印染退浆废水中聚乙烯醇的回收与利用

印染退浆废水中聚乙烯醇的回收与利用徐竟成,郑涛(同济大学环境科学与工程学院,上海200092)[摘要]采用化学凝结法回收处理纺织印染退浆废水中的聚乙烯醇(PVA),以硼砂为凝结剂,硫酸钠作为盐析剂,进行生产性规模回收废水中的PVA,PVA回收率和COD去除率均达80%左右,PVA含固执两分数约为15%~20%。回收后的PVA可经过改性制成改性胶水,具有良好的环境、经济和社会效益。[关键词]聚乙烯醇;凝结;回收;利用[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1006-1878(2004)07-0286-03纺织工业废水主要来自染整工段,包括退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和整理等。退浆废水一般占废水总量的15%左右,有机污染物约占总量的一半。退浆废水是碱性的有机废水,含有各种浆料分解物、纤维屑、酸和酶等污染物,废水呈淡黄色。退浆废水的污染程度和性质视浆料的种类而异:过去多用天然淀粉浆料,淀粉浆料的BOD5/COD为0.3~0.5;目前使用较多的化学浆料聚乙烯醇的BOD5/COD约为0.1左右,使废水的可生化性大大降低,增加了废水处理的难度。表1对比了采用活性污泥法去除聚乙烯醇和淀粉浆料的情况。表1活性污泥法对聚乙烯醇和淀粉浆料去除情况比较曝气时间/h聚乙烯醇去除率,%淀粉去除率,%410806159082098为了降低印染废水的处理难度,回收聚乙烯醇,国内外都做了大量的研究。日本采用细菌培养法,COD污泥负荷为0.1kg/(kg#d),经一个月左右时间的低负荷驯化,可逐渐将PVA分解。美国某纺织印染厂采用超滤膜装置将含PVA质量分数为1%的退浆废水浓缩成含PVA质量分数10%的浓缩液,超滤装置的处理量为4.5m3/h,浓缩液产量为0.45m3/h,运行最高压力为7@105Pa,浓缩液回用到棉布退浆,取得了良好的经济效益。但超滤法在我国用于纺织染料的回收利用尚处于实验室研究与中试阶段,超滤膜回收设备的投资和运行成本都较高,不能满足我国现阶段的实际情况,因此研究开发经济实用的聚乙烯醇的回收方法,不仅可以降低废水的处理难度,同时还可以取得较好的社会与经济效益。1聚乙烯醇的回收机理1.1印染退浆工艺印染退浆有多种工艺,主要原理是使坯布上的浆料润湿,在高温水洗的情况下,去除坯布上的浆料。为了回收PVA浆料,应使浆料尽量集中去除,提高退浆废水中的PVA浓度,使PVA便于回收,提高PVA的回收率,降低废水中的PVA浓度,从而有利于印染废水的生化处理。在实际工程中,可以通过提高水温,减少洗涤水量,采用逆流退浆等工艺方法来提高退浆废水中的PVA浓度。主要工艺流程如图1所示。图1印染退浆工艺流程1.2PVA回收原理PVA属于非离子型有机聚合物,一般凝聚剂产生的电荷对其吸附作用较弱,对PVA的去除几乎没有效果。但是PVA水溶液在有较多盐类的情况下,由于盐析作用可使PVA析出,同时硼砂可与PVA分子进行双二醇型的结合。试验证实,在硼砂的交[收稿日期]2003-12-15;[修订日期]2004-01-18[作者简介]徐竟成(1961)),男,上海人,同济大学环境科学与工程学院副教授,主要研究水污染控制技术。#286#2004年第24卷化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY联和盐类盐析的共同作用下,退浆废水中的PVA能以凝胶形式析出,从而达到回收的目的。在盐类中,Na2SO4极性作用强,来源广,价格低廉,是较好的盐析剂。1.3工艺试验影响因素通过试验研究发现,凝结剂的投加量以及聚乙烯醇的回收率受到以下几个因素的影响:(1)温度:回收温度以40~50e为宜。温度过低,导致反应不完全;温度过高,则凝结的PVA呈粘胶状,回收效率下降。(2)pH:过高或过低的pH都会使回收率降低,甚至不能发生凝结反应,较佳的pH范围为7.5~9.0。(3)反应时间:凝结反应在10~15min内已基本完成。(4)反应搅拌速度:搅拌转速需高于250r/min,较高的搅拌速度可以使反应更为完全,从而有利于回收效率的提高。(5)凝结剂投加量:硼砂0.5~1g/L,硫酸钠5~10g/L,可视退浆液的浓度作适当调整。硼砂投加量的变化对回收率有较大影响,而盐析剂硫酸钠的影响相对较小。(6)退浆液中PVA含量:退浆液中的PVA质量浓度要大于5g/L,浓度越高,回收率也相应提高,回收成本降低。通过在较优的工艺条件下进行试验,原水PVA质量浓度为13.95g/L,通过凝结剂回收后出水的PVA质量浓度仅为0.84g/L,回收率达88.5%;原废水中COD为37120mg/L,处理后COD为6640mg/L,废水中COD的去处率高达92.2%,大大降低了废水中的COD,提高了废水的可生化性,有利于废水的后续处理。2生产性回收与利用2.1回收运