从废水流中除去重金属的方法
【专利说明】从废水流中除去重金属的方法
【背景技术】
[0001] 本发明设及用于通过使用过滤系统和其他分离系统从工业废水中除去隶和其他 重金属的组合物、方法和装置。由于严格的环境法规和/或水的短缺，在排放或再利用之前， 工厂必须从其废水中除去重金属。大部分废水通过商品二硫代氨基甲酸醋/盐(DTC)和/或 S硫代碳酸醋/盐(TTC)化学或者特制品聚合DTC化合物来处理，然后在澄清器中分离经沉 淀的金属。近年来，越来越多地将超滤化F)或微滤(MF)膜代替澄清器用于固-液分离，因为 UF/MF膜工艺更加小型并且产生非常高品质的水（几乎没有悬浮固体并且浊度可忽略不 计）。根据再利用的目的，UF或MF透过物可W在进行或不进行任何进一步处理的情况下再利 用。更重要的是，膜过滤允许进一步更高的金属除去率W满足在PPb(十亿分率)或PPt(万亿 分率)浓度范围中的严格的金属排放限制。因此用于通过使用过滤系统从工业废水中除去 隶和其他重金属的新的组合物、方法和装置存在明显的需求和用途。
[0002] 运部分中描述的技术不旨在构成对本文所提及的任何专利、出版物或其他信息相 对于本发明为"现有技术"的承认，除非明确地如此指明。此外，运部分不应被解释为意指已 做出检索或者不存在如37CFR§1.56(a)中所规定的其他相关信息。
【发明内容】
[0003] 为了满足长期存在但未解决的上述需要，本发明的至少一个实施方案设及从含有 一种或更多种金属的介质中除去所述金属的方法。所述方法包括W下步骤：（a)用包含来源 于至少两种单体，即丙締酸-X和烷基胺的共聚物的组合物处理含有金属的所述介质，（b)使 经处理的介质通过过滤器，W及(C)收集所述金属；
[0004] 其中丙締酸-X具有下式：
[0005]
[0006] 其中X为OH及其盐或NHR2,并且其中Ri和R2为H或烷基或基团，其中所述聚合物的分 子量为500至200,000,并且其中所述聚合物经改性W包含能够对含有一种或更多种金属的 所述介质进行净化的官能团。
[0007] 过滤器可选自砂滤器、纸、超滤、纳滤、微滤、逆流过滤、浸没式膜过滤、反渗透、及 其任意组合。官能团可为二硫代氨基甲酸盐基团。聚合物可具有5摩尔％至100摩尔％的所 述二硫代氨基甲酸盐基团。
[000引丙締酸-X为丙締酸或其盐，并且烷基胺可为五亚乙基六胺或四亚乙基五胺或二亚 乙基=胺或=亚乙基四胺或乙二胺。丙締酸-X与烷基胺的摩尔比可为0.85至1.5。聚合物的 分子量可为1，500道尔顿至8，000道尔顿。聚合物可经改性W包含大于20摩尔％的二硫代氨 基甲酸或其盐。丙締酸-X为丙締酷胺，并且烷基胺可为五亚乙基六胺或四亚乙基五胺或二 亚乙基S胺或S亚乙基四胺或乙二胺，丙締酸-X与烷基胺的摩尔比可为0.85至1.5;聚合物 的分子量可为1，500至8，000;聚合物可经改性W包含大于20摩尔％的二硫代氨基甲酸或其 ±h rm. O
[0009] 介质可W是含水工艺流。金属可选自铜、儀、锋、铅、隶、儒、银、铁、儘、钮、销、锁、 砸、神、钻、金、及其任意组合。所述方法还可包括用络合量的水溶性二氯乙烧氨聚合物对工 艺流进行另外的处理，所述二氯乙烧氨聚合物的分子量为500至100，000，其包含5摩尔％至 80摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团W形成运些金属的络合物。
[0010] 聚合物处理可在300°C或低于300°C或高于300°C的溫度下发生。共聚物还可包含 巧光基团。介质可在用净化聚合物处理之前先用氧化剂处理。介质可在用净化聚合物处理 之前先进行抑调节。介质可在用净化聚合物处理之前或之后用另一种凝结剂处理。
[0011] 本文还描述了另外的特征和优点，并且其将由W下详细说明而明显。
【附图说明】
[0012] 下面具体参照附图对本发明的详细说明进行了描述，其中：
[0013] 图1是根据本发明的至少一个实施方案的处理废水的图示。
[0014] 图2是根据本发明的至少一个实施方案的处理废水的图示。
[001引为了本公开内容的目的，除非另外指明，否则附图中相同的附图标记应指相同的 特征。附图仅是本发明原理的例示，而不旨在将本发明限制于所说明的特定实施方案。
【具体实施方式】
[0016] 提供W下定义W确定本申请中所使用的术语W及特别是权利要求应如何解释。定 义的组织仅是为了方便而不旨在将任何定义限制于任何特定类别。
[0017] "ACXA"意指丙締酸-X-烷基胺共聚物。
[001引 ^AF"意指溶气浮选单元。
[0019] '悦护意指烟气脱硫。
[0020] 叩ES"意指聚酸讽。
[0021] "PDTC"意指聚二硫代氨基甲酸醋/盐，其包括具有二硫代氨基甲酸根官能团的所 有形式的聚合物。
[0022] "DTC'意指二硫代氨基甲酸醋/盐。
[00剖叩把'意指立硫代碳酸醋/盐。
[0024] "PTTC"意指聚S硫代碳酸醋/盐，其包括具有S硫代碳酸根官能团的所有形式的 聚合物。
[0025] "硫代氨基甲酸醋/盐物质"意指包含DTC或TTC官能团的物质组合物，其包括但不 限于DTC、TTC、PTTC、PDTC、及其任意组合。
[00%]"基本上由……组成"意指方法和组合物可包括另外的步骤、组成部分、成分等，但 是仅当所述另外的步骤、组成部分和/或成分不实质改变所要求保护的方法和组合物的基 本特征和新颖特征。
[0027]"过滤器"意指经构造和布置W用于从通过其的液体中除去悬浮物质的结构。
[0028] "膜"意指横向尺寸远大于其厚度的结构，可通过其发生传质，所述膜可用于过滤 液体。
[0029] "浸没式膜"意指完全放置在液体表面层之下并且引起将其浸没的液体中的悬浮 物质进行传质的膜。
[0030] "MF"意指微滤，一种基于膜的分离过程，其中大于0.1皿的颗粒和溶解的大分子无 法通过该膜，MF可W是压力驱动的。
[0031] "NF"意指纳滤，一种基于膜的分离过程，其中大于Inm的颗粒和溶解的大分子无法 通过该膜，NF可W是压力驱动的。
[0032] "UF"意指超滤，一种基于膜的分离过程，其中小于0.1 wii且大于2皿的颗粒和溶解 的大分子无法通过该膜，UF可W是压力驱动的。
[0033] "R炉意指反渗透，一种在水中使用流体静力(热力学参数)克服渗透压(依数性似 从水中除去一种或更多种不需要的物质的水纯化技术，RO可为基于膜的分离过程，其中通 过流体静力克服渗透压，RO可W通过化学势驱动，RO可W是压力驱动的，RO可W从溶液中除 去很多类型的分子和离子并且用于工业过程和生产饮用水二者中，在加压RO过程中，溶质 保留在膜的加压侧，而允许纯溶剂传到另一侧，W致有"选择性"，可将RO膜的尺寸定为不允 许大分子或离子通过孔(桐），并且通常仅允许较小的溶液组分(例如溶剂）自由地通过，在 一些情况下大于〇.5nm的溶解的分子无法通过膜。
[0034] "有效量"意指当与未投配的对照样品相比时足W使=个分位数之一增加的任何 添加剂的剂量。
[0035] "基本上由……组成"意指方法和组合物可包括另外的步骤、组成部分、成分等，但 是仅当所述另外的步骤、组成部分和/或成分不实质改变所要求保护的方法和组合物的基 本特征和新颖特征。
[0036] "卵t"意指万亿分率。
[0037] "馨合剂净化剂"意指能够与馨合剂络合的化合物。运些净化剂通常为但不限于盐 形式。
[0038] "聚合馨合剂"意指与重金属反应和/或络合的聚合分子。
[0039] "两性聚合物"意指来源于阳离子单体和阴离子单体二者W及可能的其他非离子 单体的聚合物。两性聚合物可W具有净正电荷或净负电荷。两性聚合物还可来源于两性离 子单体和阳离子或阴离子单体W及可能的非离子单体。两性聚合物是水溶性的。
[0040] "阳离子聚合物"意指具有总正电荷的聚合物。本发明的阳离子聚合物通过W下制 备:使一种或更多种阳离子单体聚合;使一种或更多种非离子单体与一种或更多种阳离子 单体共聚;使表氯醇与二胺或聚胺缩合;或者使二氯乙烧与氨、或甲醒与胺盐缩合来制备。 阳离子聚合物是水溶性的。
[0041] "两性离子聚合物"意指由两性离子单体和可能的其他非离子单体形成的聚合物。 在两性离子聚合物中，所有聚合物链和那些链中的链段是严格电中性的。因此，两性离子聚 合物代表两性聚合物的子集，因为将阴离子电荷和阳离子电荷二者引入相同的两性离子单 体中而必然在所有聚合物链和链段中保持电中性。两性离子聚合物是水溶性的。
[0042] "阴离子聚合物"意指具有总负电荷的聚合物。本发明的阴离子聚合物通过使一种 或更多种阴离子单体聚合或者通过使一种或更多种非离子单体与一种或更多种阴离子单 体共聚来制备。阴离子聚合物是水溶性的。
[0043] 如果上述定义或本申请中其他地方所述的说明与通常使用的、词典中的、或者通 过引用并入本申请的来源中所述的含义（明示或暗示)不一致，那么本申请W及特别是权利 要求的术语应理解为根据本申请中的定义或说明而不是根据常用的定义、词典的定义、或 通过引用并入的定义来解释。鉴于上文，如果术语仅当其通过字典