CN102276074B

CN102276074B - 一种超滤膜处理三聚氰胺废水的方法及设备

Info

Publication number: CN102276074B
Application number: CN2011101466236A
Authority: CN
Inventors: 任保增; 李涛; 宋怀俊; 刘振峰; 董妍妍; 李伟然; 李玉
Original assignee: Zhengzhou University
Current assignee: Zhengzhou University
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2031-06-02
Also published as: CN102276074A

Abstract

本发明涉及一种超滤膜处理三聚氰胺废水的方法及设备，属废水处理领域。本发明采用超滤膜对三聚氰胺生产废水进行处理，超滤系统由三个超滤膜组块串联组成，每个超滤膜组块由三个超滤膜设备并联工作，OAT料浆依次进入三个超滤膜组块，超滤膜把OAT料浆分离为浓OAT料浆—滞留液和纯净的三聚氰胺溶液—渗透液。滞留液从第三个超滤膜组块进入滞留液槽，滞留液通过高温高压处理，其中的OAT和三聚氰胺分解为氨和二氧化碳,重新回收利用。渗透液从每一个超滤膜设备排出，作为工艺循环水循环利用，实现三聚氰胺装置废水零排放。避免了三聚氰胺生产过程废渣的产生，实现了工艺的绿色化，过程原子经济性高，节约了有限的资源，降低了能耗和成本。

Description

一种超滤膜处理三聚氰胺废水的方法及设备

技术领域

本发明涉及一种三聚氰胺废水的处理方法及设备，属废水处理领域，具体涉及使用一种超滤膜设备处理三聚氰胺生产废水的方法和设备。

背景技术

目前，国内三聚氰胺高压法生产装置基本全部采用了意大利ETEC 技术，该技术采用与尿素装置联产模式。在三聚氰胺生产过程中循环系统产生工艺废水，因工艺废水含有三聚氰胺和其水解产物OAT，为了保证产品的质量，OAT必须除去，目前部分采用板框过滤器生产设备除去OAT，该方法在生产过程中会产生大量的固体废渣，对于固体废渣的处理采用填埋的方式，这种处理方式既浪费了资源，又对环境造成了污染。采用超滤膜对三聚氰胺废水进行处理目前未见相关文献报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种超滤膜处理三聚氰胺废水的方法，克服采用传统方法生产三聚氰胺产生大量固体废渣的缺陷，实现资源的高效利用和工艺绿色化，保护环境；本发明另一目的在于提供其所用的设备。

为实现本发明的目的，本发明采用超滤膜对三聚氰胺废水进行处理。超滤是介于微滤和纳滤的一种膜分离技术，因OAT料浆结晶形成的晶粒直径在1～100 nm之间，可选用超滤系统进行分离处理。通过超滤膜工艺分离出富含料浆的滞留液和只含少量三聚氰胺纯净的渗透液。滞留液储存在滞留液槽，后续工段滞留液被送至水解系统进行高压裂解，分解成NH₃、CO₂、H₂O。而渗透液储存在渗透液槽，可以作为工艺循环液继续使用。

具体技术解决方案如下：

三聚氰胺OAT料浆通过加料泵，首先进入前置过滤器，过滤掉粗大颗粒杂质，以防止对超滤膜的损坏。过滤掉粗大颗粒杂质后的OAT料浆由前置过滤器输送到第一阶段超滤膜过滤器，将滞留液和渗透液分离，滞留液通过循环管道通过循环管道依次在后续超滤膜过滤器中进行超滤循环，经流量控制在串联工作的超滤膜过滤器中可溶物质三聚氰胺和水通过超滤膜，固体物质被超滤膜滞留在浓缩滞留液中，滞留液和渗透液的介质压差大于0.3 MPa。最后，滞留液以高浓度浓缩液从最后一个超滤膜过滤器进入滞留液槽，将滞留液送至水解系统进行高压裂解，分解成NH₃、CO₂、H₂O；渗透液从每个超滤膜过滤器排出，储存在渗透液槽中，作为工艺循环液继续使用。

所述超滤处理过程操作条件优选为：温度50～70 ℃，料浆的PH＝7～7.5，最大操作压力为0.8 MPa。

本发明所涉及的设备由超滤系统、加料泵、循环泵、清洗液泵、反清洗液泵、预过滤器、阀门及其连接管线组成。超滤系统由超滤膜过滤器串联组成，超滤膜过滤器由壳体和并联模组块组成。模组块由膜基体及超滤膜共同组成。所述膜基体由含有大孔结构α-Al₂O₃的几个平行通道构成；所述超滤膜是由一层或多层锆、钛金属氧化物组成，超滤膜覆盖在基体通道的内表面上形成有效层。所述超滤膜为陶瓷超滤膜，由陶瓷膜基体和超滤有效层构成，陶瓷材质的陶瓷膜基体和锆、钛材质的超滤有效层有极强的耐酸碱、耐高温、耐压力和耐化学品性。

超滤膜过滤器上下设有料浆或清洗液进出口，通过管线分别与料浆加料泵或清洗泵相连；其一侧设有进出口，可作为渗透液出口或反洗液进口，通过管线分别与超虑循环泵或反洗泵相连；管线上设有阀门。

所述超滤膜设备使用一段时间后，超滤膜结垢会降低过滤效率，超滤膜应定期进行反洗或化学清洗，以保持超滤膜的高渗透性。进行化学清洗时，启动清洗液泵，待超滤膜设备中充满渗透液后，启动超滤循环泵，进行循环，调节渗透液出口处阀门，控制内部压力不至于过高。经过清洗，超滤膜设备内部粘在超滤膜壁上的大量结晶进入循环液，此时停泵排液到OAT料浆槽。

所述反洗工艺为：启动反洗液泵，待超滤膜设备中充满稀氨水后，启动超滤循环泵，调节循环泵出口处阀门置于恒定阀位，进行循环，同时保证氨水持续小流量（2～3 t/h）进入超滤膜设备中进行置换，直至反洗完毕。优选条件：稀氨水浓度3～5 %，氨水流量2～3 t/h。

本发明具有以下优点：

1、本发明采用超滤膜对三聚氰胺生产废水进行处理，避免了三聚氰胺生产过程废渣的产生，实现了工艺的绿色化，零排放，过程原子经济性高，节约了有限的资源，降低了能耗和成本。

2、本发明超滤系统只需要8 h切换一次前置过滤器，操作简单，工作量小；超滤系统大多采用电磁阀门，反洗回路可在控制室完成，自动化程度高；超滤设备占地面积小，故障少，操作安全灵活。

3、本发明超滤系统紧凑，控制方便，渗透率高，处理量大，产量高，适合工业化生产。为三聚氰胺的废水处理提供了一种有效的处理方法。

附图说明

图1为本发明设备连接示意图；

图2为本发明超滤膜过滤器结构示意图；

图中：1—料浆加料泵，2、4～5、7～8、10～11、13～19、21、23、25、27～28—阀门，3—前置过滤器，6—超滤膜过滤器1，9—超滤膜过滤器2，12—超滤膜过滤器3，20—超滤循环泵，22—超滤循环泵，24—超滤循环泵，26—反洗泵，29—清洗泵，30—模组块，31—料浆/清洗液进口，32—壳体，33—渗透液出口/反洗液进口，34—料浆/清洗液出口，35—温度计口，36—压力计口。

具体实施方式

结合附图1及附图2，对本发明超滤膜处理三聚氰胺废水的方法及设备的工作过程进行详细说明：

本发明所用超滤设备由超滤膜系统、加料泵、循环泵、预过滤器、阀门及其连接管线组成。超滤系统由三个超滤膜过滤器（6）、（9）、（12）串联组成，每个超滤膜过滤器由壳体（32）和并联的模组块（30）组成。模组块（30）由膜基体及超滤膜组成。膜基体由含有大孔结构α-Al₂O₃的几个平行通道组成；超滤膜是由一层或多层锆、钛金属氧化物组成，超滤膜覆盖在基体通道的内表面上形成有效层。

超滤膜过滤器（6）、（9）、（12）上下分别设有料浆或清洗液进口（31）、料浆或清洗液出口(34），其通过管线分别与料浆加料泵（1）和清洗泵(29)相连；一侧均设有渗透液出口或反洗液进口(33)，其通过管线分别与超虑泵循环（24）、（22）、（20）或反洗泵（26）相连；管线上设有阀门。

设备在运行时，三聚氰胺OAT料浆通过加料泵（1），首先进入前置过滤器（3），过滤掉粗大颗粒杂质，以防止对超滤膜组块（30）的损坏。过滤后的OAT料浆由前置过滤器（3）输送到第一阶段的超滤膜组块，料浆流量由阀门（2）、（5）、（8）、（11）控制。料浆通过三个超滤循环泵（24）、（22）、（20），流量经阀门（13）、（16）（19）控制，在三个并联工作的超滤膜设备中高速循环，可溶物质三聚氰胺和水可通过超滤膜进入渗透液侧，固体物质被超滤膜滞留在浓缩滞留液中，滞留液和渗透液的介质压差大于0.3 MPa。滞留液从第一阶段超滤组块被输送到第二阶段OAT料浆槽，进行第二阶段超滤。渗透液从每个超滤膜设备（6）、（9）、（12）排出，渗透液流量由阀门（28）、（17）、（14）控制，储存在渗透液槽，作为工艺循环液继续使用。OAT料浆经过三段超滤，最后以高浓度浓缩液形式被送至水解系统进行高压裂解，分解成NH₃、CO₂、H₂O。

超滤设备进行化学清洗时，首先启动清洗液泵（29），清洗液流量由阀门（4）、（7）、（10）控制，待超滤膜设备（6）、（9）、（12）中充满渗透液后，启动超滤循环泵（24）、（22）、（20），进行循环，调节渗透液出口处阀门（28）、（17）、（14）控制内部压力不至于过高。经过清洗，超滤膜设备（6）、（9）、（12）内部粘在超滤膜壁上的大量结晶进入循环液，此时停泵（1）、（24）、（22）、（20），开启阀门（21）、（23）、（25）排液到OAT料浆槽。

进行反洗时，启动反洗液泵（26），反洗液流量由阀门（27）、（18）（15）控制，待超滤膜过滤器（6）、（9）、（12）中充满稀氨水后，启动超滤循环泵（24）、（22）、（20），调节循环泵出口处阀门（19）、（16）、（13）置于恒定阀位，进行循环，同时继续启动反洗液泵（26），反洗液流量由阀门（27）、（18）、（15）控制，保证氨水持续小流量进入超滤膜设备（6）、（9）、（12）中进行置换，直至反洗完毕。

Claims

1.一种超滤膜处理三聚氰胺废水的方法，其特征在于：三聚氰胺OAT料浆通过加料泵，首先进入前置过滤器，过滤掉粗大颗粒杂质；过滤掉粗大颗粒杂质后的OAT料浆由前置过滤器输送到第一阶段超滤膜过滤器，将滞留液和渗透液分离，滞留液通过循环管道依次在后续超滤膜过滤器中进行超滤循环，经流量控制在串联工作的超滤膜过滤器中可溶物质三聚氰胺和水通过超滤膜，固体物质被超滤膜滞留在浓缩滞留液中，滞留液和渗透液的介质压差大于0.3 MPa；最后滞留液以高浓度浓缩液从最后一个超滤膜过滤器进入滞留液槽，将滞留液送至水解系统进行高压裂解，分解成NH₃、CO₂、H₂O；渗透液从每个超滤膜过滤器排出，储存在渗透液槽中，作为工艺循环液继续使用。

2.根据权利要求1所述的超滤膜处理三聚氰胺废水的方法，其特征在于：超滤处理过程操作条件优选为：温度50～70 ℃，料浆的PH＝7～7.5，最大操作压力为0.8 MPa。

3.根据权利要求1或2所述的超滤膜处理三聚氰胺废水的方法，其特征在于：超滤膜过滤器运行一段时间后，采用稀氨水对其进行反向冲洗或采用氨液对其进行化学清洗。

4.如权利要求1所述的超滤膜处理三聚氰胺废水的方法所用的设备，由超滤系统、加料泵、超滤循环泵、清洗液泵、反清洗液泵、预过滤器、阀门及其连接管线组成，其特征在于：超滤系统由超滤膜过滤器串联组成，超滤膜过滤器由壳体和并联的模组块组成；模组块由膜基体及超滤膜共同组成；所述膜基体由含有大孔结构α-Al₂O₃的几个平行通道构成；所述超滤膜由一层或多层锆、钛金属氧化物组成，超滤膜覆盖在基体通道的内表面上形成有效层；每个超滤膜过滤器上下设有料浆或清洗液进出口，通过管线分别与料浆加料泵或清洗液泵相连；每个超滤膜过滤器一侧设有进出口，作为渗透液出口或反洗液进口，通过管线分别与超滤循环泵或反清洗液泵相连；管线上设有阀门。

5.根据权利要求4所述的超滤膜处理三聚氰胺废水的方法所用的设备，其特征在于：所述超滤膜过滤器模组块由陶瓷超滤膜和陶瓷膜基体组成。