一种耐污染型深度软化螯合树脂的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理行业高分子材料合成技术领域，具体地说一种耐污染型深度软化螯合树脂的合成方法。
【背景技术】
[0002]螯合树脂是一类能与金属离子形成多配位络和物的交联功能高分子材料。螯合树脂吸附金属离子的机理是树脂上的功能原子与金属离子发生配位反应，形成类似小分子螯合物的稳定结构。螯合树脂与金属离子比普通的离子交换树脂的结合力更强。在深度软化过程中螯合树脂可稳定保持出水钙镁离子浓度降到PPb级，是深度软化中的最佳选择。但是在处理含有大量背景物质如腐殖酸和溶解性动植物油的污水时，使用普通的螯合树脂深度软化，螯合树脂容易被溶解性有机物堵塞孔道，无法浸出处于络合状态的重金属离子，使螯合树脂的工作交换容量大幅度减弱，对树脂造成不可逆的污染。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供生产工艺简单、抗污染性能强、污水处理效果好，且全交换容量大，能在高有机物含量的污水中高效去除水中金属离子的一种耐污染型深度软化螯合树脂的合成方法。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种耐污染型深度软化螯合树脂的合成方法，该合成方法包括以下步骤:
a)、在油相配制釜中配制好油相，油相由反应物、致孔剂和引发剂组成；将反应物与致孔剂按质量比1:0.5的比例加入到油相配制釜中混合，并按占油相总质量的1%_1.5%的比例加入引发剂使其充分溶解，然后在油相配制釜中稳定30分钟，形成油相；上述的反应物包括苯乙烯单体和二乙烯苯交联剂；
b)、在聚合釜中配制好水相，水相为含有分散剂和NaCl的水溶液，以水相的总质量计，分散剂的浓度为3wt%，NaCl的浓度为15 wt%-17wt% ;将水、分散剂和NaCl投入到聚合釜中，并在搅拌状态下升温至60°C，稳定10分钟，形成水相；
c)、在聚合釜中，将步骤a形成的油相，按水相与苯乙烯单体质量之比3:1-1:1的比例加入到处于搅拌状态下的水相，进行悬浮聚合形成多相聚合体系，其中加入有少量次甲基蓝，搅拌速度由慢变快，搅拌速率控制为150-250rpm ;添加完后，升温至75°C，保温3小时，树脂骨架基本定型；
d)、将聚合釜内升温至85°C，保温2小时；再升温至95°C，保温5小时后；降温，出料，洗涤；抽干游离水，进丙酮进行抽提；抽提至无油，进水洗涤至无丙酮味，出料；烘干、筛分成粒度合宜的投料粒；然后将投料粒进一步烘干经筛分、冷却得到耐污染型深度软化螯合树脂的聚苯乙烯系白球；
e)、将经过干燥处理的聚苯乙烯系白球与氯甲醚在100°C-120°C条件下，按质量比计聚苯乙烯系白球比氯甲醚1:0.5-1:2的比例均匀混合，进行氯甲基化反应，然后将生成物经过逐步稀释，再用盐酸和氢氧化钠转型，经水洗后，得到聚苯乙烯系氯球；
f)、将聚苯乙烯系氯球用二氯乙烷搅拌膨胀I小时，投N-羟甲基酞酰亚胺及乙酸酐，投毕，开始滴加催化剂，并控制反应放热温度不超过60°C ;催化剂滴毕，稳定半小时，再升温到75°C_80°C，保温12小时；保温完毕，降温，抽干母液；加水，减压蒸馏二氯乙烷，至树脂无气味为止；热水清洗5次以上，到出水无色为准；
g)、然后再投25%液碱，缓慢升温到80°C，稳定I小时，关闭放空后；再升温到120°C，稳定2小时后缓慢打开放空，排空压力后关闭放空；再升温到160°C，保温14小时；降温，取样分析若弱碱基多5.0mmol/g则为合格；合格后，抽干母液，水洗5遍，要求清洗至PH彡10 ;
h)、最再加入预先溶解的氯乙酸溶液进行螯合反应，升温至65-70°C，保温14小时，期间不断控制反应溶液的PH值，要求在8-9之间；保温完毕，取样分析，检测铜离子吸附量；合格后，水洗5遍，调酸至PH=1，稳定I小时；水洗至接近中性，再调碱至PH=12，稳定I小时；水洗至中性出料、包装，即得耐污染型深度软化螯合树脂。
[0005]为优化上述技术方案采取的措施还包括:
上述水相中的分散剂为聚乙烯醇、淀粉、甲基纤维素及其衍生物和难溶性的无机物氯化钠、无水硫酸镁和碳酸钠中的一种或几种。
[0006]上述的引发剂为过氧化苯甲酰、2-乙基己酸和偶氮二异丁腈中的一种或几种。
[0007]上述的致孔剂为4-甲基-2-戊醇、液体石蜡、异丁醇、200#汽油、六甲基二硅氧烷和正构油中的一种或几种。
[0008]上述的步骤f中，N-羟甲基酞酰亚胺的投入量按质量比计为，膨胀后聚苯乙烯系氯球比N-羟甲基酞酰亚胺为1: 2-1:4，N-羟甲基酞酰亚胺与乙酸酐的质量比为1:1，其中催化剂为醋酸或硫酸。
[0009]上述的步骤g中25%液碱为液碱浓度为25wt%的氢氧化钠溶液。
[0010]上述的h中预先溶解的氯乙酸溶液为氯乙酸和液碱；所述液碱为浓度为20wt%-30wt%的氢氧化钠溶液，其中液碱和氯乙酸按质量比计为1:1-1:1.5。
[0011]上述的耐污染型深度软化螯合树脂的粒径为0.500-1.000mm。
[0012]上述的耐污染型深度软化螯合树脂含水量在45%_55% ;质量全交换容量彡5mmol/g ;体积全交换容量彡2mmol/ml，铜离子吸附量彡45g/L ;湿视密度在0.73-0.80g/ml ;湿真密度在1.150-1.210g/ml ;均一系数彡1.45 ;渗磨圆球率彡90% ;膨胀率H+ — Na+ ( 45%。
[0013]上述的步骤a中，对苯乙烯单体与二乙烯苯交联剂的质量比为1:0.18-1:0.22，且交联度为8.10
[0014]与现有技术相比，本发明所提供的合成方法是从树脂对有机物的包裹吸附和树脂内部孔道有机物的堵截两方面来设计树脂合成方法，通过本方法合成的螯合树脂具有很好的抗油、抗有机物污染性能，提高了树脂的全交换容量和工作交换容量，并针对稠油污水的特性提高了树脂的耐高温特性。本发明能更加牢固将钙镁离子固定在树脂孔道中的官能团上，可使出水钙镁离子浓度小于20ppb。适用于含有溶解性有机物和腐殖质类背景物质较多的水质深度软化，并能作为二级软化吸附大部分的钙镁离子。
【具体实施方式】
[0015]本发明针对现有技术中，在含有大量背景物质如腐殖酸和溶解性动植物油的污水时，使用普通的螯合树脂深度软化时，螯合树脂将被溶解性有机物堵塞孔道，无法浸出处于络合状态的重金属离子，使螯合树脂的工作交换容量大幅度减弱，对树脂造成不可逆的污染的技术问题提供了一种适用于含有溶解性有机物和腐殖质类背景物质较多水质深度软化处理的耐污染型深度软化螯合树脂的合成方法。该方法包括以下步骤:
a)、在油相配制釜中配制好油相，油相由反应物、致孔剂和引发剂组成；将反应物与致孔剂按质量比1:0.5的比例加入到油相配制釜中混合，并按占油相总质量的1%_1.5%的比例加入引发剂使其充分溶解，然后在油相配制釜中稳定30分钟，形成油相；上述的反应物包括苯乙烯单体和二乙烯苯交联剂；
b)、在聚合釜中配制好水相，水相为含有分散剂和NaCl的水溶液，以水相的总质量计，分散剂的浓度为3wt%，NaCl的浓度为15 wt%-17wt% ;将水、分散剂和NaCl投入