聚乙烯醇縮丁醛生產(chǎn)廢水的處理方法

陳曉翔

（阜陽市科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)促進(jìn)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(qiáng)力的結(jié)合力、光學(xué)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(yīng)用在夾層安全玻璃、汽車擋風(fēng)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(yīng)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(jìn)行縮合反應(yīng)，反應(yīng)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(xué)上白腐真菌屬于真菌門，主要為擔(dān)子菌綱，少數(shù)為子囊菌。因其對有機(jī)異生物質(zhì)有很強(qiáng)的分解能力，因而在廢水處理中有廣泛的應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xùn)法將白腐真菌篩選健康菌種，后移植到斜面培養(yǎng)基上進(jìn)行一級擴(kuò)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(jìn)行二級擴(kuò)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(jìn)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(shí)間后，測量上部清液的COD值的變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)需氧量

實(shí)驗(yàn)采用重鉻酸鉀法（CODCr）測定處理前后廢水的CODCr。CODCr去除率計(jì)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(yàn)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(shí)，處理效果最好，CODCr除去率能夠達(dá)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(yàn)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(yàn)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?？紤]廢水處理的成本和出水的水質(zhì)指標(biāo)，應(yīng)以稀釋2倍為宜。

2.5 溫度對CODCr去除率的影響

實(shí)驗(yàn)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(jié)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(jié)果表明，初始階段隨著葡萄糖的增加，COD去除率增加。當(dāng)葡萄糖投入量為4.2 g時(shí)，PVB生產(chǎn)廢水處理效果最佳，CODCr去除率高達(dá)91%。隨后，隨著葡萄糖投入量增大，CODCr去除率急劇下降，因?yàn)閺U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(jié)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(shí)驗(yàn)條件下，白腐真菌處理工藝對 CODCr去除率可達(dá)91%，其處理?xiàng)l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。