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        聚乙烯醇縮丁醛生產(chǎn)廢水的處理方法

        2020-07-01 03:38:50陳曉翔
        云南化工 2020年6期
        關鍵詞:丁醛生產(chǎn)廢水廢水處理

        陳曉翔

        (阜陽市科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)促進中心,安徽 阜陽 236000)

        聚乙烯醇縮丁醛(PVB)是一種安全環(huán)保材料,它具有強力的結合力、光學清晰度高、絕緣性好,具有成膜性和抗沖擊性,易黏于各種不同的表面、高韌性和高彈性的樹脂,并且耐紫外線、耐水、耐老化、耐低溫等綜合性能,被廣泛應用在夾層安全玻璃、汽車擋風玻璃。

        目前,工業(yè)化生產(chǎn)PVB為在催化作用下由PVA和正丁醛縮合反應得到,主要生產(chǎn)過程為:將PVA溶解于水中,然后加入低溫HCl和正丁醛進行縮合反應,反應完成后經(jīng)過濾、水洗,干燥等工序,得到產(chǎn)物。其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水由于有正丁醛殘留,具有刺激性氣味,且生物毒性較大。本文研究一種通過白腐真菌處理PVB生產(chǎn)廢水的方法[1]。

        白腐真菌是一類能使木材呈白色腐朽的絲狀真菌。分類學上白腐真菌屬于真菌門,主要為擔子菌綱,少數(shù)為子囊菌。因其對有機異生物質(zhì)有很強的分解能力,因而在廢水處理中有廣泛的應用前景[2-3]。

        1 材料與方法

        1.1 材料來源

        PVB廢水取自水洗工序排出的廢水;白腐真菌菌種為實驗室自有。

        1.2 白腐真菌活化

        將白腐真菌菌種溶解于蒸餾水中,在無菌操作室內(nèi)(實驗前操作室紫外燈照射2 h)用接菌棒涂抹在固態(tài)斜面培養(yǎng)基表面,培養(yǎng)2~3d,培養(yǎng)溫度為27℃。固態(tài)培養(yǎng)基的配制過程為:將300g土豆加入500mL蒸餾水中蒸煮,過濾后得到土豆汁,加水稀釋至1L,再加入25g瓊脂、5g葡萄糖和1.5g磷酸氫鉀,攪拌加熱成液態(tài)、冷卻。

        1.3 白腐真菌富集培養(yǎng)

        在無菌操作間內(nèi),分別取活化的白腐真菌3孔、4孔、5孔(直徑為4cm、高度為10cm的空心圓柱體專用取菌器)放入裝有100 mL培養(yǎng)液的錐形瓶中搖床培養(yǎng)3天。培養(yǎng)液制作方法為:200 g土豆放入1 L蒸餾水煮汁,過濾得到濾液,加入15 g葡萄糖,2 g磷酸二氫鉀、1.5 g硫酸鎂調(diào)節(jié)pH 6.5[4]。

        1.4 白腐真菌處理PVB廢水

        先通過異步培訓法將白腐真菌篩選健康菌種,后移植到斜面培養(yǎng)基上進行一級擴大培養(yǎng)2~3 d,使其繁殖茂盛,然后取一定量斜面培養(yǎng)后的白腐真菌置于100 mL配置好的培養(yǎng)液中進行二級擴大培養(yǎng),3 d后后向振蕩容量瓶中加入200 mL PVB生產(chǎn)廢液進行處理,繼續(xù)振蕩5 d,該過程溫度控制在一定范圍內(nèi)。后取出容量瓶靜置一段時間后,測量上部清液的COD值的變化。

        2 結果與分析

        2.1 化學需氧量

        實驗采用重鉻酸鉀法(CODCr)測定處理前后廢水的CODCr。CODCr去除率計算公式如下:

        CODCr去除率 =[(處理前 CODCr-處理后CODCr)/處理前 CODCr]×100%

        2.2 pH值對CODCr去除率的影響

        圖1為白腐真菌處理PVB生產(chǎn)廢水過程中,pH值對其處理效果曲線。試驗將稀釋2倍的PVB生產(chǎn)廢水200mL加入菌種數(shù)量為4孔富集培養(yǎng)3 d后的振蕩培養(yǎng)瓶中,調(diào)節(jié)處理液的pH值。從圖1中可以看出溶液的pH值對廢水處理效果影響較大。在處理天數(shù)相同的條件下,pH值控制在6時,處理效果最好,CODCr除去率能夠達到90%。

        圖1 pH值對白腐真菌處理PVB廢水CODCr去除率的影響

        2.3 菌種量對PVB廢水CODCr除去率影響

        圖2為白腐真菌處理PVB生產(chǎn)廢水過程中,加入的菌種量對其處理效果曲線。試驗將稀釋2倍的PVB生產(chǎn)廢水200 mL加入菌種數(shù)量分別為3孔、4孔、5孔經(jīng)富集培養(yǎng)3 d后的振蕩培養(yǎng)瓶中,調(diào)節(jié)處理液的pH值為6。從圖2中看出,菌種量越大,前期處理PVB廢水效果較好,但由于菌種數(shù)量過多,對微量元素的需求加大,菌種活性降低,長期來看處理效果不是非常理想,綜合考慮,菌種數(shù)量以在4孔為宜。

        圖2 菌種量對白腐真菌處理PVB廢水CODCr去除率的影響

        2.4 PVB廢水稀釋倍數(shù)對CODCr去除率的影響

        圖3為白腐真菌處理PVB生產(chǎn)廢水過程中,廢水稀釋倍數(shù)對處理效果曲線。

        圖3 PVB廢水稀釋倍數(shù)對CODCr去除率的影響

        試驗將未稀釋以及2倍、5倍的PVB生產(chǎn)廢水200mL分別加入菌種數(shù)量分別為4孔經(jīng)富集培養(yǎng)3天后的振蕩培養(yǎng)瓶中,調(diào)節(jié)處理液的pH值為6。從圖3中看出,未經(jīng)稀釋的PVB廢水處理效果比稀釋2倍和5倍的差。考慮廢水處理的成本和出水的水質(zhì)指標,應以稀釋2倍為宜。

        2.5 溫度對CODCr去除率的影響

        實驗過程中,將稀釋2倍PVB生產(chǎn)廢水200 mL加入菌種數(shù)量為4孔經(jīng)富集培養(yǎng)3 d的振蕩培養(yǎng)瓶中振蕩培養(yǎng)5 d,分別恒溫控制在20℃、25℃、30℃、34℃、36℃、40℃,結果表明,溫度控制在33~36℃PVB生產(chǎn)廢水處理效果最佳。如圖4。

        圖4 溫度對CODCr的去除率的影響

        2.6 碳源添加量對CODCr去除率的影響

        在用白腐真菌處理PVB生產(chǎn)廢水的過程中,往往需要投加大量的營養(yǎng)物質(zhì)來提高降解效果,通常是碳源,加入物質(zhì)一般為葡萄糖。結果表明,初始階段隨著葡萄糖的增加,COD去除率增加。當葡萄糖投入量為4.2 g時,PVB生產(chǎn)廢水處理效果最佳,CODCr去除率高達91%。隨后,隨著葡萄糖投入量增大,CODCr去除率急劇下降,因為廢水中營養(yǎng)元素過剩,PVB生產(chǎn)廢水沒得到徹底降解。如圖5。

        圖5 碳源添加量對CODCr去除率的影響

        3 結論

        研究表明,馴化后的白腐真菌對難降解的PVB生產(chǎn)廢水有良好的生化降解性能。在最佳的實驗條件下,白腐真菌處理工藝對 CODCr去除率可達91%,其處理條件為:PVB生產(chǎn)廢水稀釋2倍、恒溫控制在33~36℃、白腐真菌培養(yǎng)天數(shù)為3 d、葡萄糖加入量為3.8 g。

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