
?對于含PVA廢水處理方法,國內研究多的是物化法(主要包括絮凝法、化學凝結法、膜分離技術、深度氧化法等),占53%,其中以深度氧化法為主,占21%;其次是生物法(主要包括高效降解菌生物降解法、厭氧生物法、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為主,占16%。與之不同的是,國際上研究多是生物法(主要包括高效降解菌生物降解法、厭氧生物法),占比54%,其中以高效降解菌生物降解法為主,占46%,厭氧生物法占8%,值得一提的是,水解酸化法和好氧生物法未見相關文獻報道;其次是物化法(主要包括膜分離技術、深度氧化法等),占40%,同樣主要以深度氧化法為主,占32%。由此可見,深度氧化法和高效降解菌生物降解法是當前國內外研究的主流。
1、物化法
(1)絮凝法
由于含PVA廢水成分復雜,利用單一的絮凝劑處理難以發揮作用,通過聯合使用多種絮凝劑可取得不錯的處理效果。通過向調節混凝池中投加絮凝劑PAC和有機高分子助凝劑P30處理COD和BOD5分別為2 697、415 mg/L的含PVA廢水,COD和BOD5去除率分別為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鋁復合絮凝劑處理COD為22 736 mg/L的退漿廢水,COD去除率達到73%。
近年來,有研究者將電化學法與傳統絮凝法相結合發明了鐵碳微電解法,其原理是電極反應生成的具有高活性的產物能夠與體系中一些難降解污染物發生氧化還原反應,從而達到降解污染物的目的。采用鐵碳微電解法處理含PVA廢水,COD和PVA去除率可分別達到65%、85%以上。電絮凝法無需外加混凝劑,但需消耗大量電能,且電極易鈍化,因此實際應用不多。
從機理上講,絮凝法處理含PVA廢水主要歸因于金屬氫氧化物的吸附和共沉淀作用,由于吸附和共沉淀能力有限,因此絮凝法只適用于含PVA濃度較高的廢水的預處理。
(2)化學凝結法
基于鹽析作用的化學凝結法(即向廢水中投加無機鹽電解質,由于電解質離子具有很強的水合能力而結合大量的水分子,當電解質離子濃度足夠大時,可以使廢水中的PVA分子因脫水而析出,從而回收PVA并達到降低COD的目的)處理含PVA廢水,可獲得較高的PVA回收率。采用化學凝結法(以硼砂為凝結劑,硫酸鈉為鹽析劑)處理含PVA廢水,PVA回收率和COD去除率均達80%左右。
(3)膜分離技術
膜分離技術因具有過程簡單、分離系數大、無相變、高效、節能等優點而被廣泛應用。其中通過超濾技術從廢水中回收PVA的研究應用為廣泛。采用超濾膜處理實際退漿廢水,結果表明,在優條件下超濾膜對PVA的截留率為96%,COD由23 000 mg/L降低到5 700 mg/L。以多通道α-Al2O3陶瓷微濾膜為支撐體,采用溶膠凝膠法制備了完整TiO2超濾膜,其對退漿廢水中PVA的截留率達到99%以上。采用新型高剪切超濾膜組件從退漿廢水中回收PVA,PVA截留率達到95%以上。
盡管膜分離技術設備簡單,操作方便,對PVA有很高的回收率,但其存在膜孔易堵塞、膜系統成本高、膜使用壽命短等缺陷,阻礙了它的工程推廣。
(4)深度氧化法
近年來,一些研究人員在利用深度氧化法處理含PVA廢水方面做了一些研究,其主要類型包括Fenton類氧化法、電化學氧化法、臭氧類氧化法、光催化氧化法、超臨界水氧化法、超聲氧化降解法、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陳代謝作用來降解廢水中的PVA,具有運行費用低、無二次污染等優點。處理含PVA廢水采用的生物法一般包括高效降解菌生物降解法、厭氧生物法、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降解菌比較少且非常敏感,其生長條件很苛刻,一旦受到破壞,將很難恢復,故需要通過馴化富集PVA高效降解菌以獲得良好的處理效果。為此,國內外相關研究人員在馴化富集PVA高效降解菌方面做了一些研究。
(2)厭氧生物法、水解酸化法和好氧生物法
厭氧生物法、水解酸化法和好氧生物法處理含PVA廢水。采用單一厭氧生物法或水解酸化法處理含PVA廢水的效果并不理想;而采用單一好氧生物法盡管可以達到比較高的COD和PVA去除率,但進水COD不宜太高,且需要材料膜或生物膜作為支撐,其經濟性和穩定性有待進一步驗證。為此,許多研究者進行了由單一生物法逐步拓展至不同生物法聯用處理含PVA廢水的研究。由此,人們再將物化法與這些生物法聯用工藝耦合用于處理含PVA廢水,催生了不少工程應用案例。
現有工程應用中多采用物化法+生物法耦合工藝處理含PVA廢水,其中物化法主要以氣浮和混凝居多,常用于預處理或深度處理;生物法主要采用厭氧生物法或水解酸化法與好氧生物法的組合工藝。
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