CN112707580A - 一种含聚乙烯醇废水的处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含聚乙烯醇废水的处理方法，该方法对PVA废水进行预处理工艺稳定性好，对低至浓度50ppm的PVA废水以及高至1000ppm的PVA废水均有较好的处理效果，且工艺稳定性好，对设备和操作人员要求不高，易于实现工业化。本发明还提供了上述聚乙烯醇废水的处理系统，该系统用于处理PVA废水，不需额外增加废水处理装置，在废水源头到污水处理系统的过程中就可完成氧化预处理，对设备和操作人员要求不高，易于实现工业化。

Description

一种含聚乙烯醇废水的处理方法及系统

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种含聚乙烯醇废水的处理方法及系统。

背景技术

聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，简称PVA)，是目前发现的高聚物中唯一具有水活性的有机高分子化合物，因其具有强力的黏结性、气体阻隔性和良好的耐磨性，被用作纺织行业的上浆剂，建筑行业的涂料或黏结剂，化工行业的乳化剂或分散剂，医药行业的润滑剂，造纸行业的粘合剂以及农业的土壤改良剂等。尽管聚乙烯醇应用广泛，但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。生化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等条件有较高的要求，不适用于高浓度聚乙烯醇废水，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。此外，中国专利CN1944281A公开了一种催化氧化工艺处理聚乙烯醇废水的方法，通过向废水中投加FeSO₄溶液和H₂O₂进行预处理，然后对进行预处理后的废水利用Fenton试剂进行催化氧化处理；但是该方法处理PVA废水容易受废水浓度的影响而导致处理结果不稳定，且该方法投加Fenton试剂处理完毕后会产生大量铁泥，带来二次污染。中国专利CN102173493A公开了一种去除废水中聚乙烯醇的工艺，在含PVA的废水中加入甲醛，甲醛与废水中的PVA发生反应，反应生成的聚乙烯醇缩甲醛为胶状固体，再采用分离装置进行分离，回收胶状固体；该方法虽然对COD去除效果较好，但是甲醛对人体有害且具有强烈刺激性气味，不利于技术操作工人的身体健康，而且该方法不适用于低浓度PVA废水处理。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种含聚乙烯醇废水的处理方法，该方法对PVA废水进行预处理，工艺稳定性好，对低浓度及高浓度的PVA废水均有较好的效果，同时对设备和操作人员要求不高，易于实现工业化。除特殊说明外，本发明所述百分比为重量百分比，所述份数均为重量份。

本发明的目的是这样实现的：

一种含聚乙烯醇废水的处理方法，其特征在于：将含聚乙烯醇的废水用酸调节pH至3～6，加入药剂反应，反应结束后调节pH至6～9，然后将处理后的废液排入污水生化系统；所述药剂包括过硫酸盐。

进一步，所述药剂中过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或几种。进一步，上述药剂中过硫酸盐的浓度为20-40％(质量百分浓度)。

进一步，上述过硫酸盐与聚乙烯醇的质量比为1:1～10:1。

进一步，上述含聚乙烯醇的废水与药剂的反应温度为70～90℃。

本发明方法中，所述酸选自硫酸或盐酸，所述碱选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种组合。

本发明的另一目的在于提供上述含聚乙烯醇废水的处理系统。

本发明含聚乙烯醇废水的处理系统，包括药剂调配槽、酸度调节池、管道混合反应器、碱度调节池，其特征在于：药剂调配槽的药剂和酸度调节池的酸液与含PVA的废水混合后进入管道混合反应器，在管道混合反应器中实现废水中PVA的降解处理，废水中PVA降解后经碱度调节池调节PH之后进入污水生化系统进行生化处理。

进一步，所述酸度调节池出口设置流量调节阀；所述药剂调配槽出口设置流量调节阀；所述含PVA的废水出口设置截止阀，截止阀后设置流量计。

进一步，所述的管道混合反应器为螺旋管道混合器。进一步，所述螺旋管道混合器的长度为40-100米。

进一步，酸度调节池与PVA废水混合后设置有在线PH计。

进一步，所述药剂调配槽设置有搅拌器；所述管道(所有废水管道)设置保温层。

有益效果：

本发明提供一种含聚乙烯醇废水的处理方法，该方法对PVA废水进行预处理工艺稳定性好，对低至浓度50ppm的PVA废水以及高至1000ppm的PVA废水均有较好的处理效果，且工艺稳定性好，对设备和操作人员要求不高，易于实现工业化。本发明方法未使用含铁制剂，不会产生铁泥而造成二次污染，也并未使用毒性或刺激性大的药剂，有效保证操作工人的身体健康。本发明还提供了上述聚乙烯醇废水的处理系统，该系统能够处理PVA含量在50-1000ppm的废水，提高废水可生化性。本发明处理系统处理PVA废水，不需额外增加废水处理装置，在废水源头到污水处理系统的过程中就可完成氧化预处理，对设备和操作人员要求不高，易于实现工业化。

附图说明

图1是实施例1含PVA废水的处理系统结构图，其中1为装置废水入口，2为装置废水出口截止阀，3为装置废水出口流量计，4为酸度调节池出口调节阀，5为在线PH计，6为药剂调配槽出口调节阀，7为管道混合反应器，8为碱度调节池，9为药剂调配槽，10为酸度调节池；

图2为实施例1含PVA废水的处理系统结构的螺旋管道混合器；

图3为实施例1含PVA废水的处理系统结构的管道保温层。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行具体描述，在此指出以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。本发明实施例中装置出口废水即生产聚乙烯醇的装置出口含聚乙烯醇的废水。

实施例1

本发明含PVA废水的处理系统结构见图1，包括药剂调配槽、酸度调节池和输送兼反应管道，该管道上游连接装置废水出口和药剂调配槽，下游连接酸度调节池，该管道与药剂调配槽的接口处设置有螺旋管道混合器。处理原理为：装置废水从入口(1)流入，经装置废水出口截止阀(2)和装置废水出口流量计(3)控制废水量，然后用酸度调节池出口调节阀(4)控制酸度调节池(10)中的酸液加入量，待酸液与废水混合后，用在线pH计(5)检测混合液的pH，控制pH为3～6，然后用药剂调配槽出口调节阀(6)控制药剂调配槽(9)中药剂加入量，混合后于螺旋管道混合器(7)中反应，螺旋管道混合器的长度为50米，反应结束后经碱度调节池调节pH为6～9，然后排入污水生化系统。螺旋管道混合器如图2所示；所有废水管道设置有如图3所示管道保温层。

含聚乙烯醇废水的处理方法，具体步骤为：

1)、分析装置出口废水PVA含量；

2)、在药剂调配槽中于常温下配制20％的过硫酸钠水溶液；

3)、打开装置出口废水出口阀，打开酸度调节池出口阀，PVA废水与酸度调节池的酸液混合后在线PH显示PH为5；

4)、打开药剂调配槽出口阀，与调节酸度后的废水经管道混合反应器充分混合反应，所述过硫酸钠的用量与PVA＝1:1(质量比)，废水与药剂在管道中反应后流向下游碱度调节池；

5)、将步骤4)来的处理后废液在碱度调节池中调节PH至7后排入污水生化处理系统。

参照实施例1及图1的系统及原理处理实施例2-5含聚乙烯醇的废水。

实施例2

含聚乙烯醇废水的处理方法，具体步骤为：

1)、分析装置出口废水PVA含量；

2)、在药剂调配槽中于常温下配制30％的过硫酸钾水溶液；

3)、打开装置出口废水出口阀，打开酸度调节池出口阀，PVA废水与酸度调节池的酸液混合后在线PH显示PH为3；

4)、打开药剂调配槽出口阀，与调节酸度后的废水经管道混合反应器充分混合反应，所述过硫酸钾的用量:PVA＝2:1(质量比)，废水与药剂在管道中反应后流向下游碱度调节池；

5)、将步骤4)来的处理后废液在碱度调节池中调节PH至8后排入污水生化处理系统。

实施例3

含聚乙烯醇废水的处理方法，具体步骤为：

1)、分析装置出口废水PVA含量；

2)、在药剂调配槽中于常温下配制40％的过硫酸铵水溶液；

3)、打开装置出口废水出口阀，打开酸度调节池出口阀，PVA废水与酸度调节池的酸液混合后在线PH显示PH为4；

4)、打开药剂调配槽出口阀，与调节酸度后的废水经管道混合反应器充分混合反应，所述过硫酸铵的用量:PVA＝5:1(质量比)，废水与药剂在管道中反应后流向下游碱度调节池；

5)、将步骤4)来的处理后废液在碱度调节池中调节PH至7后排入污水生化处理系统。

实施例4

含聚乙烯醇废水的处理方法，具体步骤为：

1)、分析装置出口废水PVA含量；

2)、在药剂调配槽中于常温下配制25％的过硫酸盐溶液，其中过硫酸钠：过硫酸钾＝6:4(质量比)；

3)、打开装置出口废水出口阀，打开酸度调节池出口阀，PVA废水与酸度调节池的酸液混合后在线PH显示PH为5；

4)、打开药剂调配槽出口阀，与调节酸度后的废水经管道混合反应器充分混合反应，所述过硫酸盐的用量:PVA＝8:1(质量比)，废水与药剂在管道中反应后流向下游碱度调节池；

5)、将步骤4)来的处理后废液在碱度调节池中调节PH至9后排入污水生化处理系统。

实施例5

含聚乙烯醇废水的处理方法，具体步骤为：

1)、分析装置出口废水PVA含量；

2)、在药剂调配槽中于常温下配制20％的过硫酸盐(过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵)水溶液，其中过硫酸钠：过硫酸钾：过硫酸铵＝5:3:2(质量比)；

3)、打开装置出口废水出口阀，打开酸度调节池出口阀，PVA废水与酸度调节的池酸液混合后在线PH显示PH为5；

4)、打开药剂调配槽出口阀，与调节酸度后的废水经管道混合反应器充分混合反应，所述过硫酸盐的用量:PVA＝4:1(质量比)，废水与药剂在管道中反应后流向下游碱度调节池；

5)、将步骤4)来的处理后废液在碱度调节池中调节PH至8后可排入污水生化处理系统。

实施例6性能测试

以下为废水中聚乙烯醇含量的测试方法：分光光度法测废水中的聚乙烯醇含量。本方法当试样体积5ml，比色光程16mm时，其检测限为0.20mg/L,测定范围为2.0-36.0mg/L。

原理：PVA在硼酸介质中，能与碘反应生成蓝绿色络合物，该络合物的吸光度与PVA含量成正比，于波长640mm处测其吸光度，转换成PVA浓度。

仪器：刻度试管：10ml；移液管：5ml、2ml、1ml；分光光度计。试剂：PVA校准溶液：100mg/L。PVA校准物质制备：取醇解度为1799的干PVA约20g，用纯水反复清洗、抽滤除去杂质后，置于称量瓶于105-110℃烘箱中烘4h，取出后放于干燥器中冷却至室温备用。PVA校准溶液(100mg/L)配制：准确称取0.1000gPVA(3.1.1),加入适量纯水，加热溶解，冷却后加水稀释至1L，混匀。硼酸溶液(40g/L)：称取40g硼酸溶于1000ml纯水中，混匀。碘-碘化钾溶液：称取12.7g升华过的碘及25g碘化钾溶解于纯水中，稀释至1L。

样品测定：取5.00ml水样10mL刻度试管中，加入2.00ml硼酸溶液和0.5ml碘-碘化钾溶液，用水稀释至刻度，摇匀后于640nm处，用1cm比色皿，以试剂空白作参比，测其吸光度。

结果计算：水样中PVA质量浓度PVA(mg/L)按下式计算：PVA，mg/L＝读数×稀释倍数，测试结果如表1所示。

表1

由表1可知，本发明所述方法能够处理PVA浓度在50-1000mg/l的废水，处理效果好。即使是对于浓度低至56mg/l的PVA废水，处理效果也能实现82.6％；随着浓度的升高，本发明方法对PVA废水的处理效果也越好，对于浓度高至1000mg/l的PVA废水，处理效果能实现98.6％。本发明处理系统处理PVA废水，不需额外增加废水处理装置，在废水源头到污水处理系统的过程中就可完成氧化预处理，对设备和操作人员要求不高，易于实现工业化。

Claims (12)

1.一种含聚乙烯醇废水的处理方法，其特征在于：将含聚乙烯醇的废水用酸调节pH至3～6，加入药剂反应，反应结束后用碱调节pH至6～9，然后将处理后的废液排入污水生化系统；所述药剂包括过硫酸盐。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述药剂中过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或几种。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述药剂中过硫酸盐的质量百分浓度为20-40％。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述过硫酸盐与聚乙烯醇的质量比为1:1～10:1。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述含聚乙烯醇的废水与药剂的反应温度为70～90℃。

6.如权利要求1或2或4-6任一项所述的方法，其特征在于：所述酸选自硫酸或盐酸；所述碱选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种组合。

7.含聚乙烯醇的废水处理系统，包括药剂调配槽、酸度调节池、管道混合反应器、碱度调节池，其特征在于：药剂调配槽的药剂和酸度调节池的酸液与含PVA的废水混合后进入管道混合反应器，在管道混合反应器中实现废水中PVA的降解处理，废水中PVA降解后经碱度调节池调节PH之后进入污水生化系统进行生化处理。

8.如权利要求7所述的处理系统，其特征在于：所述酸度调节池出口设置流量调节阀；所述药剂调配槽出口设置流量调节阀；所述含PVA的废水出口设置截止阀，截止阀后设置流量计。

9.如权利要求7或8所述的处理系统，其特征在于：所述酸度调节池酸液与PVA废水混合后设置有在线PH计。

10.如权利要求7所述的处理系统，其特征在于：所述的管道混合反应器为螺旋管道混合器。

11.如权利要求10所述的处理系统，其特征在于：所述螺旋管道混合器的长度为40-100米。

12.如权利要求7所述的处理系统，其特征在于：所述药剂调配槽设置有搅拌器；所述管道设置保温层。

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