含聚乙烯醇廢水處理技術原理分析

廢水處理 水處理技術    時間:2014-03-12 12:11:34
含聚乙烯醇廢水處理技術原理分析簡介
國內外學者對含PVA工業廢水的處理,做了大量的研究,並取得了一批重要的科研成果。在這些研究中,對PVA廢水的處理方法大致可劃分為三類,即物理法,化學……
含聚乙烯醇廢水處理技術原理分析正文

國內外學者對含PVA工業廢水的處理,做了大量的研究,並取得了一批重要的科研成果。在這些研究中,對PVA廢水的處理方法大致可劃分為三類,即物理法,化學法和生物法。其物理法主要有鹽析凝膠法、吸附法、萃取法、膜分離法和泡沫分離法等;化學法主要有高級濕式氧化法、光催化氧化法、Fenton氧化法、過硫酸鹽氧化法、微波輻射法和電化學法;生物法主要通過活性污泥利用微生物的新陳代謝作用來降解PVA。

1鹽析凝膠法

在對PVA廢水的處理過程,可採用鹽析凝膠法進行。即根據PVA特性,向廢水中投加鹽析劑硫酸鈉和膠凝劑硼砂,使得硼砂與PVA分子發生反應,形成PVA-硼砂雙二醇型結構,在Na和SO42-的極性作用下,通過其強大的水和能力將大量的水吸附到周圍,使得PVA脫水從廢水中析出。

採用鹽析法退漿廢水中的聚乙烯醇進行回收試驗,結果表明,當廢水中PVA濃度為12g/L時,硫酸鈉和硼砂用量分別為14g/L和1.4g/L,控制反應時間20min,反應溫度50℃,溶液初始pH為8.5~9.5,PVA回收率大於90%。

徐竟成等[5]採用化學凝結法對紡織印染退漿廢水中的聚乙烯醇進行處理回收,成功地進行了生產性規模回收廢水中的PVA,PVA回收率和COD去除率均達80%左右。

閻德順等人[6]採用凝結法對退漿廢水中的PVA進行回收研究。結果表明,PVA間歇反應回收率可達90%,在此基礎上,實現了PVA連續化回收工藝,回收率達80%。

2吸附法

吸附法作為一種低能耗的固體萃取技術,在溶解性有機物的處理中有著不可比擬的優勢。吸附法依靠吸附劑上密集的孔道、巨大的比表面積或通過表面各種功能基團與被吸附物質分子之間的多重作用力,達到有選擇性地富集有機物的目的。吸附法的優勢在於對難降解的有機物有較好地去除效果[7]。

ShishirKumarBehera等人[8]採用活性碳對PVA吸附去除進行動力學研究。結果表明,當PVA初始濃度為50mg/L時,投加活性碳濃度5g/L,溫度為20℃,pH為6.5,攪拌轉速150r/min,反應時間30min,PVA去除率可達到92%。

3萃取法

萃取法作為一種高效的富集分離技術,其根據不同物質,在不同的溶劑中分配係數的大小不等的原理,利用與水不相溶的有機溶劑與試液一起振蕩,使得目標物質在有機相中得以富集,具有選擇性好、回收率高、設備簡單、操作簡便、快速,以及易於現自動控制等特點,廣泛用於分析化學、無機化學、放射化學、濕法冶金以及化工製備等領域。

聚乙烯醇可用水不溶性的烴類(按100%~120%聚乙烯醇的質量)進行萃取而去除。含聚乙烯醇0.3g/L的廢水,在室溫下用35%(質量)的己烷,以1000r/min攪拌10min,靜置1h後分層,水相中COD值為86.5mg/L,COD去除率為59.8%,如重複萃取3次,則COD降低為41.6mg/L相當於80.65%的去除率[9]。

4泡沫分離法

泡沫分離法是利用泡沫與水界面的物理吸附作用以表聚物形式去污凈水的方法。其通過向溶液中鼓泡並形成泡沫層,使得泡沫層與液相主體分離,從而達到濃縮表面活性物質或凈化液相體的目的[10]。泡沫分離技術具有設備簡單、能耗低、投資少等特點,在化工、醫藥、污水處理等領域應用廣泛。

含聚乙烯醇的廢水可通入空氣,使其氣泡溢出而去除PVA。1m3的聚乙烯醇廢水中含有COD843mg/L,以1.8L/min的速度通入空氣,去除產生的泡沫,78min后,廢水的體積減少到原來的70%,而COD值降低到193mg/L[9]。

5膜分離法

膜分離技術是通過膜對混合物中各組分的選擇滲透作用的差異,以外界能量或化學位差為推動力,對物質進行分離、富集、提純的有效液體分離技術[11],具有低能耗,易操作且可實現廢水的循環利用和回收有用物質等優點。其在污水處理領域應用廣泛,並形成了微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等新的污水處理方法。

王靜榮等[12]採用美國Abcor公司的卷式膜超濾裝置可以從聚乙烯醇退漿廢水中回收PVA試驗。結果表明,該方法是可行的。控制料液溫度在60~80℃,操作壓力為0.4~0.6MPa條件下,可使濃度0.5%~1.0%的聚乙烯醇廢水濃縮至10.0%,聚乙烯醇的去除率在95%以上,回收的聚乙烯醇漿料經調配后,可回用於生產,滿足生產工藝上的要求。鄭輝東等[13]針對紡織印染廠排放的含PVA退漿皮水,利用中空纖維超濾膜實驗裝置對其進行處理試驗。結果表明,處理后的廢水達到中水標準,可以循環使用。

馬星驊等[14]以陶瓷膜作為載體,高嶺土作為塗膜材料製備了動態膜並研究了動態陶瓷膜對PVA退漿廢水的處理效果。結果表明,在高嶺土塗膜質量濃度0.6g/L,跨膜壓差0.3MPa,錯流速度3m/s,溫度50℃的條件對廢水進行過濾,PVA及COD的去除率分別可達56%和71%。

  

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