聚乙烯醇缩丁醛生产废水的处理方法

2020-07-01陈晓翔

云南化工 2020年6期

陈晓翔

（阜阳市科技创新创业促进中心，安徽阜阳 236000）

聚乙烯醇缩丁醛（PVB）是一种安全环保材料，它具有强力的结合力、光学清晰度高、绝缘性好，具有成膜性和抗冲击性，易黏于各种不同的表面、高韧性和高弹性的树脂，并且耐紫外线、耐水、耐老化、耐低温等综合性能，被广泛应用在夹层安全玻璃、汽车挡风玻璃。

目前，工业化生产PVB为在催化作用下由PVA和正丁醛缩合反应得到，主要生产过程为：将PVA溶解于水中，然后加入低温HCl和正丁醛进行缩合反应，反应完成后经过滤、水洗，干燥等工序，得到产物。其生产过程中产生的废水由于有正丁醛残留，具有刺激性气味，且生物毒性较大。本文研究一种通过白腐真菌处理PVB生产废水的方法［1］。

白腐真菌是一类能使木材呈白色腐朽的丝状真菌。分类学上白腐真菌属于真菌门，主要为担子菌纲，少数为子囊菌。因其对有机异生物质有很强的分解能力，因而在废水处理中有广泛的应用前景［2-3］。

1 材料与方法

1.1 材料来源

PVB废水取自水洗工序排出的废水；白腐真菌菌种为实验室自有。

1.2 白腐真菌活化

将白腐真菌菌种溶解于蒸馏水中，在无菌操作室内（实验前操作室紫外灯照射2 h）用接菌棒涂抹在固态斜面培养基表面，培养2～3d，培养温度为27℃。固态培养基的配制过程为：将300g土豆加入500mL蒸馏水中蒸煮，过滤后得到土豆汁，加水稀释至1L，再加入25g琼脂、5g葡萄糖和1.5g磷酸氢钾，搅拌加热成液态、冷却。

1.3 白腐真菌富集培养

在无菌操作间内，分别取活化的白腐真菌3孔、4孔、5孔（直径为4cm、高度为10cm的空心圆柱体专用取菌器）放入装有100 mL培养液的锥形瓶中摇床培养3天。培养液制作方法为：200 g土豆放入1 L蒸馏水煮汁，过滤得到滤液，加入15 g葡萄糖，2 g磷酸二氢钾、1.5 g硫酸镁调节pH 6.5［4］。

1.4 白腐真菌处理PVB废水

先通过异步培训法将白腐真菌筛选健康菌种，后移植到斜面培养基上进行一级扩大培养2～3 d，使其繁殖茂盛，然后取一定量斜面培养后的白腐真菌置于100 mL配置好的培养液中进行二级扩大培养，3 d后后向振荡容量瓶中加入200 mL PVB生产废液进行处理，继续振荡5 d，该过程温度控制在一定范围内。后取出容量瓶静置一段时间后，测量上部清液的COD值的变化。

2 结果与分析

2.1 化学需氧量

实验采用重铬酸钾法（CODCr）测定处理前后废水的CODCr。CODCr去除率计算公式如下：

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

2.2 pH值对CODCr去除率的影响

图1为白腐真菌处理PVB生产废水过程中，pH值对其处理效果曲线。试验将稀释2倍的PVB生产废水200mL加入菌种数量为4孔富集培养3 d后的振荡培养瓶中，调节处理液的pH值。从图1中可以看出溶液的pH值对废水处理效果影响较大。在处理天数相同的条件下，pH值控制在6时，处理效果最好，CODCr除去率能够达到90%。

图1 pH值对白腐真菌处理PVB废水CODCr去除率的影响

2.3 菌种量对PVB废水CODCr除去率影响

图2为白腐真菌处理PVB生产废水过程中，加入的菌种量对其处理效果曲线。试验将稀释2倍的PVB生产废水200 mL加入菌种数量分别为3孔、4孔、5孔经富集培养3 d后的振荡培养瓶中，调节处理液的pH值为6。从图2中看出，菌种量越大，前期处理PVB废水效果较好，但由于菌种数量过多，对微量元素的需求加大，菌种活性降低，长期来看处理效果不是非常理想，综合考虑，菌种数量以在4孔为宜。

图2 菌种量对白腐真菌处理PVB废水CODCr去除率的影响

2.4 PVB废水稀释倍数对CODCr去除率的影响

图3为白腐真菌处理PVB生产废水过程中，废水稀释倍数对处理效果曲线。

图3 PVB废水稀释倍数对CODCr去除率的影响

试验将未稀释以及2倍、5倍的PVB生产废水200mL分别加入菌种数量分别为4孔经富集培养3天后的振荡培养瓶中，调节处理液的pH值为6。从图3中看出，未经稀释的PVB废水处理效果比稀释2倍和5倍的差。考虑废水处理的成本和出水的水质指标，应以稀释2倍为宜。

2.5 温度对CODCr去除率的影响

实验过程中，将稀释2倍PVB生产废水200 mL加入菌种数量为4孔经富集培养3 d的振荡培养瓶中振荡培养5 d，分别恒温控制在20℃、25℃、30℃、34℃、36℃、40℃，结果表明，温度控制在33～36℃PVB生产废水处理效果最佳。如图4。

图4 温度对CODCr的去除率的影响

2.6 碳源添加量对CODCr去除率的影响

在用白腐真菌处理PVB生产废水的过程中，往往需要投加大量的营养物质来提高降解效果，通常是碳源，加入物质一般为葡萄糖。结果表明，初始阶段随着葡萄糖的增加，COD去除率增加。当葡萄糖投入量为4.2 g时，PVB生产废水处理效果最佳，CODCr去除率高达91%。随后，随着葡萄糖投入量增大，CODCr去除率急剧下降，因为废水中营养元素过剩，PVB生产废水没得到彻底降解。如图5。