含PVA废水处理工艺探讨

doi:10.11894/iwt.2019-0889

工业水处理 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (10): 20-25, 31. doi: 10.11894/iwt.2019-0889

含PVA废水处理工艺探讨

李功松¹(),陈小光^2,^3,*(),汪彩华⁴

1. 东华大学环境科学与工程学院, 上海 201620
2. 四川轻化工大学机械工程学院, 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室, 四川自贡 643000
3. 东华大学, 国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心, 上海 201620
4. 北京碧水源科技股份有限公司, 北京 100000

收稿日期:2019-06-17 出版日期:2019-10-20 发布日期:2019-10-29
通讯作者: 陈小光 E-mail:18355319149@163.com;cxg@dhu.edu.cn
作者简介:李功松(1992-),硕士研究生。E-mail:18355319149@163.com
基金资助:
上海自然科学基金项目(17ZR1400300);过程装备与控制工程四川省高校重点实验室项目(GK201712);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2232017A3-10)

Discussion on treatment process of wastewater containing PVA

Gongsong Li¹(),Xiaoguang Chen^2,^3,*(),Caihua Wang⁴

1. School of Environment Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China
2. Sichuan Provincial Key Lab of Process Equipment and Control, School of Mechanical Engineering, Sichuan University of Science&Engineering, Zigong 643000, China
3. State Environmental Protection Engineering Center for Pollution Treatment and Control in Textile Industry, Donghua University, Shanghai 201620, China
4. Beijing Origin Water Technology Co., Ltd., Beijing 100000, China

Received:2019-06-17 Online:2019-10-20 Published:2019-10-29
Contact: Xiaoguang Chen E-mail:18355319149@163.com;cxg@dhu.edu.cn
Supported by:
上海自然科学基金项目(17ZR1400300);过程装备与控制工程四川省高校重点实验室项目(GK201712);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2232017A3-10)

摘要/Abstract

摘要：

聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性高分子聚合物，具有良好的黏附性、机械性能和稳定性，广泛应用于纺织、食品和医药等行业。但PVA属于典型的难生物降解高分子物质，其废水COD高，可生化性差，直接排放会严重污染水体。简要介绍了PVA的生产分布和污染特征；统计分析了国内外关于含PVA废水处理的相关文献；综述了含PVA废水物化、生物及其组合工艺处理的研究现状；总结了含PVA废水处理的典型工程案例；揭示了当前工程应用中存在的若干问题以及行业发展方向。

关键词: 聚乙烯醇, PVA废水, 物化法, 生物法, 高效降解菌

Abstract:

Polyvinyl alcohol(PVA), as a water-soluble polymer, is widely used in the textile, food and pharmaceutical industries with the advantages of good adhesion, mechanical properties and stability. However, PVA is a typical nonbiodegradable macromolecule, which results in its wastewater with high COD and poor biodegradability. Thus, direct discharge can seriously pollute the water body. The production distribution and pollution characteristics of PVA were introduced. The related literatures on wastewater containing PVA treatment were analyzed statistically. The research status of physicochemical, biological and combined process treatment of wastewater containing PVA were summarized. Typical engineering cases of the wastewater containing PVA treatment were analyzed. The existing problems and the future development direction in engineering application were explored.

Key words: polyvinyl alcohol, PVA wastewater, physicochemical method, biological method, highly-efficient degrading bacteria s

中图分类号:

X703

李功松, 陈小光, 汪彩华. 含PVA废水处理工艺探讨[J]. 工业水处理, 2019, 39(10): 20-25, 31.

Gongsong Li, Xiaoguang Chen, Caihua Wang. Discussion on treatment process of wastewater containing PVA[J]. Industrial Water Treatment, 2019, 39(10): 20-25, 31.

https://www.iwt.cn/CN/Y2019/V39/I10/20

图/表 5

参考文献 58

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研究类型	废水种类	水质参数		原水pH	温度/℃	运行周期/min	去除率/%		文献
研究类型	废水种类	PVA/（mg·L^-1）	COD/（mg·L^-1）	原水pH	温度/℃	运行周期/min	PVA	COD	文献
Fenton类氧化法	实际废水	311~341	3 140~4 504	6.0	24~26	120	—	50.9	〔20〕
电化学氧化法	模拟废水	10	—	3.0	—	150	100	—	〔21〕
臭氧类氧化法	模拟废水	—	185	3.0	—	88	97	—	〔22〕
光催化氧化法	模拟废水	500	—	—	23~27	120	94.4	—	〔23〕
超临界水氧化降解法	模拟废水	—	9 192.16	—	440	40	100	99.03	〔24〕
超声氧化降解法	模拟废水	60	—	5.5	30	140	100	—	〔25〕
硫酸根自由基氧化法	模拟废水	1 000	—	7	25	20	100	—	〔26〕

研究类型	废水种类	水质参数		原水pH	温度/℃	运行周期/min	去除率/%		文献
研究类型	废水种类	PVA/（mg·L^-1）	COD/（mg·L^-1）	原水pH	温度/℃	运行周期/min	PVA	COD	文献
Fenton类氧化法	实际废水	311~341	3 140~4 504	6.0	24~26	120	—	50.9	〔20〕
电化学氧化法	模拟废水	10	—	3.0	—	150	100	—	〔21〕
臭氧类氧化法	模拟废水	—	185	3.0	—	88	97	—	〔22〕
光催化氧化法	模拟废水	500	—	—	23~27	120	94.4	—	〔23〕
超临界水氧化降解法	模拟废水	—	9 192.16	—	440	40	100	99.03	〔24〕
超声氧化降解法	模拟废水	60	—	5.5	30	140	100	—	〔25〕
硫酸根自由基氧化法	模拟废水	1 000	—	7	25	20	100	—	〔26〕

有机体（共生体）	初始PVA质量分数/%	培养周期/d	PVA去除率/%	参考文献
Bacillus subtilis subsp. subtilis DSM10	0.1	2	86.56	〔27〕
Sphingopyxis sp. PVA3	0.1	6	> 90	〔28〕
Pseudomonas O-3	0.5	5~7	≈100	〔29〕
Pseudomonas vesicularis var. povalolyticus PH	0.1	5	> 90	〔30〕
Pseudomonas sp. VM15C（Pseudomonas putida VM15A）	0.5	6	≈100	〔31〕
Sphingomonas sp. SA3（bacterial strain SA2）	0.5	4	> 95	〔32〕
Penicillium sp. WSH02-21	0.5	12	≈100	〔33〕
Alcaligenes faecalis KK314	0.1	3	> 90	〔34〕
Sphingopyxis sp. 113P3	0.5	2	> 90	〔35〕
Pseudomonas sp. strain A-41	0.1	8	100	〔36〕
Bacillus amyloliquefaciens BCRC 11601	0.25	2	—	〔37〕

有机体（共生体）	初始PVA质量分数/%	培养周期/d	PVA去除率/%	参考文献
Bacillus subtilis subsp. subtilis DSM10	0.1	2	86.56	〔27〕
Sphingopyxis sp. PVA3	0.1	6	> 90	〔28〕
Pseudomonas O-3	0.5	5~7	≈100	〔29〕
Pseudomonas vesicularis var. povalolyticus PH	0.1	5	> 90	〔30〕
Pseudomonas sp. VM15C（Pseudomonas putida VM15A）	0.5	6	≈100	〔31〕
Sphingomonas sp. SA3（bacterial strain SA2）	0.5	4	> 95	〔32〕
Penicillium sp. WSH02-21	0.5	12	≈100	〔33〕
Alcaligenes faecalis KK314	0.1	3	> 90	〔34〕
Sphingopyxis sp. 113P3	0.5	2	> 90	〔35〕
Pseudomonas sp. strain A-41	0.1	8	100	〔36〕
Bacillus amyloliquefaciens BCRC 11601	0.25	2	—	〔37〕

方法	处理构筑物	废水种类	水质参数		系统温度/℃	HRT/h	容积负荷/（kgCOD·m^-3·d^-1）	去除率/%		文献
方法	处理构筑物	废水种类	PVA/（mg·L^-1）	COD/（mg·L^-1）	系统温度/℃	HRT/h	容积负荷/（kgCOD·m^-3·d^-1）	PVA	COD	文献
厌氧生物法	厌氧折流板反应器	模拟废水	300	1 200~1 600	32~34	48	0.80	80.00	85.00	〔39〕
	厌氧折流板反应器	模拟废水	—	1 500	32~34	36	0.66	30.00~40.00	75.00	〔40〕
	复合式厌氧折流板反应器	印染废水	3 000	10 000~13 520	31~33	168	0.57	17.20	45.00	〔41〕
	厌氧消化反应器	退浆废水	380	1 100~1 400	34~36	24	0.92	78.00	80.00	〔42〕
水解酸化法	水解酸化反应器	模拟废水	420	900~1 300	—	8	—	—	30.00	〔43〕
	水解酸化反应器	印染废水	500~690	6 800~7 500	32	20	—	—	26.67	〔44〕
	序批式反应器	印染废水	375	1 325	—	24	—	42.30	17.90	〔45〕
好氧生物法	曝气生物滤池	模拟废水	60~70	700~800	20~25	24	0.70	64.36	87.07	〔46〕
	生物接触氧化反应器	印染废水	53~133	800~1 200	20~25	30	—	74.50~81.30	73.50~77.40	〔47〕
	曝气池	退浆废水	—	1 451	—	24	1.22	—	87.83	〔11〕
	好氧膜生物反应器	模拟废水	46~98	176~324	25	9	0.47	≈100	> 90.00	〔48〕

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Discussion on treatment process of wastewater containing PVA

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工艺	废水种类	水质参数		HRT/h		容积负荷/（kgCOD·m^-3·d^-1）	去除率/%		规模	文献
工艺	废水种类	PVA/（mg·L^-1）	COD/（mg·L^-1）	厌氧工段	好氧工段	容积负荷/（kgCOD·m^-3·d^-1）	PVA	COD	规模	文献
厌氧/好氧生物法	模拟废水	3 000	7 500~8 000	—	—	0.86~0.98	—	97.95	小试	〔49〕
厌氧/好氧生物法	印染废水	460	6 800~ 14 000	28	14	2.33~4.80	20.00	69.13	中试	〔44〕
厌氧/好氧生物法	模拟废水	150	942~ 1 058	12	6	0.52	—	82.80	小试	〔50〕
水解酸化/好氧生物法	模拟废水	420	900~ 1 300	20	10	0.86~1.25	—	95.00	小试	〔51〕
水解酸化/好氧生物法	模拟废水	350	900~ 1 300	24	24	0.56~0.81	89.00~99.00	89.00~95.00	小试	〔52〕
水解酸化/好氧生物法	印染废水	53~133	768~ 1 112	15	30	0.23~0.36	73.50~77.40	74.50~81.30	小试	〔47〕

工艺	废水种类	规模/（m³·d^-1）	容积负荷/（kgCOD·m^-3·d^-1）	进水COD/（mg·L^-1）	COD去除率/%		COD总去除率/%	处理成本/（元·t^-1）	文献
工艺	废水种类	规模/（m³·d^-1）	容积负荷/（kgCOD·m^-3·d^-1）	进水COD/（mg·L^-1）	物化法	生物法	COD总去除率/%	处理成本/（元·t^-1）	文献
气浮/水解酸化/好氧/气浮	纺织废水	2 300	1.90~3.33	2 000~3 500	—	—	95.00	2.06	〔53〕
活性污泥法/曝气生物法	PVA生产废水	4 800	0.31~0.32	≤600	—	—	90.00~94.00	1.10~1.30	〔54〕
缺氧/接触氧化/气浮/生物炭吸附法	退浆废水	3 000	1.78	2 580	84.68	75.97	96.30	3.45	〔55〕
混凝气浮/兼氧/接触氧化/氧化法	上浆/退浆废水	120	0.25	3 500	84.29	86.36	> 95.70	—	〔56〕
水解酸化/流化床/氧化法	PVA生产废水	24 000	0.31	500~700	—	82.00~90.00	82.00~90.00	2.00	〔57〕
混凝/兼氧/好氧/气浮	印染废水	1 008	—	1 000~2 100	83.29	88.75	95.00	—	〔58〕

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