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含PVA废水处理方法讲述

标签:含PVA废水处理

?对于含PVA废水处理方法,国内研究多的是物化法(主要包括絮凝法、化学凝结法、膜分离技术、深度氧化法等),占53%,其中以深度氧化法为主,占21%;其次是生物法(主要包括高效降解菌生物降解法、厌氧生物法、水解酸化法和好氧生物法),占26%,其中以高效降解菌生物降解法为主,占16%。与之不同的是,国际上研究多是生物法(主要包括高效降解菌生物降解法、厌氧生物法),占比54%,其中以高效降解菌生物降解法为主,占46%,厌氧生物法占8%,值得一提的是,水解酸化法和好氧生物法未见相关文献报道;其次是物化法(主要包括膜分离技术、深度氧化法等),占40%,同样主要以深度氧化法为主,占32%。由此可见,深度氧化法和高效降解菌生物降解法是当前国内外研究的主流。

含PVA废水处理方法讲述

1、物化法

(1)絮凝法

由于含PVA废水成分复杂,利用单一的絮凝剂处理难以发挥作用,通过联合使用多种絮凝剂可取得不错的处理效果。通过向调节混凝池中投加絮凝剂PAC和有机高分子助凝剂P30处理COD和BOD5分别为2 697、415 mg/L的含PVA废水,COD和BOD5去除率分别为44.68%和15.67%,可生化性由0.15提升到0.24。用自制的新型聚硅酸硫酸铝复合絮凝剂处理COD为22 736 mg/L的退浆废水,COD去除率达到73%。

近年来,有研究者将电化学法与传统絮凝法相结合发明了铁碳微电解法,其原理是电极反应生成的具有高活性的产物能够与体系中一些难降解污染物发生氧化还原反应,从而达到降解污染物的目的。采用铁碳微电解法处理含PVA废水,COD和PVA去除率可分别达到65%、85%以上。电絮凝法无需外加混凝剂,但需消耗大量电能,且电极易钝化,因此实际应用不多。

从机理上讲,絮凝法处理含PVA废水主要归因于金属氢氧化物的吸附和共沉淀作用,由于吸附和共沉淀能力有限,因此絮凝法只适用于含PVA浓度较高的废水的预处理。

(2)化学凝结法

基于盐析作用的化学凝结法(即向废水中投加无机盐电解质,由于电解质离子具有很强的水合能力而结合大量的水分子,当电解质离子浓度足够大时,可以使废水中的PVA分子因脱水而析出,从而回收PVA并达到降低COD的目的)处理含PVA废水,可获得较高的PVA回收率。采用化学凝结法(以硼砂为凝结剂,硫酸钠为盐析剂)处理含PVA废水,PVA回收率和COD去除率均达80%左右。

(3)膜分离技术

膜分离技术因具有过程简单、分离系数大、无相变、高效、节能等优点而被广泛应用。其中通过超滤技术从废水中回收PVA的研究应用为广泛。采用超滤膜处理实际退浆废水,结果表明,在优条件下超滤膜对PVA的截留率为96%,COD由23 000 mg/L降低到5 700 mg/L。以多通道α-Al2O3陶瓷微滤膜为支撑体,采用溶胶凝胶法制备了完整TiO2超滤膜,其对退浆废水中PVA的截留率达到99%以上。采用新型高剪切超滤膜组件从退浆废水中回收PVA,PVA截留率达到95%以上。

尽管膜分离技术设备简单,操作方便,对PVA有很高的回收率,但其存在膜孔易堵塞、膜系统成本高、膜使用寿命短等缺陷,阻碍了它的工程推广。

(4)深度氧化法

近年来,一些研究人员在利用深度氧化法处理含PVA废水方面做了一些研究,其主要类型包括Fenton类氧化法、电化学氧化法、臭氧类氧化法、光催化氧化法、超临界水氧化法、超声氧化降解法、硫酸根自由基氧化法等。

2、生物法

生物法是利用微生物的新陈代谢作用来降解废水中的PVA,具有运行费用低、无二次污染等优点。处理含PVA废水采用的生物法一般包括高效降解菌生物降解法、厌氧生物法、水解酸化法和好氧生物法。

(1)高效降解菌生物降解法

自然界中PVA降解菌比较少且非常敏感,其生长条件很苛刻,一旦受到破坏,将很难恢复,故需要通过驯化富集PVA高效降解菌以获得良好的处理效果。为此,国内外相关研究人员在驯化富集PVA高效降解菌方面做了一些研究。

(2)厌氧生物法、水解酸化法和好氧生物法

厌氧生物法、水解酸化法和好氧生物法处理含PVA废水。采用单一厌氧生物法或水解酸化法处理含PVA废水的效果并不理想;而采用单一好氧生物法尽管可以达到比较高的COD和PVA去除率,但进水COD不宜太高,且需要材料膜或生物膜作为支撑,其经济性和稳定性有待进一步验证。为此,许多研究者进行了由单一生物法逐步拓展至不同生物法联用处理含PVA废水的研究。由此,人们再将物化法与这些生物法联用工艺耦合用于处理含PVA废水,催生了不少工程应用案例。

现有工程应用中多采用物化法+生物法耦合工艺处理含PVA废水,其中物化法主要以气浮和混凝居多,常用于预处理或深度处理;生物法主要采用厌氧生物法或水解酸化法与好氧生物法的组合工艺。

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