CN101148298A

CN101148298A - 一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法

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Publication number: CN101148298A
Application number: CNA2007100706791A
Authority: CN
Inventors: 陈欢林; 范立海; 王树源; 张�林
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2008-03-26

Abstract

本发明公开了一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法，包括：收集碱减量工艺废水经絮凝、预过滤后除去大于10μm的颗粒，再进行超滤，超滤的浓缩液直接排放，超滤的透过液进入纳滤膜组件进行纳滤，纳滤过程中碱减量工艺废水总体积的80～90％透过纳滤膜即为纳滤透过液，碱减量工艺废水总体积的10～20％被纳滤膜截留，即为纳滤浓缩液，向纳滤浓缩液中加入浓硫酸调pH值至2～3，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸后母液进入后续处理。本发明方法的优点在于：(1)回收利用了废液中大部分的NaOH；(2)回收利用了80～90％的水资源；(3)大大降低了酸析工艺中的加酸量；(4)大大降低了析出、沉淀、过滤、脱水的成本。

Description

一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及纺织印染企业的碱减量工艺的废水膜法集成处理回收的方法。

背景技术

纺织印染企业的碱减量技术是近10年来为改善涤纶织物的舒适性、柔软性等服用性能所采取的新生产工艺。由于其生产过程中排放废水的pH值碱性高，COD值高，难以用生化和物化处理，因而严重影响了废水的达标排放。

碱减量废水是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，含有聚酯分解物、溶胀剂、促进剂、表面活性剂等。主要成分为聚酯在热碱作用下水解形成的对苯二甲酸钠、乙二醇等，其中对苯二甲酸钠含量高达40～75％(视碱减量工艺与设备而异)。碱减量废水同时还含有3％～5％的NaOH，其pH值一般＞12。

碱减量工序排放的废水每升中COD可高达数万毫克，此种废水属高浓度难降解有机废水，很难被生物降解。当碱减量废水混入工厂排放废水时，废水水质随碱减量废水的加入量增大而恶化。若碱减量废水的量超过总排放废水的10％时，其COD浓度可由原来的数百mg/L上升到2000～3000mg/L，甚至更高。BOD5也将增大到800mg/L以上，pH值达11.5～12，工厂需采用大量清水来稀释，以到达排入总废水处理厂的要求。这样做不仅浪费水资源，增加处理负荷，还大大增加了废水处理总厂的生化处理的难度，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70％下降到30％左右，甚至更低。因此，开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。

目前大多数工厂未对碱减量废水预处理，直接将其混入工厂排放废水总管网，送往市废水处理总站进行统一处理；少数工厂将浓度较高的碱减量废水采用加酸中和沉淀，污泥煅烧；或回收对苯二甲酸；也有部分工厂将其作为脱硫剂用于本厂烟道气脱硫。

目前一般采用的处理方法有：

1.加酸中和沉淀回收对苯二甲酸法，采用浓或稀硫酸调节高浓度碱减量废水，使废水的pH值达到2～4后，沉淀析出对苯二甲酸，去除对苯二甲酸的碱减量废水再与涤纶仿真丝印染废水中精炼、印染等其他工艺的废水混合，综合废水的pH值一般小于11，COD不超过1400mg/L，在此情况下送入排污管网统一处理。沉淀析出的对苯二甲酸连同污泥排放，或者经压滤脱水等工艺获得对苯二甲酸粗产品；

2.将部分碱减量废水用作脱硫剂，进行锅炉烟气湿法中和脱硫，已有相关研究报道，如碱减量废水的碱度对SO₂吸收效率、吸收容量，脱硫容量与废水pH、COD的浓度关系。

以上两种方法是目前治理碱减量废水的主要途径，处理效果较好，但仍存在以下一些问题：(1)预处理工艺的最佳pH值在3～5的范围内，而碱减量废水pH值为12～14，降低pH值需耗用大量的酸，从而使运行费用提高，有报道每吨废水的处理成本为10元；(2)其中废水中的NaOH被硫酸中和而未回收利用，浪费资源；(3)预处理产生的粗品对苯二甲酸在工业上有回收利用价值，但由于其颗粒微小(颗粒径约为5μm)，沉淀分离较为困难，脱水量大且脱水性差，回收物的成本和质量有待提高；(4)用作脱硫剂仅利用了废水中的残余碱量，根本没有降低有机废水的COD，其后果与直接混入排污总管网相同。该技术路线消耗碱减量废水的用量极其有限(通常设计成与本厂的锅炉供热系统的烟道气湿法脱硫装置)。

发明内容

本发明提供一种成本低，效果好的碱减量废水膜法集成处理回收的方法。

一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法，包括：收集碱减量工艺废水经絮凝、预过滤后除去大于10μm的颗粒，再进行超滤，超滤的浓缩液直接排放，超滤的透过液进入纳滤膜组件进行纳滤(NF)，纳滤过程中碱减量工艺废水总体积的80～90％透过纳滤膜即为纳滤透过液，纳滤透过液是与纳滤前的碱减量工艺废水的NaOH浓度相同的清洁碱液，经添加固碱或液碱调整浓度后，可在碱减量工艺中循环使用，碱减量工艺废水总体积的10～20％被纳滤膜截留，即为纳滤浓缩液，纳滤浓缩液含有聚酯水解物，对苯二甲酸钠、低分子量聚酯、乙二醇等，但是对苯二甲酸钠、低分子量聚酯、乙二醇等的浓度纳滤前的5～10倍，而纳滤浓缩液中NaOH的浓度不变，向纳滤浓缩液加入浓硫酸调pH值至2～3，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸得到对苯二甲酸粗品，母液由于回收利用价值已经不大，可与其它工业废水混合，经生化处理后排入污水管网。

所述的预过滤采用沙滤罐过滤，沙滤罐过滤废水中除去大于10μm的颗粒。

所述的絮凝采用聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子絮凝脱色剂，用量为3ml/L废水。

所述的超滤的压力为0.2～0.3MPa，超滤透过液占总进料的80～90％。

所述的纳滤的压力为0.2～0.3MPa。所述的纳滤透过液经添加固碱或液碱调整浓度后，在碱减量工艺中循环使用。

超滤可以大幅度低废水的浊度(降幅达99％以上)，因而不仅对纳滤过程起了有效的保护作用，而且可以使纳滤处理后酸析得到的对苯二甲酸纯度提高。在不损伤膜的前提下，超滤和纳滤应尽量选择高的流量比。因为只有这样才能使超滤过程中对苯二甲酸盐的损失量降低，同时使纳滤过程中废液的浓缩倍数提高。

本发明方法采用为膜分离集成工艺，对有色与无色碱减量废水均能处理。布料颜色不同，其产生的碱减量废水颜色亦不同。现有技术中从有色碱减量废水中回收得到的对苯二甲酸由于掺杂了颜料，不仅带色而且纯度不高。本发明方法的到的对苯二甲酸纯度高且不带色，其经济价值大大提高。

碱减量废水经过絮凝、预过滤(沙滤)后，大部分悬浮物可以被去除。使用超滤不仅能进一步去处废水中小颗粒杂质，而且起到了保护下一步纳滤操作的作用。超滤出水(透过液)通过纳滤可以使液体里面的对苯二甲酸钠被截留，控制纳滤出水比例可以使对苯二甲酸钠浓缩，同时部分NaOH透过纳滤装置。这样使得在酸析过程中硫酸的加入量减少，处理成本降低。

纳滤装置的透过液主要成分为水、NaOH和乙二醇。乙二醇可以通过膜处理进行回收，而留下的碱液就可以重新用于碱减量生产。

回收得到的对苯二甲酸可以作为化工原料。不同的用途，对对苯二甲酸纯度的要求是不同的。不仅可以生产纯度75％左右的粗对苯二甲酸，而且能生产纯度90％以上的精对苯二甲酸(可以有两种操作方式：1、常规直接酸析得到的对苯二甲酸纯度75％；2、膜法得到的精对苯二甲酸纯度90％以上)。

本发明方法的优点在于：(1)回收利用了废液中大部分的NaOH；(2)回收利用了80～90％的水资源；(3)大大降低了酸析工艺中的加酸量；(4)大大降低了析出、沉淀、过滤、脱水的成本。

本发明方法使废水中的COD去除率达50-70％，从而实现碱减量废水资源化综合回收利用，有效地解决废水达标排放的难题。达到治理污染，改善环境，节约能源，降低成本，实现经济效益和环境效益“双赢”。

具体实施方式

实施例1

常温下，收集无色碱减量工艺废水经沙滤罐预过滤后除去大于10μm的颗粒直接加入浓硫酸调pH值至2，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸得到无色对苯二甲酸粗品。

实施例2

常温下，收集带色碱减量工艺废水经聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子絮凝脱色剂絮凝、沙滤罐预过滤后除去大于10μm的颗粒后加入浓硫酸调pH值至2，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸得到无色对苯二甲酸粗品。

实施例3

常温下，收集带色碱减量工艺废水经聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子絮凝脱色剂絮凝、沙滤罐预过滤后除去大于10μm的颗粒，再进行超滤，超滤压力为0.3MPa，透过液占总进料的90％，超滤的浓缩液直接排放，超滤的透过液进入纳滤膜组件进行纳滤(NF)，操作压力为0.3MPa，纳滤过程中碱减量工艺废水总体积的90％透过纳滤膜即为纳滤透过液，纳滤透过液是与纳滤前的碱减量工艺废水的NaOH浓度相同的清洁碱液，经添加固碱或液碱调整浓度后，可在碱减量工艺用循环使用，碱减量工艺废水总体积的9％被纳滤膜截留，即为纳滤浓缩液，向纳滤浓缩液加入浓硫酸调pH值至2，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸得到无色对苯二甲酸精品。

实施例4

常温下，收集带色碱减量工艺废水经聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子絮凝脱色剂絮凝、沙滤罐预过滤后除去大于10μm的颗粒，再进行超滤，超滤压力为0.2MPa，透过液占总进料的80％，超滤的浓缩液直接排放，超滤的透过液进入纳滤膜组件进行纳滤(NF)，操作压力为0.3MPa，纳滤过程中碱减量工艺废水总体积的90％透过纳滤膜即为纳滤透过液，纳滤透过液是与纳滤前的碱减量工艺废水的NaOH浓度相同的清洁碱液，经添加固碱或液碱调整浓度后，可在碱减量工艺用循环使用，碱减量工艺废水总体积的8％被纳滤膜截留，即为纳滤浓缩液，向纳滤浓缩液加入浓硫酸调pH值至2，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸得到无色对苯二甲酸精品。

Claims

1.一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法，包括：收集碱减量工艺废水经絮凝、预过滤后进行超滤，超滤的浓缩液直接排放，超滤的透过液进入纳滤膜组件进行纳滤，纳滤过程中碱减量工艺废水总体积的80～90％透过纳滤膜即为纳滤透过液，碱减量工艺废水总体积的10～20％被纳滤膜截留，即为纳滤浓缩液，向纳滤浓缩液中加入浓硫酸调pH值至2～3，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸后母液进入后续处理。

2.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征在于：所述的预过滤采用沙滤罐过滤，沙滤罐过滤废水中除去大于10μm的颗粒。

3.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征在于：所述的絮凝为聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子絮凝脱色剂，用量为3ml/L废水。

4.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征在于：所述的超滤的压力为0.2～0.3MPa。

5.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征在于：所述的超滤透过液占总进料的80～90％。

6.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征在于：所述的纳滤的压力为0.2～0.3MPa。

7.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征在于：所述的纳滤透过液经添加固碱或液碱调整浓度后，在碱减量工艺中循环使用。