CN102219327B

CN102219327B - 一种己内酰胺废水的膜法处理工艺

Info

Publication number: CN102219327B
Application number: CN 201110119504
Authority: CN
Inventors: 刘久清
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: CN102219327A

Abstract

本发明公开了一种己内酰胺生产废水的膜法处理工艺。其技术方案是：己内酰胺废水首先经过混凝-砂滤系统除去废水中的悬浮物、SS等；然后经纳滤和反渗透系统截留废水中金属离子、有机物等大部分污染物，透析液即可达到回用水质标准。该工艺具有资源消耗低、环境污染少、经济效益好等优势。

Description

一种己内酰胺废水的膜法处理工艺

技术领域

本发明涉及化工领域生产废水的处理，具体涉及己内酰胺废水的处理方法。

背景技术

己内酰胺是合成尼龙-6纤维和尼龙-6工程塑料的单体，在聚合材料领域应用广泛。而己内酰胺的生产过程中消耗大量的淡水资源，同时排出大量废水，且废水成分复杂，需经过严格的废水处理方可排放，否则会对环境构成威胁。目前，由于处理工艺繁琐或成本太高，很多己内酰胺生产废水只是经过简单处理后就直接排放，致使环境污染和水资源浪费问题越来越严重。

目前，国内、外的己内酰胺废水处理以蒸发焚烧和生化法为主，有的还将化学法与之串联。传统的蒸发焚烧法由于能耗巨大，在市场经济大环境下，耗能大户都必须寻找方法改进工艺，降低能耗，节约成本，增强市场竞争力，方可在市场经济浪潮中存活；生化法如A/O法，具有废水停留时间长，处理效率不高，同时对于含氮浓度较高的有机废水处理难度很大，对废水水质的适应性不强；也有将A/O法与膜法结合的，即目前研究也较多的膜生物反应器(MBR)，其主要将膜组件浸没在生化池中达到截留活性污泥的目的，但存在膜污染严重、操作条件苛刻等缺点，同时不利于膜集成技术的发展，对废水中某些特殊杂质含量要求也较高。中国专利公开号CN101767860A公开了一种己内酰胺精制残液回收工艺，其特征是将残液与氧化剂以一定的配比混合后，在一定条件下氧化反应一段时间后进行萃取，再将含己内酰胺的有机萃取相反萃取达到回收己内酰胺的目的。此法虽能回收己内酰胺，但是萃取后的水相中仍含有大量污染杂质，需进一步处理方可达到排放标准。

因此，开发全新的处理工艺迫在眉睫。膜技术近年来已经成为一种新型的高效分离技术，是多学科交叉的产物，具有很多传统方法不可比拟的优势。采用膜技术处理废水不仅能回用大量水资源，同时处理成本也大大降低，带来巨大的经济效益。事实上，目前膜技术已广泛应用于污水的净化，包括纯水的制备、城市生活污水的处理等。但己内酰胺生产废水量大且杂质含量复杂，如果采用现有的单一膜组件系统来处理，很难在提高处理效率的同时保证出水水质。因为单一的纳滤膜虽然通量较大，但出水水质不能跟反渗透膜相比；而单一的反渗透膜水质虽然较高，但膜通量太小，处理效率不高。因此，本发明采用将砂滤、纳滤和反渗透集成，主要解决各组件之间的衔接问题，达到技术之间的无缝对接。

发明内容

本发明的目的在于针对现有处理己内酰胺废水的工艺存在的不足，提供一种节能环保的己内酰胺废水处理工艺。

一种己内酰胺废水的膜法处理工艺，包括如下步骤：

1).混凝-砂滤过滤：向己内酰胺废水中加入絮凝剂，使其中的悬浮物质絮凝沉积；将混凝后的废水通向砂滤罐，滤去其中的大颗粒悬浮物及胶体物；

2).纳滤过滤：将上述砂滤滤液通向纳滤膜，截留大分子量的有机物；

3).反渗透浓缩：将通过纳滤膜后得到的透析液通向反渗透膜，截留废水中的杂质离子；透过液则进行回用或者直接排放。

步骤1)的过程中加入的絮凝剂是PAM或聚铝；絮凝剂的加入的量为5-30ml/L己内酰胺废水。

步骤1)中的砂滤罐布料的粒径从上至下逐渐递减，颗粒的粒径范围为3-8mm。

步骤2)中所用纳滤膜的孔径不小于1nm；纳滤操作条件为：操作温度为20-40℃，压力为1.0-3.0MPa。

步骤3)中反渗透膜孔径0.1nm～1nm；反渗透的操作条件为：操作温度为20-40℃，压力为1.0-2.5MPa。

所述的纳滤膜和反渗透膜的膜组件的材料为有机高分子，其中膜面材料为纤维素衍生物类、聚砜类或和聚酰胺类，膜面支撑材料为聚酯类或聚烯烃类。

所述纳滤膜和反渗透膜为板式膜、卷式膜或管式膜。

经过上述处理之后，透过膜的渗透液中COD小于300mg/L，悬浮物SS含量几乎为零，可以直接返回生产工艺中作为生产用水，成功实现回用；而没有透过膜的浓缩液则可返回生化池处理。

对于己内酰胺废水的处理，最常见的方法是生化法，不同水质的废水处理成本各不相同，平均为9元/吨；若采用膜技术代替目前的生化法，扣除设备的折旧费，折算后的处理费用仍可节约1～2元/吨，对于大型的己内酰胺生产厂家，每天排放大量的废水，采用膜技术将大大节约处理成本。

本发明将高效的膜分离技术与传统的低成本物化方法结合，形成对己内酰胺废水拟采用预处理+纳滤+反渗透两级膜过程代替生化装置对己内酰胺废水进行处理的新工艺，新工艺具备处理高效率、环保节能和低成本等优点。在国家节能减排政策的影响下，此工艺的发展前景非常乐观。

附图说明

图1为本发明所述工艺的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明，而不会限制本发明。

实施例1：

向(30升)己内酰胺废水加入絮凝剂(PAC)后通过砂滤系统，滤液28升进入膜通量为16LMH的卷式纳滤(纳滤膜孔径1nm)系统，控制纳滤系统的操作温度为40℃，压力为3.0MPa；滤出液再在温度为40℃，压力为2.5MPa的条件下经过反渗透膜(反渗透膜孔径0.1nm)系统。

最终得到浓缩液(16升)，返回生化池继续处理；得到渗透液(14升)，COD小于30mg/L，可直接作为工业用水回用。

实施例2：

向(30升)己内酰胺废水加入絮凝剂(PAM)后通过砂滤系统，滤液(28升)进入膜通量为13LMH的平板膜纳滤(纳滤膜孔径1nm)系统，控制纳滤系统的操作温度为20℃，压力为1.0MPa；滤出液再在温度为20℃，压力为1.0MPa的条件下经过膜通量为9LMH的平板膜反渗透(反渗透膜孔径0.1nm)系统。

最终得到浓缩液(17升)，返回生化池继续处理；得到渗透液(13升)，COD小于30mg/L，可直接作为工业用水回用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种己内酰胺废水的膜法处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1).混凝—砂滤过滤：向己内酰胺废水中加入絮凝剂，使其中的悬浮物质絮凝沉积；将混凝后的废水通向砂滤罐，滤去其中的大颗粒悬浮物及胶体物；

3).反渗透浓缩：将通过纳滤膜后得到的透析液通向反渗透膜，截留废水中的杂质离子；透过液则进行回用或者直接排放；

步骤1)的过程中加入的絮凝剂是PAM或聚铝；絮凝剂的加入的量为5-30ml/L己内酰胺废水；砂滤罐布料的粒径从上至下逐渐递减，颗粒的粒径范围为3-8mm；

步骤2)中所用纳滤膜的孔径不小于1nm；纳滤操作条件为：操作温度为20-40℃，压力为1.0-3.0MPa；

步骤3)中反渗透膜孔径0.1nm～1nm；反渗透的操作条件为：操作温度为20-40℃，压力为1.0-2.5MPa；

所述的纳滤膜和反渗透膜的膜组件的材料为有机高分子，其中膜面材料为纤维素衍生物类、聚砜类或和聚酰胺类，膜面支撑材料为聚酯类或聚烯烃类；

所述纳滤膜和反渗透膜为板式膜、卷式膜或管式膜。