❶ 污水處理污泥投加量如何計算
厭氧啟動:
有顆粒污泥時,接種污泥數量大小 10-15%。當沒有現成的污泥時,應用最多的是污水處理廠污泥池的消化污泥,稠的消化污泥有利於顆粒污泥形成。 沒有消化污泥和顆粒污泥時, 化糞池污泥、新鮮牛糞、豬糞及其它家畜糞便都可利用作菌種,也可用腐敗污泥和魚塘底泥作接種污泥,但啟動周期較長。
污泥接種濃度至少不低 10Kg•VSS/m3反應器容積,但接種污泥填充量不大於反應器容積 60%。污泥接種中應防止無機污泥、砂以及不可消化的其它物進入厭氧反應器內。
好氧啟動:
(1)生活污水培菌法:在溫暖季節,先使曝氣池充滿生活污水,悶曝(即曝氣而不進污水)數十小時後,即可開始進水。引進水量由小到大逐漸調節,連續運行數天即可見活性污泥出現,並逐漸增多。為加快培養進程,在培菌初期投加一些濃質糞便水或米泔水等,以提高營養物濃度。特別注意,培菌時期(尤其初期)由於污泥尚未大量形成,污泥濃度低,故應控制曝氣量,應大大低於正常期曝氣量。
(2)干泥接種培菌法:最好取水質相同已正常運行的污水系統脫水後的干污泥作菌種源進行接種培養。一般按曝氣池總溶積 1%的干泥量,加適量水搗碎,然後再加適量工業廢水和濃糞便水。按上述的方法培菌,污泥即可很快形成並增加至所需濃度。
(3)數級擴大培菌法:根據微生物生長繁殖快的特點,仿照發酵工業中菌種→種子罐→發酵罐數級擴大培菌工藝,分級擴大培菌。如某工程設計為三級曝氣池,此時可先在一個池中培菌,在少量接種條件下,在一個曝氣池內培菌,成功後直接擴大至二三級。
(4)工業廢水直接培菌法:某些工業廢水,如罐頭食品、豆製品、肉類加工廢水,可直接培菌;另一類工業廢水,營養成分尚全,但濃度不夠,需補充營養物,以加快培養進程。所加營養物品常有:澱粉漿料、食堂米泔水、面湯水(碳源);或尿素、硫氨、氨水(氮源)等,具體情況應按不同水質而定。
(5)有毒或難降解工業廢水培菌:有毒或難降解工業廢水,只能先以生活污水培菌,然後再將工業廢水逐步引入, 逐步馴化的方式進行。
(6)直接引進種菌種培菌:有些特殊水質菌種難於培養,還可利用當地科研力量,利用專業的工業微生物研究所培養菌種後再接種培養,如 PVA(聚乙烯醇)好氧消化即有專門好氧菌。此法,投資大,周期長,只有特殊情況才用。
❷ 請教關於PVA退漿廢水處理工藝的問題
題主好,處理退漿廢水的方法主要有生化法、膜法、高級氧化法和鹽析法等方法.膜內法具有操作方容便耗能低等特點,在水處理領域得到越來越多的應用.同有機聚合物膜相比,陶瓷膜具有親水性好、耐酸鹼、耐高溫以及孔徑分布窄運行通量高等特點,適用於退漿廢水這類鹼含量可以達到質量分數2% ,運行溫度高到70℃的體系。使用20nm陶瓷膜,比50nm陶瓷膜擁有更高過濾精度,孔徑分布窄等特點,針對聚甲基丙烯酸酯在膜表面形成的污染,20nm陶瓷膜可以有效控制污染物對膜空隙的侵蝕,延長穩定處理時長,是目前處理含PVA漿料的較好選擇。希望對題主有幫助。
❸ 污水處理菌種培養方法
開始少量進水 悶曝 然後 逐步加大水量 控制好 DO 做好鏡鑒 SV MLSS 等常規測量 培養過程 視情況適當排泥!
❹ 聚乙烯醇膠棉的生產廢液會對水源造成什麼危害,他的化學成分能否通過凈水器過濾
含聚乙烯醇廢水處理技術
乙烯醇(Polyvinyl alcohol,簡稱PVA),是目前發現的高聚物中唯一具有水活性的有機高分子化合物。因其具有強力的黏結性,氣體阻隔性,耐磨性等良好的化學、物理性能,被作為紡織行業的上漿劑,建築行業的塗料、黏結劑,化工行業的乳化劑、分散劑,醫葯行業的潤滑劑,造紙行業的粘合劑及土壤的改良劑而廣泛應用[1-2]。但含有PVA 的工業廢水,具有COD 值高,可生化性差等特點,倘若排入水體,因其具有較大的表面活性使得接納的水體產生大量泡沫,不利於水體復氧,而且還會促進水體沉積物中重金屬的遷移釋放,破壞水體環境。
國內外學者對含PVA 工業廢水的處理,做了大量的研究,並取得了一批重要的科研成果。在這些研究中,對PVA 廢水的處理方法大致可劃分為三類,即物理法,化學法和生物法。其物理法主要有鹽析凝膠法、吸附法、萃取法、膜分離法和泡沫分離法等;化學法主要有高級濕式氧化法、光催化氧化法、Fenton 氧化法、過硫酸鹽氧化法、微波輻射法和電化學法;生物法主要通過活性污泥利用微生物的新陳代謝作用來降解PVA。
1 物理法
1.1 鹽析凝膠法
在對PVA 廢水的處理過程,可採用鹽析凝膠法進行。即根據PVA 特性,向廢水中投加鹽析劑硫酸鈉和膠凝劑硼砂,使得硼砂與PVA 分子發生反應,形成PVA-硼砂雙二醇型結構,在Na+和SO42-的極性作用下,通過其強大的水和能力將大量的水吸附到周圍,使得PVA 脫水從廢水中析出。
郭麗[4]採用鹽析法退漿廢水中的聚乙烯醇進行回收試驗,結果表明,當廢水中PVA 濃度為12 g/L 時,硫酸鈉和硼砂用量分別為14 g/L 和1.4 g/L,控制反應時間20 min,反應溫度50 ℃,溶液初始pH 為8.5~9.5,PVA 回收率大於90 %。
徐竟成等[5]採用化學凝結法對紡織印染退漿廢水中的聚乙烯醇進行處理回收,成功地進行了生產性規模回收廢水中的PVA,PVA 回收率和COD 去除率均達80%左右。
閻德順等人[6]採用凝結法對退漿廢水中的PVA 進行回收研究。結果表明,PVA 間歇反應回收率可達90 %,在此基礎上,實現了PVA 連續化回收工藝,回收率達80 %。
1.2 吸附法
吸附法作為一種低能耗的固體萃取技術,在溶解性有機物的處理中有著不可比擬的優勢。吸附法依靠吸附劑上密集的孔道、巨大的比表面積或通過表面各種功能基團與被吸附物質分子之間的多重作用力,達到有選擇性地富集有機物的目的。吸附法的優勢在於對難降解的有機物有較好地去除效果[7]。
Shishir Kumar Behera 等人[8]採用活性碳對PVA 吸附去除進行動力學研究。結果表明,當PVA 初始濃度為50 mg/L 時,投加活性碳濃度5 g/L,溫度為20 ℃,pH 為6.5,攪拌轉速150 r/min,反應時間30 min,PVA 去除率可達到92 %。
1.3 萃取法
萃取法作為一種高效的富集分離技術,其根據不同物質,在不同的溶劑中分配系數的大小不等的原理,利用與水不相溶的有機溶劑與試液一起振盪,使得目標物質在有機相中得以富集,具有選擇性好、回收率高、設備簡單、操作簡便、快速,以及易於現自動控制等特點,廣泛用於分析化學、無機化學、放射化學、濕法冶金以及化工制備等領域。
聚乙烯醇可用水不溶性的烴類(按100 %~120 %聚乙烯醇的質量)進行萃取而去除。含聚乙烯醇0.3 g/L 的廢水,在室溫下用35 %(質量)的己烷,以1000 r/min 攪拌10 min,靜置1 h 後分層,水相中COD 值為86.5 mg/L,COD 去除率為59.8 %,如重復萃取3 次,則COD 降低為41.6 mg/L 相當於80.65 %的去除率[9]。
1.4 泡沫分離法
泡沫分離法是利用泡沫與水界面的物理吸附作用以表聚物形式去污凈水的方法。其通過向溶液中鼓泡並形成泡沫層,使得泡沫層與液相主體分離,從而達到濃縮表面活性物質或凈化液相體的目的[10]。泡沫分離技術具有設備簡單、能耗低、投資少等特點,在化工、醫葯、污水處理等領域應用廣泛。
含聚乙烯醇的廢水可通入空氣,使其氣泡溢出而去除PVA。1 m3的聚乙烯醇廢水中含有COD 843 mg/L,以1.8 L/min 的速度通入空氣,去除產生的泡沫,78 min 後,廢水的體積減少到原來的70 %,而COD 值降低到193 mg/L[9]。
1.5 膜分離法
膜分離技術是通過膜對混合物中各組分的選擇滲透作用的差異,以外界能量或化學位差為推動力,對物質進行分離、富集、提純的有效液體分離技術[11],具有低能耗,易操作且可實現廢水的循環利用和回收有用物質等優點。其在污水處理領域應用廣泛,並形成了微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等新的污水處理方法。
王靜榮等[12]採用美國Abcor 公司的卷式膜超濾裝置可以從聚乙烯醇退漿廢水中回收PVA 試驗。結果表明,該方法是可行的。控制料液溫度在60~80 ℃,操作壓力為0.4~0.6 MPa 條件下,可使濃度0.5 %~1.0 %的聚乙烯醇廢水濃縮至10.0 %,聚乙烯醇的去除率在95 %以上,回收的聚乙烯醇漿料經調配後,可回用於生產,滿足生產工藝上的要求。鄭輝東等[13]針對紡織印染廠排放的含PVA 退漿皮水,利用中空纖維超濾膜實驗裝置對其進行處理試驗。結果表明,處理後的廢水達到中水標准,可以循環使用。
馬星驊等[14]以陶瓷膜作為載體,高嶺土作為塗膜材料制備了動態膜並研究了動態陶瓷膜對PVA 退漿廢水的處理效果。結果表明,在高嶺土塗膜質量濃度0.6 g/L,跨膜壓差0.3 MPa,錯流速度3 m/s,溫度50 ℃的條件對廢水進行過濾,PVA 及COD 的去除率分別可達56 %和71 %。
2 化學氧化法
2.1 高級濕式氧化法
濕式氧化法是處理高濃度難生化有機廢水的高級氧化技術,由日本煤氣大阪公司開發成功[15]。它是指在高溫(125~320 ℃),高壓(0.5~20 MPa)條件下,以氧氣或空氣為氧化劑,將有機污染物氧化為有機小分子物質或將其礦化為二氧化碳和水等無機物的化學過程。它經歷了傳統濕式空氣氧化法、催化濕式氧化法、濕式過氧化物氧化法、超臨界水氧化法及催化超臨界水氧化法的歷程[16]。該方法具有氧化速度快,無二次污染,處理效率高等特點[17]。
採用濕式氧化法對含聚乙烯醇的廢水進行處理,控制反應溫度220 ℃,反應壓力10.0 MPa,在該反應條件下,以300 r/min的速率進行攪拌1 h,可使得廢水中的COD 由11800 mg/L 降低到2150 mg/L[9]。
Yan Bo 等人[18]採用催化超臨界水氧化法對PVA 溶液進行了氧化實驗研究。當廢水中PVA濃度為2000 mg/L,投加催化劑KOH600 mg/L,反應壓力25 MPa,反應溫度873 K,停留時間60 s,PVA 廢水被完全轉化為H2,CO,CH4 和CO2,TOC 去除率、碳氣化率、氫氣化率分別為96.00 %,95.92 %,126.40 %。
2.2 光催化氧化法
光催化氧化是在有催化劑的條件下的光學降解,可分為均相和非均相兩種類型。均相光催化氧化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助Fenton 產生羥基自由基得到降解。非均相催化降解是污染體系中投入一定量的光敏半導體材料,同時結合光輻射,使光敏半導體在光的照射下激發產生電子空穴對,吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子空穴作用,產生OH·等氧化能力極強的自由基[16]。
吳纓等人[19]採用納米TiO2 做為光催化劑,對聚乙烯醇(PVA)水溶液進行了超聲光催化降解研究。結果表明,在超聲波頻率40kHz、廢水初始pH 為5.5,催化劑TiO2 用量110 g/L、反應溫度30 ℃、PVA 初始濃度90 mg/L 的條件下,控制反應80 min,PVA水溶液降解率可達100 %。
Yingxu Chen 等人[20]在紫外燈照射下,採用非均相的TiO2 作為催化劑對PVA 進行降解實驗研究。結果表明,當PVA 初始濃度為30 mg/L,TiO2 投加量2 mg/L,H2O2 投加量為5 mmol/L,反應時間60 min,PVA 去除率可達70 %。
2.3 Fenton 氧化法
Fenton 試劑具有極強的氧化能力,由Fe2+和雙氧水構成,在酸性條件下H2O2 被Fe2+離子催化分解並產生氧化能力很強的OH·自由基,具有較高的氧化能力,可以無選擇的氧化廢水大多數的有機物。其對廢水處理主要通過有機物的氧化和混凝沉澱作用進行,與常規氧化劑處理有機廢水相比較,具有反應迅速、溫度和壓力等反應條件溫等優點[21-22]。在普通Fenton 試劑氧化法的基礎上,又發展了光-Fenton、電-Fenton 等氧化方法。
曹揚[23]採用Fenton 氧化法對PVA 模擬廢水進行處理研究,結果表明當溶液的初始pH=5,H2O2/COD=1.3,H2O2/Fe2+=10∶1,反應溫度為40 ℃的條件下,控制反應時間30 min,COD 去除率可達到80 %,BOD/COD 值也由0.082 上升到0.60。
雷樂成[24]在0.75 L環流式光化學氧化反應器中進行了光助Fenton 高級氧化技術處理紡織印染中PVA 退漿廢水的試驗。研究結果表明,在低濃度亞鐵離子、理論雙氧水加入量、中壓紫外和可見光汞燈的輻射條件下,反應0.5 h,溶解性有機碳去除率高達90 %。
2.4 臭氧氧化法
臭氧是一種氧化性很強且反應產生的物質對環境污染很小的強氧化劑[25],其氧化過程主要通過直接氧化和間接氧化來進行。直接氧化通過與污染物發生環加成、親電反應以及親核反應來實現,其對污染物的氧化具有選擇性;間接氧化是臭氧在水溶液中容易受到誘導發生自分解,通過鏈反應生成強氧化劑—羥基自由基,再由羥基自由基氧化污染物[26]。
在臭氧氧化法的基礎上,加入其他氧化劑或引入紫外光照或超聲波,形成了O3/H2O2,O3/UV 和O3/US 等其他高級氧化技術。荊國華等人[27]進行了臭氧氧化聚乙烯醇廢水的試驗研究,並採用O3/UV 和O3/US 方法與單獨臭氧氧化處理效果進行了對照。試驗結果表明,經12 min 處理,O3/UV 和O3/US 協同作用下對PVA 降解率較單獨臭氧氧化的63.2 %有顯著提高,表現出了良好的協同效應。
2.5 過硫酸鹽氧化法
過硫酸鹽因其具有較強的氧化性、無選擇性反應及室溫下性質穩定等優點,成為污染物氧化反應中常規氧化劑的替代品。加之,過硫酸根離子在加熱、金屬離子及紫外光照射等作用的條件下,其可以形成氧化能力更強的硫酸根自由基SO4-·,並且可以形成羥基自由基OH·,在廢水體系中,兩種自由基可以共同參與污染物的氧化反應[28]。
S2O82-+heat/UV→2SO42-
S2O82-+Men+→SO42-+Me(n+1)++SO42-
SO42-+H2O←→OH+H++SO42-
SO42-+OH-→SO42-+OH
Seok-Young Oh 等人[28]採用過硫酸鉀氧化劑在加熱並投加Fe2+或Fe(0)的條件下對PVA 溶液進行氧化實驗。結果表明,在PVA 初始濃度為46.5~51.9 mg/L 時,控制溫度200 C,投加K2S2O8250 mg/L,並按照S2O82-與Fe2+或Fe(0)的摩爾比為1∶1 投加Fe2+或Fe(0),反應2 h 後,PVA 完全被氧化。用GC-MS 檢測並證明PVA 被轉化為C4H6O2。
利用硫酸銨鹽或鈉鹽,將聚乙烯醇氧化成水不溶性的樹脂加以去除。當COD 為800 mg/L 的含聚乙烯醇廢水,與2000 mg/L的過硫酸銨在80~100 ℃下加熱1 h 後,除去海綿狀棕色樹脂,COD 去除率>99 %[9]。
2.6 微波輻射法
自可以工業化生產並使用的微波源出現以後,微波能在工業生產中的應用技術得到廣泛的研究,微波化學污水處理技術便應運而生。該技術是一項具有突破性、創新性、廣譜性的水處理技術,就是利用微波對化學反應的誘導催化作用,通過物理及化學作用對水中的污染物進行降解、轉化,從而實現污水凈化的目的[29]。
夏立新等人[30]採用微波輻射技術對PVA 降解反應進行了實驗研究。在試驗中考察了微波功率、pH、H2O2 用量和反應時間對聚乙烯醇降解反應的影響。結果表明,在微波輻射條件下,廢水初始pH 為3,微波功率為800 W,輻射時間為l min,H2O2 用量為22 g H2O2/100 g PVA 時,5 mL 聚乙烯醇(7 %)的平均聚合度能夠在1 min 內由1750±50 降至67。與常規油浴加熱相比,反應速度提高10~20 倍。
Shu-Juan Zhang 等人[31]採用γ射線對PVA 廢水進行輻射降解實驗。實驗結果表明,PVA 的降解率受PVA 初始濃度、輻射劑量、pH、H2O2 投加量的影響。當PVA 初始濃度為200 mg/L,輻射劑量12.1 Gy/min,輻射時間90 min,廢水pH 介於1~5 或在10~12 范圍內變化時,PVA 降解率均在85 %以上,甚至有時可以達到完全礦化。
2.7 電化學法
電化學水處理技術是高級氧化技術的一種,通過外加電場作用,使廢水中的污染物在特定的電化學反應器內發生電化學反應或物理反應,使廢水中的污染物得到有效去除或回收,該反應過程主要包括電沉積、電吸附、電凝聚、電化學還原和電化學氧化等。其具有適應性廣、操作簡便、無需添加氧化還原劑、對環境友好等優點[32]。
根據污染物氧化還原產物,可將電化學水處理技術分為電化學燃燒和電化學轉換兩類。電化學燃燒即直接將有機物深度氧化為CO2 和H2O 等;電化學轉換即把有毒物質轉變為無毒物質,或把大分子有機物轉化為小分子有機物。根據有機物氧化還原過程中電子轉移方式不同,電化學水處理技術又可以分為直接電解和間接電解。直接電解是指污染物在電極上發生直接的電子轉移過程而被氧化(陽極過程)或被還原(陰極過程)而從廢水中去除。間接電解是指利用電化學產生的氧化還原物質作為反應劑或催化劑,使污染物轉化成毒性更小的物質。
Wei-Lung Chou 等人[33]採用鐵電凝法對PVA 溶液進行氧化處理實驗。結果表明,Fe/Al 電極組和比Fe/Fe、Al/Fe、Al/Al 電極組和處理效果好。當溶液pH 為6.5,PVA 初始濃度為100 mg/L,槽電壓為10 V,板間距離為2 cm,反應溫度20 ℃,攪拌轉速300r/min,控制反應120 min,PVA 去除率可以達到77.1 %。
徐金蘭等人[34]以含PVA 的印染廢水為處理對象,採用管式電凝聚器對其先進行預處理。試驗結果表明,管式電凝聚器在pH=5,I=0.748 A/dm2,t=5 min。的操作條件下,COD 的去除率大約為50 %左右,電解後出水可生化性明顯改善;並將電解出水經生物曝氣、生物接觸氧化處理,結果最終出水COD 達到100 mg/L 左右。
Sang yong Kim 等人[35]採用RuO2/Ti 作為陽極對PVA 溶液進行電化學氧化實驗研究。結果表明,初始PVA 濃度為410 mg/L,板間距離為20 mm,電流密度為1.34 mA/cm2,Cl-濃度為17.1 mM,控制反應時間300 min,PVA 及COD 去除率分別為70.18 %,27.47%。
3 生化法
生化法是利用微生物的新陳代謝作用,使廢水中呈溶解、膠體狀態的有機污染物轉化為穩定地無害物質,其分為好氧法和厭氧法。由於PVA 構成的有機污染物濃度高且難被生物降解,在採用生化法之前,對廢水進行預處理,以提高廢水的可生化性。
福建紡織化纖集團有限公司[36]在對PVA 廢水的處理時,採用了採用水解酸化+活性污泥法+接觸氧化法工藝進行處理,可以將廢水中的COD 值由500~600 mg/L 降到20~60 mg/L,COD、BOD的去除率在85 %以上,出水優於《污水綜合排放標准》中的其他排污單位一級標准。
裴義山等採用一體式好氧膜生物反應器(MBR)對難降解聚乙烯醇有機廢水進行實驗研究。結果表明,當進水COD為100~600mg/L 時,控制pH 為7~8,溫度為15~29 ℃,HRT 為10~20 h,SRT 為100 d,可使系統出水COD 在40 mg/L 以下,平均為15.5mg/L,COD 的平均去除率為90.7 %。
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❺ 聚乙烯醇膠棉生產廢液組成及危害怎麼處理
含聚乙烯醇廢水處理技術
乙烯醇(Polyvinyl alcohol,簡稱PVA),是目前發現的高聚物中唯一具有水活性的有機高分子化合物。因其具有強力的黏結性,氣體阻隔性,耐磨性等良好的化學、物理性能,被作為紡織行業的上漿劑,建築行業的塗料、黏結劑,化工行業的乳化劑、分散劑,醫葯行業的潤滑劑,造紙行業的粘合劑及土壤的改良劑而廣泛應用[1-2]。但含有PVA 的工業廢水,具有COD 值高,可生化性差等特點,倘若排入水體,因其具有較大的表面活性使得接納的水體產生大量泡沫,不利於水體復氧,而且還會促進水體沉積物中重金屬的遷移釋放,破壞水體環境。
國內外學者對含PVA 工業廢水的處理,做了大量的研究,並取得了一批重要的科研成果。在這些研究中,對PVA 廢水的處理方法大致可劃分為三類,即物理法,化學法和生物法。其物理法主要有鹽析凝膠法、吸附法、萃取法、膜分離法和泡沫分離法等;化學法主要有高級濕式氧化法、光催化氧化法、Fenton 氧化法、過硫酸鹽氧化法、微波輻射法和電化學法;生物法主要通過活性污泥利用微生物的新陳代謝作用來降解PVA。
1 物理法
1.1 鹽析凝膠法
在對PVA 廢水的處理過程,可採用鹽析凝膠法進行。即根據PVA 特性,向廢水中投加鹽析劑硫酸鈉和膠凝劑硼砂,使得硼砂與PVA 分子發生反應,形成PVA-硼砂雙二醇型結構,在Na+和SO42-的極性作用下,通過其強大的水和能力將大量的水吸附到周圍,使得PVA 脫水從廢水中析出。
郭麗[4]採用鹽析法退漿廢水中的聚乙烯醇進行回收試驗,結果表明,當廢水中PVA 濃度為12 g/L 時,硫酸鈉和硼砂用量分別為14 g/L 和1.4 g/L,控制反應時間20 min,反應溫度50 ℃,溶液初始pH 為8.5~9.5,PVA 回收率大於90 %。
徐竟成等[5]採用化學凝結法對紡織印染退漿廢水中的聚乙烯醇進行處理回收,成功地進行了生產性規模回收廢水中的PVA,PVA 回收率和COD 去除率均達80%左右。
閻德順等人[6]採用凝結法對退漿廢水中的PVA 進行回收研究。結果表明,PVA 間歇反應回收率可達90 %,在此基礎上,實現了PVA 連續化回收工藝,回收率達80 %。
1.2 吸附法
吸附法作為一種低能耗的固體萃取技術,在溶解性有機物的處理中有著不可比擬的優勢。吸附法依靠吸附劑上密集的孔道、巨大的比表面積或通過表面各種功能基團與被吸附物質分子之間的多重作用力,達到有選擇性地富集有機物的目的。吸附法的優勢在於對難降解的有機物有較好地去除效果[7]。
Shishir Kumar Behera 等人[8]採用活性碳對PVA 吸附去除進行動力學研究。結果表明,當PVA 初始濃度為50 mg/L 時,投加活性碳濃度5 g/L,溫度為20 ℃,pH 為6.5,攪拌轉速150 r/min,反應時間30 min,PVA 去除率可達到92 %。
1.3 萃取法
萃取法作為一種高效的富集分離技術,其根據不同物質,在不同的溶劑中分配系數的大小不等的原理,利用與水不相溶的有機溶劑與試液一起振盪,使得目標物質在有機相中得以富集,具有選擇性好、回收率高、設備簡單、操作簡便、快速,以及易於現自動控制等特點,廣泛用於分析化學、無機化學、放射化學、濕法冶金以及化工制備等領域。
聚乙烯醇可用水不溶性的烴類(按100 %~120 %聚乙烯醇的質量)進行萃取而去除。含聚乙烯醇0.3 g/L 的廢水,在室溫下用35 %(質量)的己烷,以1000 r/min 攪拌10 min,靜置1 h 後分層,水相中COD 值為86.5 mg/L,COD 去除率為59.8 %,如重復萃取3 次,則COD 降低為41.6 mg/L 相當於80.65 %的去除率[9]。
1.4 泡沫分離法
泡沫分離法是利用泡沫與水界面的物理吸附作用以表聚物形式去污凈水的方法。其通過向溶液中鼓泡並形成泡沫層,使得泡沫層與液相主體分離,從而達到濃縮表面活性物質或凈化液相體的目的[10]。泡沫分離技術具有設備簡單、能耗低、投資少等特點,在化工、醫葯、污水處理等領域應用廣泛。
含聚乙烯醇的廢水可通入空氣,使其氣泡溢出而去除PVA。1 m3的聚乙烯醇廢水中含有COD 843 mg/L,以1.8 L/min 的速度通入空氣,去除產生的泡沫,78 min 後,廢水的體積減少到原來的70 %,而COD 值降低到193 mg/L[9]。
1.5 膜分離法
膜分離技術是通過膜對混合物中各組分的選擇滲透作用的差異,以外界能量或化學位差為推動力,對物質進行分離、富集、提純的有效液體分離技術[11],具有低能耗,易操作且可實現廢水的循環利用和回收有用物質等優點。其在污水處理領域應用廣泛,並形成了微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等新的污水處理方法。
王靜榮等[12]採用美國Abcor 公司的卷式膜超濾裝置可以從聚乙烯醇退漿廢水中回收PVA 試驗。結果表明,該方法是可行的。控制料液溫度在60~80 ℃,操作壓力為0.4~0.6 MPa 條件下,可使濃度0.5 %~1.0 %的聚乙烯醇廢水濃縮至10.0 %,聚乙烯醇的去除率在95 %以上,回收的聚乙烯醇漿料經調配後,可回用於生產,滿足生產工藝上的要求。鄭輝東等[13]針對紡織印染廠排放的含PVA 退漿皮水,利用中空纖維超濾膜實驗裝置對其進行處理試驗。結果表明,處理後的廢水達到中水標准,可以循環使用。
馬星驊等[14]以陶瓷膜作為載體,高嶺土作為塗膜材料制備了動態膜並研究了動態陶瓷膜對PVA 退漿廢水的處理效果。結果表明,在高嶺土塗膜質量濃度0.6 g/L,跨膜壓差0.3 MPa,錯流速度3 m/s,溫度50 ℃的條件對廢水進行過濾,PVA 及COD 的去除率分別可達56 %和71 %。
2 化學氧化法
2.1 高級濕式氧化法
濕式氧化法是處理高濃度難生化有機廢水的高級氧化技術,由日本煤氣大阪公司開發成功[15]。它是指在高溫(125~320 ℃),高壓(0.5~20 MPa)條件下,以氧氣或空氣為氧化劑,將有機污染物氧化為有機小分子物質或將其礦化為二氧化碳和水等無機物的化學過程。它經歷了傳統濕式空氣氧化法、催化濕式氧化法、濕式過氧化物氧化法、超臨界水氧化法及催化超臨界水氧化法的歷程[16]。該方法具有氧化速度快,無二次污染,處理效率高等特點[17]。
採用濕式氧化法對含聚乙烯醇的廢水進行處理,控制反應溫度220 ℃,反應壓力10.0 MPa,在該反應條件下,以300 r/min的速率進行攪拌1 h,可使得廢水中的COD 由11800 mg/L 降低到2150 mg/L[9]。
Yan Bo 等人[18]採用催化超臨界水氧化法對PVA 溶液進行了氧化實驗研究。當廢水中PVA濃度為2000 mg/L,投加催化劑KOH600 mg/L,反應壓力25 MPa,反應溫度873 K,停留時間60 s,PVA 廢水被完全轉化為H2,CO,CH4 和CO2,TOC 去除率、碳氣化率、氫氣化率分別為96.00 %,95.92 %,126.40 %。
2.2 光催化氧化法
光催化氧化是在有催化劑的條件下的光學降解,可分為均相和非均相兩種類型。均相光催化氧化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助Fenton 產生羥基自由基得到降解。非均相催化降解是污染體系中投入一定量的光敏半導體材料,同時結合光輻射,使光敏半導體在光的照射下激發產生電子空穴對,吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子空穴作用,產生OH·等氧化能力極強的自由基[16]。
吳纓等人[19]採用納米TiO2 做為光催化劑,對聚乙烯醇(PVA)水溶液進行了超聲光催化降解研究。結果表明,在超聲波頻率40kHz、廢水初始pH 為5.5,催化劑TiO2 用量110 g/L、反應溫度30 ℃、PVA 初始濃度90 mg/L 的條件下,控制反應80 min,PVA水溶液降解率可達100 %。
Yingxu Chen 等人[20]在紫外燈照射下,採用非均相的TiO2 作為催化劑對PVA 進行降解實驗研究。結果表明,當PVA 初始濃度為30 mg/L,TiO2 投加量2 mg/L,H2O2 投加量為5 mmol/L,反應時間60 min,PVA 去除率可達70 %。
2.3 Fenton 氧化法
Fenton 試劑具有極強的氧化能力,由Fe2+和雙氧水構成,在酸性條件下H2O2 被Fe2+離子催化分解並產生氧化能力很強的OH·自由基,具有較高的氧化能力,可以無選擇的氧化廢水大多數的有機物。其對廢水處理主要通過有機物的氧化和混凝沉澱作用進行,與常規氧化劑處理有機廢水相比較,具有反應迅速、溫度和壓力等反應條件溫等優點[21-22]。在普通Fenton 試劑氧化法的基礎上,又發展了光-Fenton、電-Fenton 等氧化方法。
曹揚[23]採用Fenton 氧化法對PVA 模擬廢水進行處理研究,結果表明當溶液的初始pH=5,H2O2/COD=1.3,H2O2/Fe2+=10∶1,反應溫度為40 ℃的條件下,控制反應時間30 min,COD 去除率可達到80 %,BOD/COD 值也由0.082 上升到0.60。
雷樂成[24]在0.75 L環流式光化學氧化反應器中進行了光助Fenton 高級氧化技術處理紡織印染中PVA 退漿廢水的試驗。研究結果表明,在低濃度亞鐵離子、理論雙氧水加入量、中壓紫外和可見光汞燈的輻射條件下,反應0.5 h,溶解性有機碳去除率高達90 %。
2.4 臭氧氧化法
臭氧是一種氧化性很強且反應產生的物質對環境污染很小的強氧化劑[25],其氧化過程主要通過直接氧化和間接氧化來進行。直接氧化通過與污染物發生環加成、親電反應以及親核反應來實現,其對污染物的氧化具有選擇性;間接氧化是臭氧在水溶液中容易受到誘導發生自分解,通過鏈反應生成強氧化劑—羥基自由基,再由羥基自由基氧化污染物[26]。
在臭氧氧化法的基礎上,加入其他氧化劑或引入紫外光照或超聲波,形成了O3/H2O2,O3/UV 和O3/US 等其他高級氧化技術。荊國華等人[27]進行了臭氧氧化聚乙烯醇廢水的試驗研究,並採用O3/UV 和O3/US 方法與單獨臭氧氧化處理效果進行了對照。試驗結果表明,經12 min 處理,O3/UV 和O3/US 協同作用下對PVA 降解率較單獨臭氧氧化的63.2 %有顯著提高,表現出了良好的協同效應。
2.5 過硫酸鹽氧化法
過硫酸鹽因其具有較強的氧化性、無選擇性反應及室溫下性質穩定等優點,成為污染物氧化反應中常規氧化劑的替代品。加之,過硫酸根離子在加熱、金屬離子及紫外光照射等作用的條件下,其可以形成氧化能力更強的硫酸根自由基SO4-·,並且可以形成羥基自由基OH·,在廢水體系中,兩種自由基可以共同參與污染物的氧化反應[28]。
S2O82-+heat/UV→2SO42-
S2O82-+Men+→SO42-+Me(n+1)++SO42-
SO42-+H2O←→OH+H++SO42-
SO42-+OH-→SO42-+OH
Seok-Young Oh 等人[28]採用過硫酸鉀氧化劑在加熱並投加Fe2+或Fe(0)的條件下對PVA 溶液進行氧化實驗。結果表明,在PVA 初始濃度為46.5~51.9 mg/L 時,控制溫度200 C,投加K2S2O8250 mg/L,並按照S2O82-與Fe2+或Fe(0)的摩爾比為1∶1 投加Fe2+或Fe(0),反應2 h 後,PVA 完全被氧化。用GC-MS 檢測並證明PVA 被轉化為C4H6O2。
利用硫酸銨鹽或鈉鹽,將聚乙烯醇氧化成水不溶性的樹脂加以去除。當COD 為800 mg/L 的含聚乙烯醇廢水,與2000 mg/L的過硫酸銨在80~100 ℃下加熱1 h 後,除去海綿狀棕色樹脂,COD 去除率>99 %[9]。
2.6 微波輻射法
自可以工業化生產並使用的微波源出現以後,微波能在工業生產中的應用技術得到廣泛的研究,微波化學污水處理技術便應運而生。該技術是一項具有突破性、創新性、廣譜性的水處理技術,就是利用微波對化學反應的誘導催化作用,通過物理及化學作用對水中的污染物進行降解、轉化,從而實現污水凈化的目的[29]。
夏立新等人[30]採用微波輻射技術對PVA 降解反應進行了實驗研究。在試驗中考察了微波功率、pH、H2O2 用量和反應時間對聚乙烯醇降解反應的影響。結果表明,在微波輻射條件下,廢水初始pH 為3,微波功率為800 W,輻射時間為l min,H2O2 用量為22 g H2O2/100 g PVA 時,5 mL 聚乙烯醇(7 %)的平均聚合度能夠在1 min 內由1750±50 降至67。與常規油浴加熱相比,反應速度提高10~20 倍。
Shu-Juan Zhang 等人[31]採用γ射線對PVA 廢水進行輻射降解實驗。實驗結果表明,PVA 的降解率受PVA 初始濃度、輻射劑量、pH、H2O2 投加量的影響。當PVA 初始濃度為200 mg/L,輻射劑量12.1 Gy/min,輻射時間90 min,廢水pH 介於1~5 或在10~12 范圍內變化時,PVA 降解率均在85 %以上,甚至有時可以達到完全礦化。
2.7 電化學法
電化學水處理技術是高級氧化技術的一種,通過外加電場作用,使廢水中的污染物在特定的電化學反應器內發生電化學反應或物理反應,使廢水中的污染物得到有效去除或回收,該反應過程主要包括電沉積、電吸附、電凝聚、電化學還原和電化學氧化等。其具有適應性廣、操作簡便、無需添加氧化還原劑、對環境友好等優點[32]。
根據污染物氧化還原產物,可將電化學水處理技術分為電化學燃燒和電化學轉換兩類。電化學燃燒即直接將有機物深度氧化為CO2 和H2O 等;電化學轉換即把有毒物質轉變為無毒物質,或把大分子有機物轉化為小分子有機物。根據有機物氧化還原過程中電子轉移方式不同,電化學水處理技術又可以分為直接電解和間接電解。直接電解是指污染物在電極上發生直接的電子轉移過程而被氧化(陽極過程)或被還原(陰極過程)而從廢水中去除。間接電解是指利用電化學產生的氧化還原物質作為反應劑或催化劑,使污染物轉化成毒性更小的物質。
Wei-Lung Chou 等人[33]採用鐵電凝法對PVA 溶液進行氧化處理實驗。結果表明,Fe/Al 電極組和比Fe/Fe、Al/Fe、Al/Al 電極組和處理效果好。當溶液pH 為6.5,PVA 初始濃度為100 mg/L,槽電壓為10 V,板間距離為2 cm,反應溫度20 ℃,攪拌轉速300r/min,控制反應120 min,PVA 去除率可以達到77.1 %。
徐金蘭等人[34]以含PVA 的印染廢水為處理對象,採用管式電凝聚器對其先進行預處理。試驗結果表明,管式電凝聚器在pH=5,I=0.748 A/dm2,t=5 min。的操作條件下,COD 的去除率大約為50 %左右,電解後出水可生化性明顯改善;並將電解出水經生物曝氣、生物接觸氧化處理,結果最終出水COD 達到100 mg/L 左右。
Sang yong Kim 等人[35]採用RuO2/Ti 作為陽極對PVA 溶液進行電化學氧化實驗研究。結果表明,初始PVA 濃度為410 mg/L,板間距離為20 mm,電流密度為1.34 mA/cm2,Cl-濃度為17.1 mM,控制反應時間300 min,PVA 及COD 去除率分別為70.18 %,27.47%。
3 生化法
生化法是利用微生物的新陳代謝作用,使廢水中呈溶解、膠體狀態的有機污染物轉化為穩定地無害物質,其分為好氧法和厭氧法。由於PVA 構成的有機污染物濃度高且難被生物降解,在採用生化法之前,對廢水進行預處理,以提高廢水的可生化性。
福建紡織化纖集團有限公司[36]在對PVA 廢水的處理時,採用了採用水解酸化+活性污泥法+接觸氧化法工藝進行處理,可以將廢水中的COD 值由500~600 mg/L 降到20~60 mg/L,COD、BOD的去除率在85 %以上,出水優於《污水綜合排放標准》中的其他排污單位一級標准。
裴義山等採用一體式好氧膜生物反應器(MBR)對難降解聚乙烯醇有機廢水進行實驗研究。結果表明,當進水COD為100~600mg/L 時,控制pH 為7~8,溫度為15~29 ℃,HRT 為10~20 h,SRT 為100 d,可使系統出水COD 在40 mg/L 以下,平均為15.5mg/L,COD 的平均去除率為90.7 %。
❻ 常用幾種膜分離法污水處理方式
常用來的幾種膜分源離法污水處理方式:
一、超濾膜分離方法。根據分子的形狀和不同性質利用大氣壓力的作用,將其進行有效的篩選和分離。這項技術通過我國的多年研究和使用,除污效果顯著,能有效的對污水中的bing原體進行處理。因此超濾膜分離技術在我國各項污水處理中得到廣泛的使用。
二、納濾膜分離方法。在20世紀70年代的中後期形成的納濾膜分離技術就是在保證無機鹽分離時不受電勢和化學梯度的影響,通過(實際壓力小於或等於1。5MPa)的作用將直徑大約為1納米的分子進行有效的篩選和分離,從而達到污水處理的效果。
三、液膜分離方法。在20世紀60年代被提出一直到80年代中後期才被廣泛應用的液膜分離技術,分為乳狀液膜和支撐液膜,其中乳液液膜在污水處理技術中被廣泛應用。第四、膜生物反應器。就是原水在進入生物反應器與生物發生充分反應之後,利用循環泵,使水流經膜組件,水得到排放的同時生物相又重新流入生物反應器,該技術是通過把膜件與生物反應器進行結合而形成的一種新型去污技術。
❼ 城市污水處理中BOD=180mg/L、COD250mg/L、SS=180mg/L要求達到一級B處理應該用什麼工藝
格柵,初沉,生化,二沉池,
到達一級B標是COD60 BOD 20 SS 20
你這水BOD/COD=0.7,可生化,至於用什麼方法,基本上生物都可以吧,AO,SBR,氧化溝,生物接觸法就行
❽ PVA水凝膠在污水處理上的應用
新型高分子生物(菌種)填料可選擇性篩選出優勢菌種加以固定,構成一種回高效、快速、能連答續處理的廢水處理系統,能有效減少二次污染,具有細胞密度高、反應速度快、穩定性強、耐毒害能力強、微生物流失少、產物易於分離和剩餘污泥少、污水設備小型化的優點,可提供良好的微環境,使硝化、反硝化過程可同時進行,對成分復雜的有機廢水適應能力強,可用於處理氨氮廢水、含酚廢水、印染廢水及重金屬廢水等難處理廢水,高濃廢水等。
與活性污泥法相比較:⑴溫度適應范圍較大:10-40℃(活性污泥法20-35℃);⑵處理量上升:是活性污泥法的2倍;⑶停留時間縮短:由原來的8-10個小時縮短為4-7個小時;⑷產生污泥量少:是原來的10%左右;⑸新型高分子生物(菌種)填料具有很高的生物親和性和無毒,具有較低的生物(細菌和酶)降解性能。
深圳市華蘇科技發展有限公司多年開發成功,讓新型高分子生物(菌種)填料這種先進技術在水處理領域得到廣泛應用。