從廢水流中除去重金屬的方法
【專利說(shuō)明】從廢水流中除去重金屬的方法
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于通過(guò)使用過(guò)濾系統(tǒng)和其他分離系統(tǒng)從工業(yè)廢水中除去隸和其他 重金屬的組合物、方法和裝置。由于嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)和/或水的短缺，在排放或再利用之前， 工廠必須從其廢水中除去重金屬。大部分廢水通過(guò)商品二硫代氨基甲酸醋/鹽(DTC)和/或 S硫代碳酸醋/鹽(TTC)化學(xué)或者特制品聚合DTC化合物來(lái)處理，然后在澄清器中分離經(jīng)沉 淀的金屬。近年來(lái)，越來(lái)越多地將超濾化F)或微濾(MF)膜代替澄清器用于固-液分離，因?yàn)?UF/MF膜工藝更加小型并且產(chǎn)生非常高品質(zhì)的水（幾乎沒(méi)有懸浮固體并且濁度可忽略不 計(jì)）。根據(jù)再利用的目的，UF或MF透過(guò)物可W在進(jìn)行或不進(jìn)行任何進(jìn)一步處理的情況下再利 用。更重要的是，膜過(guò)濾允許進(jìn)一步更高的金屬除去率W滿足在PPb(十億分率)或PPt(萬(wàn)億 分率)濃度范圍中的嚴(yán)格的金屬排放限制。因此用于通過(guò)使用過(guò)濾系統(tǒng)從工業(yè)廢水中除去 隸和其他重金屬的新的組合物、方法和裝置存在明顯的需求和用途。
[0002] 運(yùn)部分中描述的技術(shù)不旨在構(gòu)成對(duì)本文所提及的任何專利、出版物或其他信息相 對(duì)于本發(fā)明為"現(xiàn)有技術(shù)"的承認(rèn)，除非明確地如此指明。此外，運(yùn)部分不應(yīng)被解釋為意指已 做出檢索或者不存在如37CFR§1.56(a)中所規(guī)定的其他相關(guān)信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了滿足長(zhǎng)期存在但未解決的上述需要，本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案設(shè)及從含有 一種或更多種金屬的介質(zhì)中除去所述金屬的方法。所述方法包括W下步驟：（a)用包含來(lái)源 于至少兩種單體，即丙締酸-X和烷基胺的共聚物的組合物處理含有金屬的所述介質(zhì)，（b)使 經(jīng)處理的介質(zhì)通過(guò)過(guò)濾器，W及(C)收集所述金屬；
[0004] 其中丙締酸-X具有下式：
[0005]
[0006] 其中X為OH及其鹽或NHR2,并且其中Ri和R2為H或烷基或基團(tuán)，其中所述聚合物的分 子量為500至200,000,并且其中所述聚合物經(jīng)改性W包含能夠?qū)幸环N或更多種金屬的 所述介質(zhì)進(jìn)行凈化的官能團(tuán)。
[0007] 過(guò)濾器可選自砂濾器、紙、超濾、納濾、微濾、逆流過(guò)濾、浸沒(méi)式膜過(guò)濾、反滲透、及 其任意組合。官能團(tuán)可為二硫代氨基甲酸鹽基團(tuán)。聚合物可具有5摩爾％至100摩爾％的所 述二硫代氨基甲酸鹽基團(tuán)。
[000引丙締酸-X為丙締酸或其鹽，并且烷基胺可為五亞乙基六胺或四亞乙基五胺或二亞 乙基=胺或=亞乙基四胺或乙二胺。丙締酸-X與烷基胺的摩爾比可為0.85至1.5。聚合物的 分子量可為1，500道爾頓至8，000道爾頓。聚合物可經(jīng)改性W包含大于20摩爾％的二硫代氨 基甲酸或其鹽。丙締酸-X為丙締酷胺，并且烷基胺可為五亞乙基六胺或四亞乙基五胺或二 亞乙基S胺或S亞乙基四胺或乙二胺，丙締酸-X與烷基胺的摩爾比可為0.85至1.5;聚合物 的分子量可為1，500至8，000;聚合物可經(jīng)改性W包含大于20摩爾％的二硫代氨基甲酸或其 ±h rm. O
[0009] 介質(zhì)可W是含水工藝流。金屬可選自銅、儀、鋒、鉛、隸、儒、銀、鐵、儘、鈕、銷、鎖、 砸、神、鉆、金、及其任意組合。所述方法還可包括用絡(luò)合量的水溶性二氯乙燒氨聚合物對(duì)工 藝流進(jìn)行另外的處理，所述二氯乙燒氨聚合物的分子量為500至100，000，其包含5摩爾％至 80摩爾％的二硫代氨基甲酸鹽基團(tuán)W形成運(yùn)些金屬的絡(luò)合物。
[0010] 聚合物處理可在300°C或低于300°C或高于300°C的溫度下發(fā)生。共聚物還可包含 巧光基團(tuán)。介質(zhì)可在用凈化聚合物處理之前先用氧化劑處理。介質(zhì)可在用凈化聚合物處理 之前先進(jìn)行抑調(diào)節(jié)。介質(zhì)可在用凈化聚合物處理之前或之后用另一種凝結(jié)劑處理。
[0011] 本文還描述了另外的特征和優(yōu)點(diǎn)，并且其將由W下詳細(xì)說(shuō)明而明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 下面具體參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)行了描述，其中：
[0013] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案的處理廢水的圖示。
[0014] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案的處理廢水的圖示。
[001引為了本公開(kāi)內(nèi)容的目的，除非另外指明，否則附圖中相同的附圖標(biāo)記應(yīng)指相同的 特征。附圖僅是本發(fā)明原理的例示，而不旨在將本發(fā)明限制于所說(shuō)明的特定實(shí)施方案。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 提供W下定義W確定本申請(qǐng)中所使用的術(shù)語(yǔ)W及特別是權(quán)利要求應(yīng)如何解釋。定 義的組織僅是為了方便而不旨在將任何定義限制于任何特定類別。
[0017] "ACXA"意指丙締酸-X-烷基胺共聚物。
[001引 ^AF"意指溶氣浮選單元。
[0019] '悅護(hù)意指煙氣脫硫。
[0020] 叩ES"意指聚酸諷。
[0021] "PDTC"意指聚二硫代氨基甲酸醋/鹽，其包括具有二硫代氨基甲酸根官能團(tuán)的所 有形式的聚合物。
[0022] "DTC'意指二硫代氨基甲酸醋/鹽。
[00剖叩把'意指立硫代碳酸醋/鹽。
[0024] "PTTC"意指聚S硫代碳酸醋/鹽，其包括具有S硫代碳酸根官能團(tuán)的所有形式的 聚合物。
[0025] "硫代氨基甲酸醋/鹽物質(zhì)"意指包含DTC或TTC官能團(tuán)的物質(zhì)組合物，其包括但不 限于DTC、TTC、PTTC、PDTC、及其任意組合。
[00%]"基本上由……組成"意指方法和組合物可包括另外的步驟、組成部分、成分等，但 是僅當(dāng)所述另外的步驟、組成部分和/或成分不實(shí)質(zhì)改變所要求保護(hù)的方法和組合物的基 本特征和新穎特征。
[0027]"過(guò)濾器"意指經(jīng)構(gòu)造和布置W用于從通過(guò)其的液體中除去懸浮物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
[0028] "膜"意指橫向尺寸遠(yuǎn)大于其厚度的結(jié)構(gòu)，可通過(guò)其發(fā)生傳質(zhì)，所述膜可用于過(guò)濾 液體。
[0029] "浸沒(méi)式膜"意指完全放置在液體表面層之下并且引起將其浸沒(méi)的液體中的懸浮 物質(zhì)進(jìn)行傳質(zhì)的膜。
[0030] "MF"意指微濾，一種基于膜的分離過(guò)程，其中大于0.1皿的顆粒和溶解的大分子無(wú) 法通過(guò)該膜，MF可W是壓力驅(qū)動(dòng)的。
[0031] "NF"意指納濾，一種基于膜的分離過(guò)程，其中大于Inm的顆粒和溶解的大分子無(wú)法 通過(guò)該膜，NF可W是壓力驅(qū)動(dòng)的。
[0032] "UF"意指超濾，一種基于膜的分離過(guò)程，其中小于0.1 wii且大于2皿的顆粒和溶解 的大分子無(wú)法通過(guò)該膜，UF可W是壓力驅(qū)動(dòng)的。
[0033] "R爐意指反滲透，一種在水中使用流體靜力(熱力學(xué)參數(shù))克服滲透壓(依數(shù)性似 從水中除去一種或更多種不需要的物質(zhì)的水純化技術(shù)，RO可為基于膜的分離過(guò)程，其中通 過(guò)流體靜力克服滲透壓，RO可W通過(guò)化學(xué)勢(shì)驅(qū)動(dòng)，RO可W是壓力驅(qū)動(dòng)的，RO可W從溶液中除 去很多類型的分子和離子并且用于工業(yè)過(guò)程和生產(chǎn)飲用水二者中，在加壓RO過(guò)程中，溶質(zhì) 保留在膜的加壓側(cè)，而允許純?nèi)軇﹤鞯搅硪粋?cè)，W致有"選擇性"，可將RO膜的尺寸定為不允 許大分子或離子通過(guò)孔(桐），并且通常僅允許較小的溶液組分(例如溶劑）自由地通過(guò)，在 一些情況下大于〇.5nm的溶解的分子無(wú)法通過(guò)膜。
[0034] "有效量"意指當(dāng)與未投配的對(duì)照樣品相比時(shí)足W使=個(gè)分位數(shù)之一增加的任何 添加劑的劑量。
[0035] "基本上由……組成"意指方法和組合物可包括另外的步驟、組成部分、成分等，但 是僅當(dāng)所述另外的步驟、組成部分和/或成分不實(shí)質(zhì)改變所要求保護(hù)的方法和組合物的基 本特征和新穎特征。
[0036] "卵t"意指萬(wàn)億分率。
[0037] "馨合劑凈化劑"意指能夠與馨合劑絡(luò)合的化合物。運(yùn)些凈化劑通常為但不限于鹽 形式。
[0038] "聚合馨合劑"意指與重金屬反應(yīng)和/或絡(luò)合的聚合分子。
[0039] "兩性聚合物"意指來(lái)源于陽(yáng)離子單體和陰離子單體二者W及可能的其他非離子 單體的聚合物。兩性聚合物可W具有凈正電荷或凈負(fù)電荷。兩性聚合物還可來(lái)源于兩性離 子單體和陽(yáng)離子或陰離子單體W及可能的非離子單體。兩性聚合物是水溶性的。
[0040] "陽(yáng)離子聚合物"意指具有總正電荷的聚合物。本發(fā)明的陽(yáng)離子聚合物通過(guò)W下制 備:使一種或更多種陽(yáng)離子單體聚合;使一種或更多種非離子單體與一種或更多種陽(yáng)離子 單體共聚;使表氯醇與二胺或聚胺縮合;或者使二氯乙燒與氨、或甲醒與胺鹽縮合來(lái)制備。 陽(yáng)離子聚合物是水溶性的。
[0041] "兩性離子聚合物"意指由兩性離子單體和可能的其他非離子單體形成的聚合物。 在兩性離子聚合物中，所有聚合物鏈和那些鏈中的鏈段是嚴(yán)格電中性的。因此，兩性離子聚 合物代表兩性聚合物的子集，因?yàn)閷㈥庪x子電荷和陽(yáng)離子電荷二者引入相同的兩性離子單 體中而必然在所有聚合物鏈和鏈段中保持電中性。兩性離子聚合物是水溶性的。
[0042] "陰離子聚合物"意指具有總負(fù)電荷的聚合物。本發(fā)明的陰離子聚合物通過(guò)使一種 或更多種陰離子單體聚合或者通過(guò)使一種或更多種非離子單體與一種或更多種陰離子單 體共聚來(lái)制備。陰離子聚合物是水溶性的。
[0043] 如果上述定義或本申請(qǐng)中其他地方所述的說(shuō)明與通常使用的、詞典中的、或者通 過(guò)引用并入本申請(qǐng)的來(lái)源中所述的含義（明示或暗示)不一致，那么本申請(qǐng)W及特別是權(quán)利 要求的術(shù)語(yǔ)應(yīng)理解為根據(jù)本申請(qǐng)中的定義或說(shuō)明而不是根據(jù)常用的定義、詞典的定義、或 通過(guò)引用并入的定義來(lái)解釋。鑒于上文，如果術(shù)語(yǔ)僅當(dāng)其通過(guò)字典