聚乙烯醇（PVA）是一種水溶性高分子聚合物，具有良好的黏附性、機(jī)械性能和穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于紡織、食品和醫(yī)藥等行業(yè)。但PVA屬于典型的難生物降解高分子物質(zhì)，其廢水COD高，可生化性差，直接排放會嚴(yán)重污染水體。簡要介紹了PVA的生產(chǎn)分布和污染特征；統(tǒng)計(jì)分析了國內(nèi)外關(guān)于含PVA廢水處理的相關(guān)文獻(xiàn)；綜述了含PVA廢水物化、生物及其組合工藝處理的研究現(xiàn)狀；總結(jié)了含PVA廢水處理的典型工程案例；揭示了當(dāng)前工程應(yīng)用中存在的若干問題以及行業(yè)發(fā)展方向。
聚乙烯醇（PVA）作為一種重要的工業(yè)原料，具有良好的物理和化學(xué)性能，被廣泛用于涂料、黏合劑、紙品加工劑、乳化劑、分散劑和薄膜等產(chǎn)品的生產(chǎn)，應(yīng)用范圍遍及紡織、食品、醫(yī)藥、建筑、木材加工、造紙、印刷、農(nóng)業(yè)、鋼鐵、高分子化工等行業(yè)。
近年來，全球尤其是我國紡織行業(yè)、高檔造紙業(yè)、石油開采業(yè)以及汽車工業(yè)和建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，推動了PVA產(chǎn)能的劇增。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年世界PVA總產(chǎn)能為138.0萬t，2013年增至213.3萬t，其中中國約占26.82%。我國PVA行業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展，已成為世界上最大的PVA生產(chǎn)國，2016年我國PVA產(chǎn)能為124.6萬t，約占世界總產(chǎn)能的一半以上。從PVA的行業(yè)需求來看，最大的是聚合助劑和織物漿料生產(chǎn)行業(yè)，分別占38%和20%。預(yù)計(jì)到2020年，我國對PVA的總需求量將高達(dá)約80.0萬t，約占全球總需求量的48.48%。
PVA會對環(huán)境造成污染，不是因?yàn)樗亩拘裕ㄆ浔旧硎菬o毒的），而是因?yàn)槠潆y生物降解。其較大的表面活性會使被污染的水體表面泡沫增多，黏度加大，對水體的復(fù)氧行為極為不利，從而抑制水生生物的呼吸活動。另外，含PVA的廢水排入水體還會促進(jìn)河流、湖泊和海洋沉積物中重金屬的釋放和遷移，增強(qiáng)其活性，引起更嚴(yán)重的環(huán)境問題。
目前，常用的含PVA廢水的處理方法主要包括物化法、生物法及其組合工藝。物化法最早用于含PVA廢水的處理，如化學(xué)凝結(jié)法，迄今已有30余年；2000年以后，絮凝法和高級氧化技術(shù)相繼一度成為研究熱點(diǎn)；近年來，膜分離技術(shù)在處理含PVA廢水方面開始嶄露頭角。隨著人們對物化法的縱深研究，其所帶來的高成本和二次污染等問題日益凸顯。為此，許多研究人員開始聚焦于含PVA廢水的生物法處理及組合工藝處理，尤其從2005年之后逐漸成為研究熱點(diǎn)。筆者基于國內(nèi)外文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，較為系統(tǒng)地綜述了含PVA廢水的處理現(xiàn)狀；同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)有工程案例運(yùn)行情況，探討了含PVA廢水處理工藝可能存在的問題和未來發(fā)展趨勢。
應(yīng)用現(xiàn)狀
現(xiàn)有工程應(yīng)用中多采用物化法+生物法耦合工藝處理含PVA廢水，其中物化法主要以氣浮和混凝居多，常用于預(yù)處理或深度處理；生物法主要采用厭氧生物法或水解酸化法與好氧生物法的組合工藝。含PVA廢水處理工程應(yīng)用案例見表5。
含PVA廢水處理工程應(yīng)用案例
由表可知，有些處理規(guī)模高達(dá)24000m3/d。當(dāng)進(jìn)水COD為500~3500mg/L時(shí)，物化法處理單元的COD去除率為83.29%~84.68%，生物法處理單元的COD去除率為75.97%~90.00%，COD總?cè)コ士蛇_(dá)82.00%~96.30%。
對于含PVA廢水的處理，物化法中絮凝法和化學(xué)凝結(jié)法建設(shè)投資及能耗費(fèi)用相對較低，且操作簡單，PVA漿料可回收利用，但需消耗大量化學(xué)試劑并產(chǎn)生大量污泥；膜分離技術(shù)操作簡便，不需要投加化學(xué)試劑，但存在膜污染、投資和運(yùn)行費(fèi)用較高等問題；高級氧化法PVA去除率高且反應(yīng)周期短，但運(yùn)行費(fèi)用較高，操作難度較大，致使相關(guān)工程案例并不多見。生物法中高效降解菌生物降解法高效且環(huán)保，但技術(shù)欠成熟；厭氧生物法、水解酸化法和好氧生物法對含PVA廢水的處理具有一定的效果，是值得推廣的綠色技術(shù)。
迄今已有不少采用物化+生物組合工藝處理含PVA廢水的工程案例，但由于PVA可生化性極差，經(jīng)現(xiàn)有物化+生物組合工藝處理后的出水COD仍難達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）的一級排放標(biāo)準(zhǔn)要求，出水中PVA可能占比較大。因此，未來應(yīng)著重分析出水COD中PVA的貢獻(xiàn)率，并引入PVA降解菌，篩選高效PVA降解菌株，改造修飾菌株基因，構(gòu)建高表達(dá)菌株，研制組配降解率高的混合菌菌劑，同時(shí)優(yōu)化現(xiàn)有工藝組合，提升工藝效能，最終實(shí)現(xiàn)含PVA廢水的達(dá)標(biāo)排放。此外，值得一提的是，目前針對含PVA廢水處理的研究與應(yīng)用多集中于紡織行業(yè)，今后宜著力加強(qiáng)對該行業(yè)含PVA廢水處理技術(shù)的研發(fā)，充分發(fā)揮行業(yè)引領(lǐng)作用。