劑，其中水揮發(fā)性非水溶劑的體積比為1∶0.5～1∶5；稱取50～150g步驟(1)所得水性聚氨酯分散體乳液，用20～200mL水-揮發(fā)性非水溶劑混合溶劑浸泡2～24小時，加入5～50g環(huán)硫氯丙烷，其中環(huán)硫氯丙烷濃度保持在重量比為5～15％；45～90℃下反應(yīng)2～12小時后，加入2％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至10～14，再繼續(xù)反應(yīng)6～36小時。得到含巰基水性聚氨酯乳液，其固含量為15～35％，聚氨酯乳液中巰基的含量在1.15×10-4～6.0×10-3mmol/g；(3)將50-500g活性污泥和10-150g步驟(2)所得含巰基水性聚氨酯乳液攪拌均勻，加入5-50g三乙胺，在35-90℃下反應(yīng)1-6小時后，再加入0.5-25g固含量30％的乙二醛水溶液，在45-100℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)2-24小時，反應(yīng)停止后，混合液靜置后分層，分離得到底部沉淀，底部沉淀經(jīng)高速離心機脫水和真空干燥，即得到所需產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法，其特征在于所述二異 氰酸酯為芳香族二異氰酸酯或者是脂肪族二異氰酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法，其特征在于所述聚酯 多元醇是己二酸聚酯多元醇、苯酐聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇或聚碳酸酯二元醇中任一 種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法，其特征在于所述催化 劑是二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫、N-甲基嗎啉或者三亞乙基二胺中任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法，其特征在于所述有機 溶劑是丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二 甲基乙酰胺中任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法，其特征在于所述擴鏈 劑采用二元胺或者二元醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法，其特征在于所述揮發(fā) 性非水溶劑是乙醇、四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙腈或其混合物。
全文摘要
本發(fā)明屬環(huán)保行業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種活性污泥制汞離子吸附劑的制備方法。本發(fā)明首先將以水和揮發(fā)性非水溶劑為混合溶劑，將環(huán)硫氯丙烷單體通過化學鍵接的方法引入到水性聚氨酯分散體乳液中得到含巰基水性聚氨酯乳液，再將該含巰基水性聚氨酯乳液與活性污泥共混復合改性，最后經(jīng)離心脫水和真空干燥后制得一種活性污泥制汞離子吸附劑。本發(fā)明制備的活性污泥制汞離子吸附劑具有優(yōu)異的高濃度汞離子吸附性能(＞90％)和優(yōu)異的微/痕量汞離子吸附性能(＞95％)。本方法工藝簡單，成本低，效率高，有利環(huán)保，用于活性污泥和工業(yè)廢水處理具有較高的經(jīng)濟和社會效益。
文檔編號B01J20/26GK101869825SQ20101016695
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者楊正龍 申請人:同濟大學