混凝沉淀法水中的聚乙烯醇除单纯用铝盐等混凝沉降外,若采用其它化学沉淀法配合则效 果更佳加入-些无机盐可以促进聚乙烯醇的沉淀在含聚乙烯醇的废水中加 入5〜15%的硫酸钠可以析出聚乙烯醇例如含5克/升的聚乙烯醇的废水中 加入8%的硫酸钠,出水的COD值可降低到91毫克/升[1]用国产的九种无机及有机絮凝剂进行含聚乙烯醇废水处理的研宄,发现聚 合硫酸铝的效果较好,当废水进水PH为6.0〜7.0时,聚合硫酸铝的投加量最 少,约190毫克/升,COD的去除率〉90%[2]铝盐或铝酸盐也是良好的混凝沉淀剂,有时吋在混凝助剂的配合卜使用更 为有效,例如废水中含有聚乙烯醇及羧甲基纤维素(CMC戸COD为470毫克 /升),可用膨润土 3000毫克/升,硫酸铝200毫克/升,在20C搅拌20分 钟,滤液的COD值可降低到43毫克/升[3];也可用来处理含有羧基的聚乙烯 醇的废水,如废水中含奋聚乙烯醇600毫克/升(幾基含量为2.5%摩尔),pH 7.0, COD 800毫克/升,在15"C加入300毫兑/升的硫酸铝及2%的粘土, COD值可降低到90毫克/升[4]贪有内酯环的聚乙烯醇衍生物,也可与铝盐 (如硫酸铝、氯化铝及醋酸铝等)在pHS6.5时,可有效地去除COD值[5]。
铝酸钠则可与氢氧化钙共用如含1000毫克/升聚乙烯醇的废水,在 pH 6.8吋用0.2克/100毫升废水的氢氧化钙及250〜1500毫克/升的铝酸 钠处理,聚乙烯醇的去除率可达84.1〜100%[6]对含1000毫克/升的聚乙 烯醇及500毫克/升的可溶性淀粉,则氯氧化钙的用量应增至0.4克/100毫 升废水,铝酸钠的用量为500〜1750毫克/升,则聚乙烯醇及COD的去除率 为99.2〜100%及98.4〜98.9%[7]含染料及聚乙烯醇的废水可用氯化镁处理, 用量为染料的三倍摩尔比及聚乙烯醇的0.1〜3摩尔比,调整pH至10,以去 除染料及聚乙烯醇如某废水中含有染料Nippon Oragne R 5毫克/升、 Sumikaron Yellow 6G(分散染料)20 毫克 / 升,Reactofil Turquoise Blue GL 5 毫克/升及改性聚乙烯醇500毫克/升,与500毫克/升的氯化镁混合,再 用氢氧化钠处理使pH为12,并过滤,则透光率可提高到93% (以蒸馏水为 100%)[8]在用三氯化钛处理含聚乙烯醇废水时,pH应控制在大于7如将150毫克 /升10%的三氯化钛溶液加到10升废水中(COD 253毫克/升,聚乙烯醇 500毫克/升),再用氢氧化钠使pH为7.2,得紫色絮体,上清液COD为29 毫克/升,若改用1500毫克/升的硫酸铝进行处理,则COD值为225毫克 / 升[9]。
聚乙烯醇还可用水玻璃[10]或铜盐处理[11][12][13]如聚乙烯醇或淀粉废水可加入水溶性铜盐及钙盐,,加入盐前或后的pH最 好调整至大于7如以1摩尔聚乙烯醇加0.2摩尔/升的硫酸铜及0.25摩尔 /升的氯化铜加到废水(COD 4500毫克/升)中,其中含聚乙烯醇(dp 1700) 0.5% (质量),pH用氢氧化钠调节到12.6,除去沉淀后,废水的COD值为24 毫克/升也可分二步进行,如废水中含COD 860毫克/升,其中含0.1% 聚乙烯醇,加入硫酸铜,使硫酸铜/聚乙烯醇(摩尔)=0.05:1〜0.25:1,用氢氧化 钠将pH调整至9,再加入200毫克/升的硫酸铝,pH再调节至大于8,于 25C下放置60分钊|,COD去除率为95.3%,絮体沉降速率为8.9米/小时使用高分子絮凝剂可以促进铜盐对聚乙烯醇的去除能力如含聚乙烯醇废 水(COD 500毫克/升),在pH 8时用1000毫克/升的五水硫酸铜处理,加 入阴离子型的高分子絮凝剂Kurifloc 322 2毫克/升,上述1升处理液中再加 A 50毫克/升的聚乙烯亚胺及碎纸浆,在66千帕压力下,很容易地过滤而 取得处理液有相当多的文献报道利用硼酸来去除聚乙烯醇。
例如可以利用BO33-及 Ca ++以去除之如可将0.5份氢氧化钙加到100份1%的聚乙烯醇溶液中, 使pH调整到12,将250份含45份H3BO3的溶液及5份氢氧化钙在 100分水中的溶液加入,使聚乙烯醇-硼酸盐的复合物析出,COD为19500 毫克/升,沉淀后为650毫克/升,去除率达97%[14]聚乙烯醇废水可以用硫酸酸化,再加入过硫酸盐,如过硫酸铵,并加热到 70C,聚乙烯醇即成为水不溶物质而被去除[15]废水中的聚乙烯醇可加入硼酸,氢氧化钙,铁盐及阳离子有机絮凝剂,如聚 合二烯丙其二甲基氯化铵而去除[16】含聚乙烯酸醋酸酯的废水可用在不同捕集剂(如伯胺盐,毗啶季铵盐,烷基 三甲基铵盐,烷基苄基二甲基胺盐)的存在下进行离子气浮法处理,其处理效果 常与捕集剂中烷基的碳链长度有关,当使用4〜5毫克/升的含C16〜18烷基 的捕集剂时,聚乙烯醇醋酸酯的去除率可达65〜80%,而碳链长度为C12〜15或C19〜20时,其去除率将有所下降[17]50毫克/升的聚乙烯醇(d.p. 2000,皂化度78〜82)可用气浮法处理,去 除率为50%,当用2%磷酸,3%硫酸钠或13%氯化钠溶液可有95%的聚乙烯 醇的去除率[18]。
阳离子表面活性剂可用聚乙烯醇醋酸酯作为试剂进行气浮而去除之[19]纤维工业中废水的水合聚乙烯醇可加入过磷酸或过硫酸盐再加热到〜95C, 用氢氧化钠中和,经离心后,即可被去除[20]聚乙烯醇废水可在硫酸酸性条件下用过硫酸处理,再经碱中和后,通过加入 硼化合物而将沉淀去除而得到处理[21]废水中的聚乙烯醇可加入硼酸盐及硫酸钙和硫酸镁,再进行过滤,可使聚乙 烯醇得到去除[22J在更多的情况下,硼酸是与硫酸盐一起共用的如含有0.8%聚乙烯醇的 废水加入0.12%的硼砂及0.9%的硫酸钠,调整pH至9,过滤后取出上 清液,沉淀为聚乙烯醇-硼酸的复合物,出水中含硼砂0.05%[23]也有以0.9 摩尔硫酸钠/摩尔聚乙烯醇及0.02摩尔硼砂加到1%的聚乙烯醇废水中,聚乙 烯醇的去除率为96.6%此法也用于编织、造纸及粘结剂工业的废水处理[24】[25】[26】在另一例中,将8份20%的硫酸钠溶液及2份3%的硼酸溶液加到 100份1%的聚乙烯醇中,用氢氧化钠将pH调整到9,加入0.4份粉状硫酸 钠,经过滤后可去除98%的聚乙烯醇[27]或在1000毫升含7500毫克/升 聚乙烯醇的废水中加入80毫升含1.5%的硫酸钠及0.1%的硼砂的溶液,经 过15〜20分钟后可回收95%的聚乙烯醇,过滤后COD降为450毫克/升, 如只用一种药剂,则分离是不完全的[28]。
当废水中含PVA6〜7克/升,pH为8〜9,温度在50C左右,投加硫酸 钠5〜10克/升,硼酸0.5〜0.8克/升,可回收85%以上的聚乙烯醇并去除 75% 以上的 COD[29]在使用硼酸/硫酸钠系统时,有时还加入其它组份以提高其处理能力如含 聚乙烯醇废水中除加入上述硼酸/硫酸钠系统外,再加入氢氧化钙及氯化钙,在 pH 7吋可冋收100%的聚乙烯醇[30]如果加入二氧化硅,再•用活性炭处理, COD可从68900毫克/升降低到1600毫克/升[31]在处理聚乙烯醇废水时,可先在废水中加入硼酸及周期表上I、II族或铵盐 或铝盐,再通入空气以去除之如在1000毫克/升废水中含有聚乙烯醇7500 毫克/升(平均dp 1700,皂化度881)加入80毫升含有1.5%的硫酸钠及 0.1%的硼酸溶液,再通入空气,即有94%的聚乙烯醇成微小颗粒浮上过滤 后COD值为450毫克/升也可用硼酸/硫酸铵/石灰系统来处理含聚乙烯醇 废水[32][33]配合硼酸处理含聚乙烯醇废水的药剂还有磷酸或碳酸的酸性盐[34]、硫酸铵 及碳酸钠[35]另外在加入硼砂/硫酸钠前,加入乙酰丙酮的镍盐、钴盐或钯盐, 可以改善其沉淀性能[36]。
也可先用甲醛处理,再在酸的存在下,80〜100C与硼 砂作用,并在pH 8〜10下进行沉淀而把聚乙烯醇从水中去除[37J丹宁酸对结合无机混凝剂有效地从废水中去除聚乙烯醇例如禽200毫 克/升的聚乙烯醇废水,加入250毫克/升的乃宁酸及600毫克/升的硫酸 铝,废水中除聚乙烯醇外尚有钛氯化物1000毫克/升,三聚铽胺初聚物30毫 克/升,氯化铵2毫克/升,Na4P2O5 0.3 18毫克/升及COD 265毫克/ 升当再加入1毫克/升的高分子絮凝剂后,上清液COD降低较大,如果只 用硫酸铝则COD只能降低到247毫克/升[38]若在含1000毫克/升的聚乙 烯醇的废水中,加入2000毫克/升的乃宁及4000毫克/升的硫酸,铝并将 pH调整至6.0,则聚乙烯醇的去除率为98.7%[39]o含聚乙烯醇的废水还可用高分子絮凝剂以去除之例如稀的聚乙烯醇 (0.05〜0.5%戚水可用含酸酸基的聚合物来去除之[40】聚乙烯醇/絮凝剂的摩尔 比为1:2,加热到40〜60C,攮和10〜20毫克/升的聚丙烯酰胺沉淀所得 沉淀物可溶于氢氧化钠,作为粘合剂用[41]在生产聚苯乙烯废水中含有的聚乙烯醇可先用甲基丙烯酸或其钠盐、或甲 基丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯的共聚物或苯乙烯与马来酸酐的共聚物来处理,然 后再进行生化处理。
在使用等摩尔比的含羧酸基团的絮凝剂时,温度控制在 60C,并用硫酸使pH调整为3, COD可去除86〜91%,部份乙酰化的聚乙烯 醇减少76〜82%,红外吸收减少98〜99%其去除原理是聚乙烯醇及其乙酰 化物与这些絮凝剂形成氢键缔合其缔合反应在pH 2.5时瞬间即可完成,pH 3.5时约需1小时,在pH 4.0〜4.5时,要数小时才能完成缔合过程[42]含PVA的废水可将pH调整到3.5〜6.5,加入0.1〜400重量%(以 PVA为基准)的聚甲基丙烯酸以絮凝沉淀去除之[43】在含有甲醛的聚乙烯醇的废水中,可先将pH调整至不大于1,加入尿素, 使之形成尿素-甲醛-聚乙烯醇树脂,然后进行沉淀去除之[44]吸附法聚乙烯醇可用活性炭吸附处理,其吸附特性符合Freundlich等温吸附线 [45][46],但有很多报道是用无机吸附剂及天然粘土等来处理的聚乙烯醇可用膨润土吸附去除,如将1.5千克的膨润土加到1000升的含 聚乙烯醇废水中,其中含COD 467毫克/升,BOD为312毫克/升,pH 6.8,搅拌5分钟后,调节pH为7,废水经过过滤,COD值可降至44毫克/ 升也可加入酸性粘土、活性粘土、硅藻土等来处理,加入量为废水的0.5〜 3%。
如250克酸性粘土(含二氧化硅70%,三氧化二铝15%及三氧化二铁 3%)加到25升废水中(COD 100毫克/升),在25〜30C搅拌10分钟,经沉 降后,上清液的COD为10毫克/升也可用聚合物(如聚乙烯)和细粘土粉组 成的试剂来处理[47],不同dp的聚乙烯醇的吸附速率也是不一致的,用酸性粘土 时,dp为500的聚乙烯醇其吸附速率要比dp为2000的快2〜3倍吸附在 最初的10分钟内极快,但要达到完全平衡则需要24小时,pH在2〜12之间 时对吸附的影响甚微硫酸铝、阳离子絮凝剂或硫酸铝加上非离子絮凝剂可在 处理后用来分离粘土 [48]聚乙烯醇或淀粉可用铝酸钙及氧化钙的混合物来处理例如将99.08克氢 氧化钙及38.25克的氢氧化铝混合,在1300C及空气存在下加热60分钟, 所得的吸附剂可用来吸附聚乙烯醇若300毫升貪500毫克/升聚乙烯醇的 废水,加入0.5克上述吸附剂,则可去除88%的聚乙烯醇[49]氧化钙勾三氧 化::铝间的质量比以40:600〜85:15为宫.在上例的吸附剂氧化钙/三氧化二 铝其质量比为3:1,吸附剂应先加工到80〜120目睹能使用[50]。