CN108503010A - 含聚乙烯醇的废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种含聚乙烯醇的废水的处理方法，包括以下步骤：向含聚乙烯醇的废水中加入摩尔比为1∶2的Fe2+和Fe3+，搅拌均匀，然后调节混合液的pH值，反应结束后固液分离。本发明的聚乙烯醇的废水的处理方法与传统处理聚乙烯醇废水方法相比，去除效率高，所需时间短，且操作简单，最后沉淀物易回收再利用。

Description

含聚乙烯醇的废水的处理方法
技术领域
本发明属于污废水处理技术领域，具体涉及一种含聚乙烯醇的废水的处理方法。
背景技术
聚乙烯醇由于其出色的水溶性和黏附性，常作为粘合剂、增稠剂、乳化剂和纺织浆料，在化工、造纸、建筑、印染和纺织等行业应用广泛。含有聚乙烯醇的废水进入环境后给生态环境带来严重威胁。聚乙烯醇很难被生物降解，排入水环境中的聚乙烯醇需要900天才能完全降解[，累积的聚乙烯醇使得水体粘度增加，水体表面产生泡沫，影响水体复氧和好氧微生物活动。同时，聚乙烯醇还会促进河流、湖泊和海洋沉积物中重金属的释放和迁移导致更严重的环境问题。
目前，针对聚乙烯醇废水的处理主要采用物化法和生化法。物化法主要有化学混凝法、电絮凝法、高级氧化技术等；化学混凝法常采用聚合氯化铝和聚合氯化铁等絮凝剂处理，但该方法在处理聚乙烯醇废水时对COD和聚乙烯醇的去除率不高，效果不理想。电絮凝法利用电的解离作用，在化学絮凝剂的协助下去除废水中的聚乙烯醇，但该法工艺较为复杂，能耗较高。高级氧化法对于处理废水COD有较大优势，但氧化柱成本较高，且运行管理要求严格，效果不稳定。生物法是通过微生物的生长代谢去除废水中的有机污染物，由于聚乙烯醇废水的可生化性差，微生物对营养物质、温度、pH等条件有一定的要求，同时还存在占地面积大、管理复杂等问题，因此该方法在实际应用上也存在较大限制。
鉴于以上原因，开发一套经济有效的处理工艺对含聚乙烯醇废水进行处理，大幅度降低废水中聚乙烯醇和其他有机物的含量，会大大降低聚乙烯醇废水的处理难度，显著改善聚乙烯醇废水的处理效果，具有很高的现实意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含聚乙烯醇的废水的处理方法，以便解决上述问题的至少之一。
本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种含聚乙烯醇的废水的处理方法，包括以下步骤：向含聚乙烯醇的废水中加入摩尔比为1∶2的Fe2+和Fe3+，搅拌均匀，然后调节混合液的pH值，反应结束后固液分离。
优选地，所述聚乙烯醇为聚合度为500～2500的聚乙烯醇中的一种或多种。
优选地，所述聚乙烯醇的浓度为500～3000mg/L。
优选地，所述搅拌方式为磁力搅拌或机械搅拌，搅拌速度为50～500r/min，优选为150r/min。
优选地，所述Fe2+来自亚铁盐或含Fe2+的废水，所述亚铁盐优选硫酸亚铁和氯化亚铁；所述Fe3+来自铁盐或含Fe3+的废水，所述铁盐优选硝酸铁或氯化铁。
优选地，所述Fe2+的加入量为5～20mmol/L，所述Fe3+的加入量为10～40mmol/L。
优选地，调节混合液的pH值为8～11，优选9～11；调节pH值的方法为投加固体碱或氨水；所述的固体碱为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种或多种。
优选地，所述反应的时间为1～120min，优选1～30min。
优选地，所述反应的温度为10～70℃，优选15～25℃。
优选地，所述固液分离的方法为重力沉降、磁分离、过滤分离和离心分离中的一种或多种。
从上述技术方案可以看出，本发明的含聚乙烯醇的废水的处理方法具有以下有益效果：
(1)本发明通过重金属铁氧体的原位合成，能够快速达到去除聚乙烯醇的目的；
(2)本发明的副产物金属铁氧体具有一定的回收利用价值，能回收成本，实现资源的回收利用；
(3)本发明中在快速去除聚乙烯醇的同时，可实现聚乙烯醇废水中其它类型污染物如染料和重金属的同时去除；
(4)本发明的方法所需时间短，且操作简单，易于推广；
(5)本发明可在常温下进行，去除效率高，并且清洁、安全、高效。
附图说明
图1为本发明实施例中含聚乙烯醇的废水的处理方法示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供了一种含聚乙烯醇的废水的处理方法，包括以下步骤：向含聚乙烯醇的废水中加入摩尔比为1∶2的Fe2+和Fe3+，搅拌均匀，然后调节混合液的pH值，反应结束后固液分离。本发明的聚乙烯醇的废水的处理方法与传统处理聚乙烯醇废水方法相比，去除效率高，所需时间短，且操作简单，最后沉淀物易回收再利用。
具体地，本发明提供一种含聚乙烯醇的废水的处理方法，包括以下步骤：向含聚乙烯醇的废水中加入摩尔比为1∶2的Fe2+和Fe3+，搅拌均匀，然后调节混合液的pH值，反应结束后固液分离。
所述聚乙烯醇为聚合度为500～2500的聚乙烯醇中的一种或多种。
所述聚乙烯醇的浓度为500～3000mg/L。
所述搅拌方式为磁力搅拌或机械搅拌，搅拌速度为50～500r/min，优选为150r/min。
所述Fe2+来自亚铁盐或含Fe2+的废水，所述亚铁盐优选硫酸亚铁和氯化亚铁；所述Fe3+来自铁盐或含Fe3+的废水，所述铁盐优选硝酸铁或氯化铁。
所述Fe2+的加入量为5～20mmol/L，所述Fe3+的加入量为10～40mmol/L。
调节混合液的pH值为8～11，优选9～11；调节pH值的方法为投加固体碱或氨水；所述的固体碱为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种或多种。
所述反应的时间为1～120min，优选1～30min。
所述反应的温度为10～70℃，优选15～25℃。
所述固液分离的方法为重力沉降、磁分离、过滤分离和离心分离中的一种或多种。
以下结合具体实施例和附图，对本发明提供的含聚乙烯醇的废水的处理方法作进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，其显示本发明含聚乙烯醇的废水的处理方法的流程示意图。取100mL含有500mg/L的聚乙烯醇(聚合度为2500)溶液，向其中加入一定量摩尔比为1∶2的硫酸亚铁和氯化铁，使得混合溶液中Fe2+的浓度为5mmol/L，Fe3+的浓度为10mmol/L，15℃下以一定转速(50r/min)搅拌均匀后，使用氢氧化钠调节pH到11，反应90min。过膜后，采用Finley分光光度法测量混合溶液中聚乙烯醇浓度。
测定结果如表1所示。
实施例2
取100mL含有1000mg/L的聚乙烯醇(聚合度为2500)溶液，向其中加入一定量摩尔比为1∶2的氯化亚铁和硝酸铁，使得混合溶液中Fe2+的浓度为10mmol/L，Fe3+的浓度为20mmol/L，常温下(25℃)以一定转速(150r/min)搅拌均匀后，使用氢氧化钠调节pH到11，反应30min。磁分离后，采用Finley分光光度法测量混合溶液中聚乙烯醇浓度。
测定结果如表1所示。
实施例3
取100mL含有3000mg/L的聚乙烯醇(聚合度为2500)溶液，向其中加入一定量摩尔比为1∶2的硫酸亚铁和氯化铁，使得混合溶液中Fe2+的浓度为20mmol/L，Fe3+的浓度为40mmol/L，常温下(25℃)以一定转速(500r/min)搅拌均匀后，使用氨水调节pH到11，反应60min。静置沉淀后，采用Finley分光光度法测量混合溶液中聚乙烯醇浓度。
测定结果如表1所示。
实施例4
取100mL含有1000mg/L的聚乙烯醇(聚合度为1800)溶液，向其中加入一定量摩尔比为1∶2的氯化亚铁和硝酸铁，使得混合溶液中Fe2+的浓度为10mmol/L，Fe3+的浓度为20mmol/L，40℃下以一定转速(150r/min)搅拌均匀后，使用氢氧化钾调节pH到8，反应30min。离心后，采用Finley分光光度法测量混合溶液中聚乙烯醇浓度。
测定结果如表1所示。
实施例5
取100mL含有1000mg/L的聚乙烯醇(聚合度为500)溶液，向其中加入一定量摩尔比为1∶2的氯化亚铁和硝酸铁，使得混合溶液中Fe2+的浓度为10mmol/L，Fe3+的浓度为20mmol/L，60℃下以一定转速(150r/min)搅拌均匀后，使用氢氧化钙调节pH到9，反应15min。过膜后，采用Finley分光光度法测量混合溶液中聚乙烯醇浓度。
测定结果如表1所示。
实施例6
取100mL含有1000mg/L的聚乙烯醇(聚合度为2500)溶液，向其中加入一定量含Fe2+和Fe3+离子的洗矿废水，使得混合溶液中Fe2+的浓度为10mmol/L，Fe3+的浓度为20mmol/L，70℃下以一定转速(150r/min)搅拌均匀后，使用氢氧化钠调节pH到10，反应1min。过膜后，采用Finley分光光度法测量混合溶液中聚乙烯醇浓度。
测定结果如表1所示。
性能测试1
取100mL同时含有1000mg/L的聚乙烯醇(聚合度为2500)和200mg/L的亚甲基蓝混合溶液，向其中加入一定量摩尔比为1∶2的氯化亚铁和硝酸铁，使得混合溶液中Fe2+的浓度为10mmol/L，Fe3+的浓度为20mmol/L，常温下(25℃)以一定转速(150r/min)搅拌均匀后，使用氢氧化钠调节pH到11，反应30min。磁分离后，采用快速消解分光光度法测量混合溶液中的COD，采用紫外分光光度计测量溶液中亚甲基蓝浓度。结果表明，亚甲基蓝和COD的去除率分别为94.93％和89.53％，剩余COD为110mg/L。
性能测试2
取实施例1、2、3、4、5、6中固相分离后的水样，再次过0.45μm滤膜后，用ICP-OES测量混合溶液中重金属离子浓度，其中实施实例1、2、3、4、5、6中剩余Fe离子浓度均低于0.5mg/L，实施实例6中剩余Cu、Zn、Mn、Pb离子浓度均低于1mg/L。聚乙烯醇废水经该工艺处理后不会带来后续的二次重金属污染，是一种清洁环保的处理工艺。
性能测试3
取实施例1、2、3、4、5、6中所得沉淀物，经水洗干燥后，使用X射线粉末衍射仪(XRD)表征产物的晶型结构，确定为Fe3O4。该材料具有磁性可以作为磁分离过程的磁种或用作水处理行业处理污染物的吸附剂，具有很好的应用前景。
对比例1
取100mL含有1000mg/L的聚乙烯醇(聚合度为500)溶液，加盐酸调节pH至3.0，向其中加入一定量的铁屑，使得铁屑投加量为10g/L，然后加入一定量的双氧水使得双氧水投加量为300mmol/L，25℃下以一定转速(150r/min)搅拌，反应120min。再加氢氧化钠调节pH值至9.5后，静置1h，采用Finley分光光度法测量上清液中聚乙烯醇浓度。
测定结果如表1所示。
对比例2
取100mL含有3000mg/L的聚乙烯醇(聚合度为500)溶液，使用氢氧化钠调节pH到11，直接向其中加入一定量的氢氧化铜，使得氢氧化铜投加量为1.6g/L，采用机械搅拌器以150r/min搅拌120min，过膜后，采用Finley分光光度法测量上清液中聚乙烯醇浓度。
测定结果如表1所示。
表1各实施例的处理结果
综上所述，本发明的聚乙烯醇的废水的处理方法，去除效率高，所需时间短，且操作简单，最后沉淀物易回收再利用。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：向含聚乙烯醇的废水中加入摩尔比为1∶2的Fe2+和Fe3+，搅拌均匀，然后调节混合液的pH值，反应结束后固液分离。
2.根据权利要求1所述的含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，所述聚乙烯醇为聚合度为500～2500的聚乙烯醇中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的浓度为500～3000mg/L。
4.根据权利要求1所述的含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，所述搅拌方式为磁力搅拌或机械搅拌，搅拌速度为50～500r/min，优选为150r/min。
5.根据权利要求1所述的含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，所述Fe2+来自亚铁盐或含Fe2+的废水，所述亚铁盐优选硫酸亚铁和氯化亚铁；所述Fe3+来自铁盐或含Fe3+的废水，所述铁盐优选硝酸铁或氯化铁。
6.根据权利要求1所述的含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，所述Fe2+的加入量为5～20mmol/L，所述Fe3+的加入量为10～40mmol/L。
7.根据权利要求1所述的含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，调节混合液的pH值为8～11，优选9～11；调节pH值的方法为投加固体碱或氨水；所述的固体碱为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，所述反应的时间为1～120min，优选1～30min。
9.根据权利要求1所述的含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，所述反应的温度为10～70℃，优选15～25℃。
10.根据权利要求1所述的含聚乙烯醇的废水的处理方法，其特征在于，所述固液分离的方法为重力沉降、磁分离、过滤分离和离心分离中的一种或多种。
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