含PVA退浆废水处理技术及应用的研究_郭丽

今日科技452007.08含PVA退浆废水处理技术及应用的研究东华大学环境科学与工程学院郭丽奚旦立袁海源论文选登纺织加工过程是将纤维先纺成纱再织成布，在纱织成布前，经纱须上浆，以提高纱的可织性，使纱在织布过程中不起毛、少断头。除很少一部分股线、强捻丝和一些变形丝的经纱不需上浆，其它形式经纱都需上浆。织造过程完成后，坯布上的浆料将会影响织物的吸水性能，还会影响染整产品的质量，并且会增加染化药品的消耗，故需退浆。退浆废水一般占纺织工业废水总量的15～25％，各种浆料分解物、酸、纤维屑等有机污染物约占总量的一半。退浆废水呈碱性，pH为9～13，一般退浆废水COD平均值能达8000mg/L左右。这股废水处理起来难度很大,在环境中大量积累，使被污染的水体表面泡沫增多，粘度加大，影响好气微生物的活动，带来严重的环保问题，至今在生产实际中还没有找到较好的技术。因此开发经济有效的印染废水处理技术成为当今环保行业关注的课题。一、纺织浆料发展1.浆料概况纺织行业不断前进，浆料品种繁多，主要是淀粉、聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸(酯)三大类。我国消耗的浆料中，淀粉(变性淀粉与原淀粉)占60%，PVA占30%，丙烯酸类和其它浆料约占10%。PVA作为纺织浆料应用于经纱上浆已有六十多年历史，现在全世界的PVA浆料用量仍非常大(10万吨左右)。全世界PVA的年产量为50万吨，其中50％用于制造维纶，另一半用于粘合剂、上浆剂。由于PVA具有优良的成膜性、粘附性及易与其他浆料相容性的特点，至今尚未出现能与PVA的上浆性能相媲美的其它类浆料，所以仍被广泛使用，并在某种程度上还有增加的趋势。我国在上世纪60年代初试制涤、棉织物时，采用PVA浆料，至今，PVA仍与淀粉或变性淀粉混合用于上浆。退浆废水的污染程度和性质视浆料的种类而异：1954年前我国多用天然淀粉，淀粉浆料的BOD5/COD为0.3～0.5，上世纪70年代主要使用化学浆料聚乙烯醇PVA，其B/C小于0.1，使废水的可生化性大大降低，增加了处理难度。表1为国内几种常见浆料的BOD5和COD值（其中浆料浓度为100mg/L)。由表1可见，PVA的可生化性极低，处理难度大，PVA已经成为我国是印染废水难处理的重要原因之一，任何单项技术均难以一次处理达标的。2.聚乙烯醇及其COD值聚乙烯醇(PVA)是织物上浆的主要原料，呈白色、无臭、无味的纤维状结晶粉末，比重为1.31～1.34，目前国内外PVA聚合度在200～4000之间，由于PVA带有很多羟基，是一种亲水性的高分子化合物，易溶于水。PVA的分子量越大，其水溶性越差，粘度也越高。根据分子量不同，可分为高粘度(＞1500),中粘度(＝1000～1500)和低粘度(＜1000)三个品种。PVA的醇解度越高，水溶性越差。全醇解型的PVA在常温水中仅发生溶胀而不溶解,而80℃以上时才有较好溶解度；部分醇解型的PVA在水中可溶解，但在常温下易凝结；PVA在碱性介质中，易产生凝聚。为了研究PVA对环境的影响，分别取三个不同纺织厂的PVA浆料，通过实验，采用微波消解法测定其在不同浓度下所产生的COD，结果见图1，其中，1#为PVA-105，2#为PVA-1799，3#为PVA-124。表1几种常见浆料的BOD5和COD值Tab.1BOD5andCODofseveralcommondesizers浆料名称BOD5CODcrB/C可溶性淀粉55810.68羧甲基纤维素(CMC)<579<0.06聚乙烯醇(PVA)<5149<0.09今日科技图1三种PVA不同浓度水溶液产生的COD值Fig.1CODofthreePVAsolutionsindifferentconcentration由图可知，两种PVA水溶液的COD与PVA浓度值成直线关系，但斜率不同，表明不同纺织厂上浆用的PVA，由于醇解度和分子量的不同，每公斤的PVA产生的COD值也不同，其范围大约在1.4～2.5kg-COD/kgPVA，表明PVA废水的变化较大。经过对上海市某厂退浆废水的基本情况进行研究，多次调查的平均值为：pH＝5左右，PVA浓度为3～3.3g/L，COD为4500～5800，BOD5/COD＝0.01～0.02。上述结果表明，以PVA为浆料的涤棉退浆废水的COD值很高，其中75％是由PVA自身产生的。且B/C比很低，可生化性较差，不宜直接进行生化处理。二、含PVA退浆废水处理技术及分析国内外对含PVA废水的治理进行了较多研究，处理方法基本上分为两大类，即物化法和生化法。物化法中主要有泡沫分离、超滤盐析、氧化剂氧化、微波辐射、光催化等技术。生化法常采用活性污泥法，利用微生物的新陈代谢作用，通过分离高效PVA降解菌的生物强化技术，降解PVA。1.生化法PVA废水相对好氧速率大于内源呼吸好氧速率，即PVA对