一种针对含聚乙烯醇退浆废水的预氧化-高效聚沉方法技术

本发明专利技术公开了一种针对含聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)退浆废水的预氧化‑高效聚沉方法，包括：使用盐酸或硫酸调节废水pH，将七水合硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液依次加入PVA废水中，室温下进行搅拌，精确控制氧化程度，静置后排去初步沉淀的固体。使用氢氧化钠或氢氧化钾再次调节废水pH，在上清液中加入氯化钙或氯化锌等无机絮凝剂，先快速搅拌后逐步减缓，使得PVA等高分子污染物快速聚沉。本发明专利技术通过准确控制PVA污染物的氧化程度，使得大量羟基基团氧化为羧基或醛、酮结构，从而易于快速聚沉，是一种操作简便且经济实用的含PVA退浆废水处理方法。

A Preoxidation-High Efficiency Coagulation Method for Desizing Wastewater Containing Polyvinyl Alcohol

The invention discloses a pre-oxidation and high-efficiency coalescence method for desizing wastewater containing polyvinyl alcohol (PVA). The method includes: adjusting wastewater pH with hydrochloric acid or sulphuric acid, adding ferrous sulphate heptahydrate solution and hydrogen peroxide solution into PVA wastewater in turn, stirring at room temperature, accurately controlling oxidation degree, and statically discharging solids after preliminary precipitation. Sodium hydroxide or potassium hydroxide was used to adjust the wastewater pH again. Inorganic flocculants such as calcium chloride or zinc chloride were added to the supernatant, which first stirred rapidly and then slowed down gradually, resulting in the rapid agglomeration and precipitation of polymer pollutants such as PVA. By accurately controlling the oxidation degree of PVA pollutants, the present invention enables a large number of hydroxyl groups to be oxidized into carboxyl or aldehyde or ketone structures, thus facilitating rapid coalescence and sedimentation, and is a simple, economical and practical treatment method for wastewater containing PVA desizing.

【技术实现步骤摘要】
一种针对含聚乙烯醇退浆废水的预氧化-高效聚沉方法
本专利技术涉及一种针对含聚乙烯醇退浆废水处理的预氧化-高效聚沉技术，属于水处理领域，在印染废水或其他含PVA工业废水的处理方面具有良好发展前景。
技术介绍
聚乙烯醇(Polyvinylalcohol，以下简称PVA)具有良好的成膜性及粘附性，作为织物上浆的主要原料应用于经纱上浆已有70多年的历史，至今仍鲜有替代品。在印染加工前，为去除棉布上的浆料及棉纤维上的部分天然杂质，必须进行退浆。据统计，我国每年纺织浆料耗用的PVA量达25万t以上，每年产生的退浆废水更是高达2500多万t，已对环境造成了巨大的压力。含PVA的退浆废水可生化性较差，BOD5/CODCr值通常小于0.1，传统的生化法处理难以凑效。由于PVA呈电中性，常规物化法中仅有盐析凝胶法处理效果相对较好，其主要利用硼砂与PVA分子发生交联反应，形成PVA-硼砂双二醇型结构的凝胶。此方法虽然对PVA退浆废水的COD去除效率较为理想，但产生的凝胶含水量较大，后续处理困难。此外，PVA为典型的高分子聚合物，也难以使用传统的膜分离技术对其分离，由膜污染引起的膜渗透通量下降及使用寿命缩短为主要技术瓶颈。高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses，简称AOPs)，能够利用活性极强的自由基(如·OH)与有机污染物之间的加成、取代、电子转移、断键等作用，使水体中的难降解有机物氧化降解为CO2和H2O，以有效降低难降解有机废水的COD值。然而，纺织上浆用PVA的聚合度较高(通常为1700左右)，且退浆废水中还含有淀粉与海藻酸钠等其他浆料，以及表面活性剂、纤维毛等，Fenton法等传统高级氧化技术的处理效率并不理想。为达标排放而一味地提高氧化剂浓度，不但无法明显提升处理效率，还将产生大量铁泥或过量氧化剂带来的二次污染。综上，含PVA废水难以处理的主要原因除PVA分子的高度聚合外，还缘于其结构中含有的大量羟基基团，使得PVA大分子在水溶液中呈电中性，且亲水性较强，难以使用常规混凝沉淀技术沉降且凝胶后难以脱水。虽然Fenton等高级氧化技术难以完全矿化此类高分子聚合物，但可使得PVA分子链中大量的羟基基团氧化为羧基或醛、酮结构，从而易于与常规混凝剂发生静电作用或络合作用而得以快速沉降。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种经济易行的方法对含PVA的退浆废水进行预氧化以促进污染物高效聚沉，使得退浆废水的PVA浓度和COD值有效降低，浆料类污染物快速聚沉并便于分离，用以改善含PVA退浆废水处理效率低的瓶颈。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种针对含聚乙烯醇退浆废水的预氧化-高效聚沉方法，其特征在于，包括以下步骤：使用盐酸或硫酸调节退浆废水pH值，将七水合硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液依次加入退浆废水中进行预氧化，室温下进行搅拌，精确控制氧化程度，通过初沉池或气浮的方式去除固体析出物；随后使用氢氧化钠或氢氧化钾再次调节退浆废水pH值，在上清液中加入无机絮凝剂，先快速搅拌后逐步减缓，使得高分子污染物快速聚沉。优选地，所述退浆废水的温度为30～50℃，其中所含的织物浆料浓度范围：聚乙烯醇含量为5～10g/L，海藻酸钠的浓度为0～5g/L，淀粉的浓度为0～5g/L。优选地，使用所述盐酸或硫酸调节所述退浆废水的pH值的调节范围为2～4。优选地，所述预氧化中，所述过氧化氢溶液的质量浓度为30％，投加量为0.25wt％～1.5wt％；所述七水合硫酸亚铁的投加量为4g/L～10g/L。优选地，所述预氧化的反应时间30～60min。优选地，所述无机絮凝剂溶液的投加量为4～20g/L。优选地，室温下进行搅拌时的搅拌时间均为5～15min；先快速搅拌后逐步减缓中，快速搅拌速度为120rpm，随后搅拌速度逐步减缓至30rpm。优选地，再次调节所述退浆废水的pH值时，pH值的调节范围为8～12。优选地，再次调节所述退浆废水的pH值时，使用的所述氢氧化钠或氢氧化钾溶液的浓度为0.1～4mol/L。优选地，高分子污染物快速聚沉的聚沉沉淀时间为5～20min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术在常温常压下进行，利用高级氧化技术将PVA分子链中大量的羟基基团氧化为羧基或醛、酮结构，从而易于与常规混凝剂发生静电作用或络合作用而得以快速沉降。此方法简单，操作简便，环境友好，能够明显提高含PVA退浆废水的COD脱除效率，在纺织染整废水处理领域有很大的应用潜力。附图说明图1为使用实际含聚乙烯醇退浆废水进行预氧化-聚沉处理的现象图，处理前的退浆废水如图中左一所示，溶液呈乳白色浓稠状，含有大量白色絮状体，经过预氧化反应，溶液分层，上层为PVA与Fe3+，液体颜色呈黄褐色色，下层为部分PVA的絮体沉淀；添加絮凝剂进行聚沉后，废水上清液澄清，分水中的PVA、海藻酸钠、淀粉等大分子，预氧化过程中加入的铁离子大部分被聚合沉淀，退浆废水中的COD明显降低，下层沉淀呈黑褐色。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1取含PVA浓度为10g/L、海藻酸钠浓度为2g/L、淀粉浓度为2g/L的退浆废水100mL，调节PVA溶液的pH为3，将1.08g七水合硫酸亚铁溶于其中，再缓慢加入2mL过氧化氢溶液，在30℃下进行搅拌30min，搅拌结束后静置沉淀，将下层沉淀物除去，再次调节溶液pH至碱性，投加絮凝剂氯化钙2.0g，在30℃下搅拌均匀，待反应结束后静置，测定上清液中PVA、海藻酸钠、淀粉以及COD的去除率。实施例2取含PVA浓度为10g/L、海藻酸钠浓度为2g/L、淀粉浓度为2g/L的退浆废水100mL，调节PVA溶液的pH为3，将0.8g七水合硫酸亚铁溶于其中，再缓慢加入2mL过氧化氢溶液，在30℃下进行搅拌30min，搅拌结束后静置沉淀，将下层沉淀物除去，再次调节溶液pH至碱性，投加絮凝剂氯化钙2.0g，在30℃下搅拌均匀，待反应结束后静置，测定上清液中PVA、海藻酸钠、淀粉以及COD的去除率。实施例3取含PVA浓度为10g/L、海藻酸钠浓度为2g/L、淀粉浓度为2g/L的退浆废水100mL，调节PVA溶液的pH为3，将0.6g七水合硫酸亚铁溶于其中，再缓慢加入2mL过氧化氢溶液，在30℃下进行搅拌30min，搅拌结束后静置沉淀，将下层沉淀物除去，再次调节溶液pH至碱性，投加絮凝剂氯化钙2.0g，在30℃下搅拌均匀，待反应结束后静置，测定上清液中PVA、海藻酸钠、淀粉以及COD的去除率。对比例1取含PVA浓度为10g/L、海藻酸钠浓度为2g/L、淀粉浓度为2g/L的退浆废水100mL，调节PVA溶液的pH为3，将2.0g七水合硫酸亚铁溶于其中，再缓慢加入2mL过氧化氢溶液，在30℃下进行搅拌30min，搅拌结束后静置沉淀，将下层沉淀物除去，再次调节溶液pH至碱性，投加絮凝剂氯化钙2.0g，在30℃下搅拌均匀，待反应结束后静置，测定上清液中PVA、海藻酸钠、淀粉以及COD的去除率。对比例2取含PVA浓度为10g/L、海藻酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对含聚乙烯醇退浆废水的预氧化‑高效聚沉方法，其特征在于，包括以下步骤：使用盐酸或硫酸调节退浆废水pH值，将七水合硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液依次加入退浆废水中进行预氧化，室温下进行搅拌，精确控制氧化程度，通过初沉池或气浮的方式去除固体析出物；随后使用氢氧化钠或氢氧化钾再次调节退浆废水pH值，在上清液中加入无机絮凝剂，先快速搅拌后逐步减缓，使得高分子污染物快速聚沉。

【技术特征摘要】
2018.07.16 CN 20181078099181.一种针对含聚乙烯醇退浆废水的预氧化-高效聚沉方法，其特征在于，包括以下步骤：使用盐酸或硫酸调节退浆废水pH值，将七水合硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液依次加入退浆废水中进行预氧化，室温下进行搅拌，精确控制氧化程度，通过初沉池或气浮的方式去除固体析出物；随后使用氢氧化钠或氢氧化钾再次调节退浆废水pH值，在上清液中加入无机絮凝剂，先快速搅拌后逐步减缓，使得高分子污染物快速聚沉。2.如权利要求1所述的一种针对含聚乙烯醇退浆废水的预氧化-高效聚沉方法，其特征在于，所述退浆废水的温度为30～50℃，其中所含的织物浆料浓度范围：聚乙烯醇含量为5～10g/L，海藻酸钠的浓度为0～5g/L，淀粉的浓度为0～5g/L。3.如权利要求1所述的一种针对含聚乙烯醇退浆废水的预氧化-高效聚沉方法，其特征在于，使用所述盐酸或硫酸调节所述退浆废水的pH值的调节范围为2～4。4.如权利要求1所述的一种针对含聚乙烯醇退浆废水的预氧化-高效聚沉方法，其特征在于，所述预氧化中，所述过氧化氢溶液的质量浓度为30％，投加量为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方，潘玉婷，沈忱思，马慧婕，章耀鹏，彭翔，王倩，芮豪杰，程谦勋，钟哲辉，孙立雯，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31