申请日2018.03.15
公开(公告)日2018.09.04
IPC分类号C02F9/04; C02F101/34
摘要
一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，属于污水处理技术领域。其特征在于，处理过程为：向原水中加入硫酸亚铁和氢氧化钙混合，反应后，加入聚丙烯酸钠加速沉淀;再加入次氯酸钠和氢氧化钠，形成白色凝胶状沉淀;再加入高铁酸钠进行催化反应，所得上清液通过膜处理，去除水中盐分;污泥进行压滤，清液回流，泥饼进行焚烧处理。本发明的操作方式简单，没有高温高压等特殊物理处理工艺要求，所需的设备构造简便易于安装。
权利要求书
1.一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，其特征在于，处理过程为：
1)向原水中加入硫酸亚铁和氢氧化钙，硫酸亚铁的用量为7.5g/L~12.5g/L，氢氧化钙的用量为30g/L~33g/L，并搅拌或曝气使水样和药剂混合均匀，反应完毕后，控制水体pH在8~10;反应结束后，每升原水加入15mL~19mL阴离子聚丙烯酸钠水溶液以加速沉淀，阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.7‰~1.3‰，阴离子聚丙烯酸钠的分子量≥1500万，流出上清液;
2)取步骤1)的上清液加入次氯酸钠和氢氧化钠，次氯酸钠的用量为17g/L~21g/L，氢氧化钠的用量为15g/L~19g/L，搅拌进行一级催化反应，控制水体pH稳定在14以上，在水中形成棉絮状的白色凝胶状沉淀，每升上清液加入7.5mL~8.5mL阴离子聚丙烯酸钠水溶液以加速沉淀，阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.7‰~1.3‰，阴离子聚丙烯酸钠的分子量≥1500万，流出上清液;
3)取步骤2)的上清液中按用量2.8g/L~4.6g/L加入高铁酸钠进行二级催化反应，反应结束后，每升上清液加入1.5mL~1.9mL阴离子聚丙烯酸钠水溶液以加速沉淀，阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.7‰~1.3‰，阴离子聚丙烯酸钠的分子量≥1500万，流出上清液;所得上清液通过膜处理，去除水中盐分;
4)步骤1)~3)所得污泥全部打入板框压滤机中进行压滤，清液回流至步骤1)处理，泥饼进行焚烧处理。
2.根据权利要求1所述的一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，其特征在于：步骤1)中所述的硫酸亚铁的用量为9.5g/L~11g/L，氢氧化钙的用量为31g/L~32g/L。
3.根据权利要求1所述的一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，其特征在于：步骤1)中所述的阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为1‰，用量为17mL/L~18mL/L。
4.根据权利要求1所述的一种高效处理含PVA废水 的污水净化处理工艺，其特征在于：步骤2)中所述的次氯酸钠的用量为18.5g/L~20g/L，氢氧化钠的用量为17g/L~18g/L。
5.根据权利要求1所述的一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，其特征在于：步骤2)中所述的阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.9‰~1.1‰，用量为8mL/L。
6.根据权利要求1所述的一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，其特征在于：步骤3)中所述的高铁酸钠的用量为3.2g/L~4.2g/L。
7.根据权利要求1所述的一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，其特征在于：步骤3)中所述的阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.9‰~1.1‰，用量为1.6mL/L~1.8mL/L。
8.根据权利要求1所述的一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，其特征在于：步骤2)的上清液中PVA的去除率为100%，COD去除率达到91.6%以上。
说明书
一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺
技术领域
一种高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，属于污水处理技术领域。
背景技术
聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子聚合物，具有优良的浆膜性、粘附性、耐磨性及易与其他浆料相容的特点，在20 世纪40 年代就开始作为浆料应用于纺织、造纸、化工等行业。据统计，我国仅纺织浆料耗用的PVA 量就在25 万吨以上，每年产生的退浆废水达2500多万吨，对环境造成巨大的压力。由于PVA的BOD5/CODCr值<0.1，使退浆废水的可生化性大大降低，增加了处理难度。国内外对含PVA退浆废水的治理进行了较多研究，处理方法分为物化法和生化法，但普遍去除率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种操作简单、成本低廉、去除率高的高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高效处理含PVA废水的污水净化处理工艺，其特征在于，处理过程为：
1)向原水中加入硫酸亚铁和氢氧化钙，硫酸亚铁的用量为7.5g/L~12.5g/L，氢氧化钙的用量为30g/L~33g/L，并搅拌或曝气使水样和药剂混合均匀，反应完毕后，控制水体pH在8~10;反应结束后，每升原水加入15mL~19mL阴离子聚丙烯酸钠水溶液以加速沉淀，阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.7‰~1.3‰，阴离子聚丙烯酸钠的分子量≥1500万，流出上清液;
2)取步骤1)的上清液加入次氯酸钠和氢氧化钠，次氯酸钠的用量为17g/L~21g/L，氢氧化钠的用量为15g/L~19g/L，搅拌进行一级催化反应，控制水体pH稳定在14以上，在水中形成棉絮状的白色凝胶状沉淀，每升上清液加入7.5mL~8.5mL阴离子聚丙烯酸钠水溶液以加速沉淀，阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.7‰~1.3‰，阴离子聚丙烯酸钠的分子量≥1500万，流出上清液;
3)取步骤2)的上清液中按用量2.8g/L~4.6g/L加入高铁酸钠进行二级催化反应，反应结束后，每升上清液加入1.5mL~1.9mL阴离子聚丙烯酸钠水溶液以加速沉淀，阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.7‰~1.3‰，阴离子聚丙烯酸钠的分子量≥1500万，流出上清液;所得上清液通过膜处理，去除水中盐分;
4)步骤1)~3)所得污泥全部打入板框压滤机中进行压滤，清液回流至步骤1)处理，泥饼进行焚烧处理。
步骤1)中将原水中定量加入硫酸亚铁(FeSO4)和氢氧化钙(Ca(OH)2)，通过搅拌或曝气等物理手段使水样和药剂混合均匀，反应完毕后，水体PH控制在8~10，硫酸亚铁中的亚铁离子与氢氧化钙反应生成氢氧化亚铁(Fe(OH)2)沉淀，而同时过量的氢氧化钙也为不溶于水的沉淀物质。几种物质在沉淀的同时会络合水中的细小悬浮颗粒，达到净化水体的作用。同时，二价铁离子有脱色的化学特性，可以对水体起到脱色的作用。反应结束后，用分子量≥1500万的阴离子聚丙烯酸钠(PAAS)溶液絮凝，加速沉淀物脱落。上清液自流出，沉淀物堆积到底部后通过污泥阀排出。
步骤2)中加入次氯酸钠(NaCIO3)和氢氧化钠(NaOH)，搅拌进行一级催化反应。加入氢氧化钠的目的是使水体呈现一个阴离子环境，水体PH稳定在14以上;次氯酸钠本身是一种阴离子型氧化剂，在碱性环境下更易发挥其氧化性能。而PVA(聚乙烯醇)是一种阳离子型有机大分子物质，将其放置在极碱性环境下，其分子链蜷曲收缩，在次氯酸根的作用下催化其分子链断裂，在水中形成类似棉絮状的白色凝胶状沉淀物脱落至反应罐底。上清液自流至下一工序。
步骤3)中的水液已不再含有PVA，COD也已得到大幅下降，但仍含有一些不易被氧化的印染助剂类物质。通过高级氧化的方式，在反应罐中定量添加高铁酸钠(改性)，其本身携带的氧化性基团在碱性环境下氧化性超过次氯酸根和过氧化氢等普通碱式氧化剂，可以把水中难以被氧化的有机物质氧化，变成不影响COD的氧化类物质。同时，药剂在释放完毕后，可形成携带吸附性能的胶体物质，起到络合水体中氧化物、进一步净化水质、调节水体PH至中性的作用。在加药量足够的条件下，COD的去除率达到100%。同样，沉淀物通过加入PAAS加速沉淀，由底部阀外排;此时只含有无机盐的上清液再通过膜处理工艺，去除水中盐分，出水达到中水回用的目的。
优选的，步骤1)中所述的硫酸亚铁的用量为9.5g/L~11g/L，氢氧化钙的用量为31g/L~32g/L。优选的硫酸亚铁和氢氧化钙的用量使得步骤1)络合沉淀和脱色的效果达到最佳。
优选的，步骤1)中所述的阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为1‰，用量为17mL/L~18mL/L。优选的阴离子聚丙烯酸钠的加入量与络合助剂的络合速率最为适应，沉淀析出速率较高，沉淀更彻底。
优选的，步骤2)中所述的次氯酸钠的用量为18.5g/L~20g/L，氢氧化钠的用量为17g/L~18g/L。优选的次氯酸钠和氢氧化钠的用量所形成的极碱性环境和氧化环境对PVA的分子链破坏速率更高，白色凝胶状沉淀物形成更迅速。
优选的，步骤2)中所述的阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.9‰~1.1‰，用量为8mL/L。优选的阴离子聚丙烯酸钠的加入量与氧化助剂断开分子链的速率最为适应，沉淀析出速率较高，沉淀更彻底。
优选的，步骤3)中所述的高铁酸钠的用量为3.2g/L~4.2g/L。优选的高铁酸钠的用量对有机物的氧化破坏效率更好，COD的去除率能在更短的时间内达到100%
优选的，步骤3)中所述的阴离子聚丙烯酸钠水溶液的质量浓度为0.9‰~1.1‰，用量为1.6mL/L~1.8mL/L。优选的阴离子聚丙烯酸钠的加入量与强氧化助剂破坏有机物的速率最为适应，沉淀析出速率较高，沉淀更彻底。
优选的，步骤2)的上清液中PVA的去除率达到100%，COD去除率达到91.6%以上。经步骤1)和步骤2)的处理后，水体中的PVA即能彻底去除。
与现有技术相比，本发明的所具有的有益效果是：本发明的操作方式简单，没有高温高压等特殊物理处理工艺要求，所需的设备构造简便易于安装。药剂方面亦无特殊管制，便于采购。加药过程清晰，定量添加无需化学条件控制;COD及PVA去除率高，克服了PVA废水难降解的技术难题。在实际应用中，本发明的工艺可将根据实际处理量调试相应的设备，能达到连续处理的目的;也可根据实际情况，适当调节加药量，找到处理效果和成本的最佳结合点。