聚乙烯醇縮丁醛生產廢水的處理方法

陳曉翔

（阜陽市科技創新創業促進中心，安徽 阜陽 236000）

聚乙烯醇縮丁醛（PVB）是一種安全環保材料，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，工業化生產PVB為在催化作用下由PVA和正丁醛縮合反應得到，主要生產過程為：將PVA溶解于水中，然后加入低溫HCl和正丁醛進行縮合反應，反應完成后經過濾、水洗，干燥等工序，得到產物。其生產過程中產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，少數為子囊菌。因其對有機異生物質有很強的分解能力，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（實驗前操作室紫外燈照射2 h）用接菌棒涂抹在固態斜面培養基表面，培養2～3d，培養溫度為27℃。固態培養基的配制過程為：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、冷卻。

1.3 白腐真菌富集培養

在無菌操作間內，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培養液的錐形瓶中搖床培養3天。培養液制作方法為：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硫酸鎂調節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，后移植到斜面培養基上進行一級擴大培養2～3 d，使其繁殖茂盛，然后取一定量斜面培養后的白腐真菌置于100 mL配置好的培養液中進行二級擴大培養，3 d后后向振蕩容量瓶中加入200 mL PVB生產廢液進行處理，繼續振蕩5 d，該過程溫度控制在一定范圍內。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生產廢水200mL加入菌種數量為4孔富集培養3 d后的振蕩培養瓶中，調節處理液的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生產廢水200 mL加入菌種數量分別為3孔、4孔、5孔經富集培養3 d后的振蕩培養瓶中，調節處理液的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廢水稀釋倍數對CODCr去除率的影響

圖3為白腐真菌處理PVB生產廢水過程中，廢水稀釋倍數對處理效果曲線。

圖3 PVB廢水稀釋倍數對CODCr去除率的影響

試驗將未稀釋以及2倍、5倍的PVB生產廢水200mL分別加入菌種數量分別為4孔經富集培養3天后的振蕩培養瓶中，調節處理液的pH值為6。從圖3中看出，未經稀釋的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生產廢水200 mL加入菌種數量為4孔經富集培養3 d的振蕩培養瓶中振蕩培養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生產廢水的過程中，往往需要投加大量的營養物質來提高降解效果，通常是碳源，加入物質一般為葡萄糖。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，因為廢水中營養元素過剩，PVB生產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生產廢水稀釋2倍、恒溫控制在33～36℃、白腐真菌培養天數為3 d、葡萄糖加入量為3.8 g。