泰州pva废水处理设备一体化污水净化装置

泰州pva废水处理设备一体化污水净化装置

PVA因具有较好的水溶性、黏附性、浆膜强韧性和耐磨性、强有机溶剂耐受性，被广泛应用于纺织、纸制品制造、食品包装和医疗器械等行业，且产量和用量逐年递增，导致大量PVA排入环境，较为典型的包括纺织退浆废水和造纸废水等，对于此类工业废水处理应该重视起来。

PVA水溶液的COD很高，而BOD5/CODCr值 (B/C比) <0.1，难以被普通微生物降解利用, 处理起来难度很大；若在自然水体中大量累积，不仅会使被污染的水体表面泡沫增多，黏度增大，影响好氧微生物的活动，还会造成重金属累积，从而导致更加严重的生态问题。

1、物理法

较常见的是超滤膜分离。超滤膜孔径在0.05μm至1 nm之间, 通常截留分离分子质量1 000～300 000的PVA/染料类大分子有机物。

采用超滤膜分离技术可以降低含PVA废水处理量，既能减少污水处理成本又能回收部分原料，具有节能、无相变、操作简便、设备简单等优点， 是一种典型的清洁生产技术，具有很好的经济和环境效益。但对于成分较复杂的含PVA废水，采用单一膜技术处理难以达标排放，亦难满足回用需求。基于以上原因，将多种膜技术与物化或生化工艺进行组合的研究逐渐成为含PVA废水深度处理与回用方面的研究热点。

2、化学法

盐析絮凝法回收废水中的PVA包括盐析和絮凝两个反应过程。盐析是指通过加入适量盐分 (硫酸钠是常用且较为经济有效的盐析剂) 降低PVA的溶解度，使PVA从溶液中脱水析出的过程；絮凝是指为降低盐析剂用量，向溶液中加入絮凝剂 (的是硼砂)，使其与析出的PVA交联成更大的分子而从溶液中分离并回收的过程。

为了降低含PVA印染废水对环境造成的污染，可采用生物降解、沉淀法、深度氧化技术等将印染废水中的PVA分离出来，或将PVA大分子转化为小分子并进一步去除。其中，深度氧化技术处理含PVA印染废水由于操作简便、处理效率高、反应温和、降解产物无毒或低毒，引起了广泛关注。

深度氧化技术利用电、光辐射和催化剂等与氧化剂结合，在氧化反应过程中产生具有氧化性的自由基(如羟基自由基·OH)，利用自由基与有机化合物之间的取代、加成、断链和电子转移等反应，促使有机化合物降解为低毒或无毒的小分子产物甚至H2O和CO2。常用的深度氧化技术包括Fenton氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超临界氧化法等。

在Fenton氧化法降解PVA的过程中，Fe2+与H2O2快速反应，分解产生·OH，随后·OH氧化分解废水中的大分子污染物，生成CO2、H2O和其他无机物。

电化学氧化法利用电解作用将废水中的污染物去除或者转化为低毒和无毒物质。阴极发生还原反应，去除重金属离子，阳极发生氧化反应，降解印染废水中的大分子有机物。

光催化氧化法是利用光照提供能量，使催化剂或氧化物产生具有强氧化性的自由基，与废水中的有机污染物发生反应，从而达到去除污染物的目的。

臭氧氧化法是利用臭氧作为氧化剂对废水进行净化处理的方法。臭氧氧化一方面依靠臭氧本身的强氧化性，另一方面是因为臭氧能在水中形成强氧化性的·OH，·OH可以氧化大多数有机物。

超临界水氧化法是利用超临界水(临界温度374.3℃，临界压力22.05MPa)特殊的理化性质，使污染物在超临界水介质中发生氧化反应，从而将大分子有机物转化为H2O、CO2和其他无毒小分子的方法。

PVC在工业中应用广泛，PVC废水也是工业废水处理中的一个重点。PVC工段对用水的水质要求较高，所用来水为脱盐纯水。其所排废水(PVC离心母液)具有水量大、硬度和离子浓度低、浊度高(主要为PVC颗粒)、有机物浓度较低、有机物降解难(主要为PVA高分子溶液)、温度较高的特点。由于有机物浓度低，因此除废热外，其回用主要考虑水的回用。

由于水质相对简单，而有机物浓度较低但又难降解，因此考虑先进行必要的前处理，断裂高分子链、提高废水可生化性；在此基础上首先考虑直接进行膜分离技术(超滤+反渗透)处理，考查处理后水回用，部分代替PVC聚合工段脱盐用水的可行性;如果直接回用在技术和经济上不可行，则考虑与其他废水一起进行后续生化处理后回用的可行性，并最终确定PVC废水的处理和回用方案。

PVC废水的前处理方法可考虑采用高级氧化技术，主要方法有铁碳微电解法、光催化氧化(UV及UV/H2O2)法、Fenton氧化法、臭氧氧化及联合氧化法等。采用PVC废水高级氧化预处理，应该以保证后续膜分离技术中膜组件的长时间稳定运行为主要目标，研究并分析不同实验条件对高级氧化法处理废水效果的影响及初步机制；重点考查各种预处理方法对引起各种滤膜堵塞物质的降解效果；研究高级氧化法中各种氧化剂对后续膜分离技术的工艺影响；确定PVC废水预处理一膜分离处理各单元技术的最佳工艺条件及参数。

在PVC废水预处理—生化处理方案中，则在提高PVC废水的可生化性及降低处理成本的前提下，以的降低废水中难降解有机物的浓度，保证后续污水生化处理的高效性和稳定性为主要目标，确定所选方法的各技术单元的最佳工艺参数及总体指标。因此，确定合理的前处理高级氧化技术，就要首先明确各种高级氧化技术在相似废水处理中的研究状况和实用性。

3.1.2吸附法

吸附法是利用吸附材料将溶液中金属转移到吸附材料上的方法,有物理吸附和化学吸附。吸附法之间的最大不同之处在于吸附剂的选用,常用的吸附材料有活性炭、壳聚糖和沸石等。活性炭有很好的吸附能力,对金属的去除能力强,但是处理成本较高,活性炭的再生不容易。壳聚糖分子内含羟基、氨基等活性基团,与重金属离子有较强的结合能力,对重金属有很好的吸附效果。目前很多学者开始研究一些天然或合成材料来作为吸附剂。吸附法在实际应用中由于吸附剂难以循环利用,吸附后的材料还需要二次处理,增加了处理费用,而且大部分吸附剂价格昂贵,从而限制吸附法的发展。此后的发展也只能从新型、廉价、吸附效果好的吸附剂着手。

3.1.3离子交换法

离子交换法是一种借助于离子交换材料上的可交换离子与废水溶液中相同电性的离子进行交换反应而除去水中有害离子的处理方法。常用的离子交换材料有腐殖酸物质、离子交换树脂、黄原酸酯、离子交换纤维等,目前使用最多的是离子交换树脂。常用的离子交换树脂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、离子交换纤维、螯合树脂以及腐殖酸树脂等。离子交换树脂具有吸附和交换双重作用,对重金属离子处理效果好,可回收废水中的重金属离子,但是不适于处理高浓度的重金属废水。由于树脂昂贵,而且易老化、再生难、使用寿命短等,增加了处理成本,也是该法无法被广泛使用的原因。

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3.2.1碱中和沉淀法

碱中和沉淀法主要是利用重金属离子与羟基反应,生成难溶的金属氢氧化物沉淀,从而得到分离。难处理电镀废水中一般包含铜、镍、锌等络合形态重金属,他们在水溶液中存在平衡：Mn++nOH-=M(OH)n↓通过向废水中投加碱液从而增加羟基的浓度,使平衡向右移,生成大量的氢氧化物沉淀,从而重金属得到去除。不过,如果水中重金属络合态络合能力大于羟基的络合能力,则加入氢氧化物是不会生成金属氢氧化物沉淀,往往难处理电镀废水均存在这种情况。

3.2.2硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是向络合重金属废水中加入S2-（如硫化钠）以形成溶解度很小的硫化物沉淀（如CuS,CuS的溶度积为6.3×10-36,比一般的络合物小得多）,从而去除重金属的处理方法。一般硫化物沉淀的溶度积比氢氧化物沉淀的溶度积小几个数量级,金属硫化物即使在酸性溶液中也不易溶解。硫化物沉淀法具有成本低、操作简便的优点,主要运用于高浓度络合重金属废水的预处理。但是也存在以下问题：硫化物沉淀颗粒小,易形成胶体,难以分离；沉淀物在空气中易被氧化,遇酸易分解,存在一系列环境问题；硫化物沉淀剂本身也会在水中残留,硫化钠、硫化氢钠等无机硫化物与HCl,H2SO4等酸性物质接触时,会产生大量的硫化氢气体,形成二次污染。

3.2.3螯合沉淀法

螯合沉淀法（或重金属捕集法）是近年来发展很快的重金属治理方法。它是在常温下利用螯合剂或重金属捕集剂与废水中的Cu2+,Ni2+,Pb2+,Zn2+,Cr3+等重金属离子发生螯合反应,生成水不溶性的螯合盐,再加入少量有机或无机絮凝剂形成絮状沉淀,从而去除水中重金属离子。螯合沉淀法具有处理效率高、污泥量少、与重金属离子结合牢固稳定、不产生二次污染等优点,是一种行之有效的电镀重金属废水深度净化处理工艺。市售型号很多,如CL-M05、CL-M06、CL-M02B、CL-MCS等众多重金属离子螯合沉降剂均为此种方法。

3.2.4铁氧体法

在化学沉淀法处理废水中,铁氧体是近十多年来,根据湿法生产铁氧体的原理而发展起来的一种新型处理方法。铁氧体是一类复合的金属氧化物,其化学通式为M2FeO4或MOFe2O3(M表示其它金属),呈尖晶石状立方结晶构造。铁氧体约有百种以上,而又最常见的是磁铁矿FeO#Fe2O3或Fe3O4。

铁氧体法分为沉淀中和法、氧化法、常温铁氧体法和GT-铁氧体法。

铁氧体法处理重金属电镀废水主要是在含有重金属离子的电镀废水中加入铁盐或亚铁盐,在一定条件下形成铁氧体。在铁氧体形成过程中,各重金属离子通过吸附、包裹和夹带作用,取代铁氧体晶格中Fe2+或Fe3+的位置,形成复合铁氧体沉淀析出,从而使废水得到净化。其形成过程如下：

Mn+＋Fe2+＋Fe3+＋OH-→M·M(OH)n·Fe(OH)3＋Fe(OH)2→复合铁氧体

铁氧体法处理重金属废水具有处理设备简单、投资较少来源广）、沉渣可回收利用等优点；但是产生的污泥量大,制成铁氧体时技术条件难控制。