CN102989318A - 一种pes超滤膜法处理丝光液碱的清洁生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PES超滤膜法处理丝光碱液的清洁生产工艺，属于纺织印染技术领域。其特征包括以下步骤：(1)丝光碱液的预处理：丝光碱液由处理工序碱槽泵输送，先用过滤器滤除碱液中的较大纤维及较大粒径的机械性杂质，防止对超滤膜流道的堵塞；(2)超滤膜净化碱液：经过预处理的碱液用PES中空纤维超滤膜进行分离与净化，经过净化后的碱液返回丝光处理工序的碱槽循环运行。本发明采用PES超滤膜法处理丝光液碱，使得丝光液碱完全循环利用，实现丝光液碱处理的清洁生产，提高印染加工的产品合格率、降低印染工艺中染料的消耗，大大降低废碱液的排放量及废碱蒸发浓缩的能耗。

Description

一种PES超滤膜法处理丝光液碱的清洁生产工艺
技术领域
一种PES超滤膜法处理丝光液碱的清洁生产工艺，属于纺织印染技术领域。
背景技术
织物纤维在强碱的作用下(丝光处理工艺)，发生膨胀，致使纤维排列更加整齐，对光线的反射更有规律，即增加了织物的光泽；经过丝光处理后，纤维的晶区减少，无定形增加，因而染料更容易进入纤维内部，上染率提升20％左右；同时织物的强力有所增加，产生定型的作用，能够去除前道工序中产生的皱条，使得织物的稳定性会有较大的提升，减少了织物缩水。
丝光液碱对织物处理时，会产生纤维杂质、机械性杂质及高分子聚合物类等杂质，杂质含量较大时会导致：对织物的渗透性就会下降；由于丝光轧碱槽上面的轧车是重压，会把碱液中部分纤维通过大压力压入织物内，到致使后道染色工序容易产生白点，严重降低织物产品等级；对于高弹力的织物在丝光工序有损弹性；由于较多的纤维经过重轧压力织物内，磨毛工段容易造成磨毛不均匀，导致染色产生明显色差，丝光效果差及上染率下降等。
目前国内丝光液碱一般采用不断加入大量新碱液、不断排放，其排放液碱需要蒸发浓缩，仅将其中少量掺入新碱液中，由此导致消耗大量等能源、产生大量的废弃物，同时少量掺入的回用碱由于浓缩过程为高温处理，部分碱与二氧化碳反应形成碳酸盐，影响染色工段染料的吸附性，产生色差。所以，现有的丝光液碱工艺存在产品合格率低、染料消耗高、能耗高等问题。
本发明采用PES超滤膜法处理丝光液碱，使得碱液净化程度高；具有工艺简单、投资省、效益高及生产工艺清洁化等优点。
发明内容
本发明的目的在于解决现有织物丝光碱液处理技术存在不足，提供一种新的膜法净化丝光碱液的方法，既可以提高织物印染产品质量，降低染料消耗量，又可充分利用碱资源，大大减少废碱液的排放，保护环境；同时解决目前丝光碱废液蒸发浓缩处理消耗大量能源问题，节省能源消耗，实现丝光碱液处理的清洗化生产，提高经济效益。
本发明基于膜分离技术的应用，其理论依据在于：(1)物理截留或分子筛效应能有效地截留纤维，机械性杂质及溶解性高分子组分。(2)常温运行，避免高浓度碱液与空气中的CO2作用生成碳酸盐，消除因盐类组分导致的电导率升高，进而对织物印染质量的影响。(3)基于所选择的PES中空纤维超滤膜对高浓度碱液的耐受性，使膜分离装置能长期稳定地运行。
本发明的技术方案，该方法为：
(1)丝光碱液的预处理：丝光碱液由处理工序碱槽泵输送，先用过滤器(包括叠片过滤器，纤维过滤器，陶瓷过滤器，砂过滤器及不锈钢网过滤器等)，滤除碱液中的较大纤维及较大粒径的机械性杂质，防止对超滤膜流道的堵塞。
(2)超滤膜净化碱液：经过预处理的碱液用PES中空纤维超滤膜进行分离与净化，操作压力为0.01MPa～0.4MPa(最佳为0.03～0.2MPa)，操作温度5℃～50℃，达到相对于新鲜碱液的浊度增加值小于0.1NTU，纤维类和机械性杂质检不出。经过净化后的碱液返回丝光处理工序的碱槽循环运行。
(3)超滤膜的反向清洗：超滤过程运行(正向运行)20秒～10小时，停止正向运行程序，改为反向清洗模式；以干净水或透过液反向清洗，反洗压力0.01～0.4MPa，反洗温度为室温，反洗时间为5秒～2小时，用净水反洗时，反洗液输送到稀碱处理工序，或用透过液反洗液返回丝光碱液槽。
所述丝光碱液为NaOH水溶液，质量浓度为1％～25％。
所述超滤膜为PES中空纤维超滤膜，其孔径为10～80nm，相对截留分子量为10000Da～500000Da。
所述粗过滤器为转筒式丝网过滤器、转筒式滤布过滤器。
所述二级过滤器为纤维过滤器、石英砂过滤器。
所述丝光碱液主要用于纯棉织物、高含棉量织物的处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
由于该超滤膜是有纯PES制成，对碱的耐受力较高，可以在20％(质量浓度)的碱液中长期工作。
由于该超滤膜截留分子量可达到10,000Da以上，可以将悬浮性微粒、纤维和溶解性高分子去除，保持丝光碱液的纯度；同时由于常温操作，丝光碱液中碱液与空气中CO2反应生成碳酸钠的倾向及循环过程中的富集大大降低，印染产品质量提高。
本发明不同于采用蒸发浓缩的现有技术，无废液排出，节省大量的能量。
本反应由于采用循环净化的运行方式，可保持碱液槽的洁净，使得印染织物产品质量等级提高，染料消耗量明显降低，生产稳定可靠，具有较高的经济效益与资源环境效益。
附图说明
图1为工艺流程框图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明，但所述实施例不构成对本发明的限制。
实施例1
(1)预处理：首先将质量浓度为1％的丝光碱液由碱液槽用泵输送到转筒式丝网过滤器，去除较长的纤维和较大粒径的颗粒性杂质，再经过纤维过滤器去除其中的短纤维及粒径较小的颗粒。以防止堵塞膜的流动通道，保护超滤膜原件，延长其使用寿命。
(2)超滤膜分离：经过预处理的碱液进入超滤膜分离装置。该超滤膜为无锡格瑞普尔膜科技有限公司生产的GP-40型PES中空纤维超滤膜，相对截留分子量为10000Da，平均孔径10nm(AFM法)，该膜为贯穿网络化孔结构，膜丝内径1.4mm，外径2.0mm，系统操作压力0.12MPa，操作温度5℃。碱液在膜内侧流动，透过液循环回碱槽.浓缩液输送到转筒丝网过滤器。透过液中纤维及悬浮性机械杂质检不出，透过液相对于新鲜碱液的浊度增加值小于0.1NTU。
(3)超滤膜的反向清洗：超滤膜的运行模式为：超滤过程运行(正向运行)20秒，停止正向运行程序，改为反向清洗模式；以干净水反向清洗，反洗压力0.01，反洗温度为室温，反洗时间为5秒，反洗液输送到稀碱处理工序。
经本实例净化的碱液在丝光碱液处理工序运行，纯棉织物的正品率提高2.5％，染料用量降低10％，与原蒸发浓缩处理废碱液工艺相比，丝光碱液完全回用，无废碱液排放，省去蒸发浓缩工序，每天节省蒸发用蒸汽约100吨。
实施例2
(1)预处理：首先将质量浓度为25％的丝光碱液由碱液槽用泵输送到转筒式滤布过滤器，去除较长的纤维和较大粒径的颗粒性杂质，再经过石英砂过滤器去除其中的短纤维及粒径较小的颗粒。以防止堵塞膜的流动通道，保护超滤膜原件，延长其使用寿命。
(2)超滤膜分离：经过预处理的碱液进入超滤膜分离装置。该超滤膜为无锡格瑞普尔膜科技有限公司生产的GP-40型PES中空纤维超滤膜，相对截留分子量为500000Da.，平均孔径80nm(AFM法)，该膜为贯穿网络化孔结构，膜丝内径1.4mm，外径2.0mm，系统操作压力0.12MPa，操作温度50℃。碱液在膜内侧流动，透过液循环回碱槽.浓缩液输送到转筒织物过滤器。透过液中纤维及悬浮性机械杂质检不出，透过液相对于新鲜碱液的浊度增加值小于0.1NTU。
(3)超滤膜的反向清洗：超滤过程运行(正向运行)10小时，停止正向运行程序，改为反向清洗模式；以透过液反向清洗，反洗压力0.4MPa，反洗温度为室温，反洗时间为2小时，反洗液返回丝光碱液槽。
经本实例净化的碱液在丝光碱液处理工序运行，高含棉量织物的正品率提高3.5％，染料用量降低8％，与原蒸发浓缩处理废碱液工艺相比，丝光碱液完全回用，无废碱液排放，省去蒸发浓缩工序，每天节省蒸发用蒸汽约120吨。

Claims (6)

1.一种PES超滤膜法处理丝光碱液的清洁生产工艺，其特征在于：
(1)丝光碱液预处理：丝光碱液由碱槽经粗过滤器，去除较长的纤维和较大粒径的颗粒性杂质，再经过二级过滤器去除其中的短纤维及粒径较小的颗粒。
(2)超滤膜分离：将经过预处理的碱液输送到超滤膜分离装置去除悬浮性颗粒及高分子溶解性组分，操作压力0.01～0.4MPa，操作温度5℃～50℃，所产生的碱液悬浮性物质检测不出；相对新NaOH溶液浊度增加值小于0.1NTU，经净化后的碱液直接或经中间罐输送返回丝光处理碱液槽，超滤膜装置的浓缩液返回粗过滤器。
(3)超滤膜的反向清洗：超滤过程运行(正向运行)20秒～10小时，停止正向运行程序，改为反向清洗模式；以干净水或透过液反向清洗，反洗压力0.01～0.4MPa，反洗温度为室温，反洗时间为5秒～2小时，用净水反洗时，反洗液输送到稀碱处理工序，或用透过液反洗液返回丝光碱液槽。
2.根据权利要求1所述一种PES超滤膜法处理丝光碱液的清洁生产工艺，其特征在于所述丝光碱液为NaOH水溶液，质量浓度为1％～25％。
3.根据权利要求书1所述一种PES超滤膜法处理丝光碱液的清洁生产工艺，其特征在于所述超滤膜为PES中空纤维超滤膜，其孔径为10～80nm，相对截留分子量为10000Da～500000Da。
4.根据权利要求1所述一种PES超滤膜法处理丝光碱液的清洁生产工艺，其特征在于所述粗过滤器为转筒式丝网过滤器、转筒式滤布过滤器。
5.根据权利要求1所述一种PES超滤膜法处理丝光碱液的清洗生产工艺，其特征在于所述二级过滤器为纤维过滤器、石英砂过滤器。
6.根据权利要求1所述一种PES超滤膜法处理丝光碱液的应用，其特征在于所述丝光碱液主要用于纯棉织物、高含棉量织物的处理。
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