申请日20200623
公开(公告)日20201030
IPC分类号C02F1/72; C02F103/30
摘要
本发明涉及一种基于两种自由基复合处理含PVA印染废水的方法，包括将盐酸羟胺及过硫酸盐加入到含PVA印染废水中，加热进行搅拌，待溶液脱色且有固体析出后，减慢搅拌速度，即可。本发明通过盐酸羟胺强化热活化过硫酸盐产生羟基自由基及硫酸根自由基两种自由基，通过自由基引发PVA产生PVA自由基，迅速交联后分子量急剧增加而快速沉淀，同时利用自由基的强氧化性能氧化降解染料污染物，从而使得印染废水中的PVA浓度、COD值及色度有效降低，在显著减少药剂投加量的同时明显强化处理效果。
权利要求书
1.一种基于两种自由基复合处理含PVA印染废水的方法，包括：
将盐酸羟胺及过硫酸盐加入到含PVA印染废水中，加热进行搅拌，待溶液脱色且有固体析出后，减慢搅拌速度，即可;其中，盐酸羟胺的投加量为0.2～2g/L，过硫酸盐的投加量为0.5～3g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含PVA印染废水的pH范围为3～12;所含污染物浓度范围为：聚乙烯醇PVA的浓度为3～10g/L，活性黑5的浓度为0～5g/L，罗丹明B的浓度为0～5g/L，分散蓝60的浓度为0～5g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述加热温度为40～60℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述加热进行搅拌的时间为10～30min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述减慢搅拌速度具体为搅拌速度从150rpm逐步减缓至50rpm。
说明书
一种基于两种自由基复合处理含PVA印染废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，特别涉及一种基于两种自由基复合处理含PVA印染废水的方法。
背景技术
纺织印染工业是我国国民经济的传统支柱产业和重要的民生产业。然而，纺织印染工业的废水排放量很大，是困扰其可持续发展的最大瓶颈。典型的纺织印染废水包括退浆、练漂、丝光、染色、整理等工艺的废水，具有高COD、高色度、难降解等特点。COD排放主要来源于退浆废水，其COD浓度通常可达20000mg/L以上，占印染废水COD总量的70%以上。高色度则主要来源于染色废水的排放，印染所使用的染料约50%左右在染色及漂洗过程中进入废水。
聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，以下简称PVA)具有良好的水溶性、成膜性，对淀粉具有很好的增塑作用，是目前最重要的纺织浆料之一，也是退浆废水的主要组成。目前，含PVA废水的处理存在以下技术难点：(1)含PVA的退浆废水可生化性较差，BOD5/CODCr值通常小于0.1，特殊菌种的驯化培养及活性受废水水质波动较大是生化法处理的技术难题;(2)PVA是带有大量羟基结构的多元醇聚合物，其水溶液有良好的稳定性，传统的絮凝技术难以使其从废水中脱稳沉淀;(3)PVA是典型的高分子聚合物，由膜污染引起的膜渗透通量下降及膜使用寿命缩短为膜处理技术的主要技术瓶颈;(4)常用的1788、1799型PVA聚合度达1700，平均分子量7万以上，采用高级氧化法技术对PVA进行氧化降解处理效率较低，且处理成本较高。另一方面，染料污染物也是典型的难降解有机污染物，虽然处理技术相对成熟，但处理效率仍受水质成分及环境条件影响制约。因此，开发一类能够使PVA从废水中高效分离且同时有效去除染料污染物的技术，使得废水的COD及色度得到明显去除，将有望突破印染废水处理的瓶颈。
自由基连锁聚合反应是利用引发剂产生带有活性中心的引发活性种，目前有相关专利(申请号201910687942.4)指出通过热活化硫酸盐产生硫酸根自由基，利用硫酸根自由基引发废水中的PVA分子交联沉淀，从而使得退浆废水中的PVA浓度和COD值有效降低。然而，此方法所需过硫酸盐4～10g/L，废水处理成本极高，且废水中残余盐浓度较高而对后续生化处理产生不利影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于两种自由基复合处理含PVA印染废水的方法，该方法有效去除含PVA印染废水的COD及色度，在显著减少药剂投加量的同时明显强化处理效果。
本发明提供了一种基于两种自由基复合处理含PVA印染废水的方法，包括：
将盐酸羟胺及过硫酸盐加入到含PVA印染废水中，加热进行搅拌，待溶液脱色且有固体析出后，减慢搅拌速度，使高分子快速聚沉，即可;其中，盐酸羟胺的投加量为0.2～2g/L，过硫酸盐的投加量为0.5～3g/L。
所述含PVA印染废水的pH范围为3～12;所含污染物浓度范围为：聚乙烯醇PVA的浓度为3～10g/L，活性黑5的浓度为0～5g/L，罗丹明B的浓度为0～5g/L，分散蓝60的浓度为0～5g/L。
所述过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或几种。
所述加热温度为40～60℃。
所述加热进行搅拌的时间为10～30min。
所述减慢搅拌速度具体为搅拌速度从150rpm逐步减缓至50rpm。
本发明通过盐酸羟胺强化热活化过硫酸盐产生羟基自由基及硫酸根自由基两种自由基，通过自由基引发PVA产生PVA自由基，迅速交联后分子量急剧增加而快速沉淀，同时利用自由基的强氧化性能氧化降解染料污染物，从而使得印染废水中的PVA浓度、COD值及色度有效降低。
本发明考虑到退浆废水通常温度较高(60℃以上)，选用盐酸羟胺强化热活化法对硫酸盐进行活化，可有效减少药剂投加量及药剂投加过多对后续处理带来的不便。
本发明考虑同步氧化降解染料的需求，选用盐酸羟胺同步强化过硫酸盐热活化，增强硫酸根自由基的产生，同时利用硫酸根自由基与OH-或H2O反应生成的羟基自由基有效交联及氧化降解染料类污染物。
有益效果
本发明利用盐酸羟胺强化过硫酸盐热活化，产生羟基自由基(·OH)及硫酸根自由基(SO4-·)两类自由基，引发PVA分子发生自由基交联，从而聚合得以快速沉降，同时在高效聚沉PVA的同时氧化降解染料污染物;同时实现高分子污染物的聚合沉淀及小分子难降解污染物的氧化降解，过程简单，操作简便，环境友好，能够明显提高印染废水的COD及色度脱除效率，在纺织染整废水处理领域有很大的应用潜力。（发明人李方;马慧婕;沈忱思;章耀鹏）
