CN103102045A - 碳纤维生产废水处理系统 - Google Patents

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陆朝阳
盛沛
刘金荣
陈安明
戚祖恩
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Abstract

本发明涉及一种碳纤维生产废水处理系统，其特征在于：它由废水收集池、提升泵、反渗透膜浓缩处理装置、精馏装置、调节池、组合式光催化高级氧化器、生化系统、MBR膜生物反应器组成；所述的废水收集池通过泵与反渗透膜浓缩处理装置连接；反渗透膜浓缩处理装置一端与精馏装置连接，另一端与调节池连接；所述的调节池、组合式光催化高级氧化器、生化系统、MBR膜生物反应器装置、达标排放装置顺次连接。本发明采用反渗透膜的产品及技术对二甲基亚砜-丙烯腈废水进行分离浓缩的新型处理方式，大幅度降低废水浓度，解决了难以直接生化处理的二甲基亚砜废水达标排放的环保问题，并降低了废水处理运行成本。

Description

碳纤维生产废水处理系统
技术领域
本发明涉及一种采用膜浓缩分离技术、高级氧化技术、高级生化技术联合处理碳纤维生产废水系统，尤其是一种碳纤维生产废水处理系统。
背景技术
碳纤维是高性能纤维之一，具有高强度、高模量、耐高温、耐疲劳、高导热、低膨胀等优异特性，作为增强体用于生产树脂基、金属基等复合材料，广泛应用于航天航空、风力发电、汽车、体育用品、医疗卫生、电子通信、石油开采等领域，成为国内新材料行业研发的热点。采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝聚丙烯腈PAN基碳纤维技术获得成功，使得利用自主技术研制的国产T300、T700碳纤维产品已经达到国际同类产品水平。
聚丙烯腈PAN基碳纤维企业在生产过程中会排放一定浓度的含二甲基亚砜-丙烯腈废水。丙烯腈是环境中重要的有害污染物之一,不仅破坏水体生态系统,还危害人类的健康。二甲基亚砜（简称DMSO）是一种含硫有机化合物，重要的有机溶剂，化学性质的稳定性以及作为有机溶剂的特性，二甲亚砜非常难以生物降解；丙烯腈本身对微生物具有剧毒，亚砜的渗透作用好，与丙烯腈共存时会加剧其生物毒性，因此碳纤维企业生产废水具有污染物稳定性强，生物毒性大，生化性差，降解速度慢等特点。
发明内容
  本发明的目的是为了克服上述现实中存在的困难，提供一种碳纤维生产废水处理系统，它采用反渗透膜的产品及技术对二甲基亚砜-丙烯腈废水进行分离浓缩，既能从废水中回收有经济价值的二甲基亚砜有机溶剂，大幅度降低废水浓度，又解决了难以直接生化处理的二甲基亚砜废水达标排放的环保问题，并降低了废水处理运行成本。
本发明的技术方案是：一种碳纤维生产废水处理系统，其特征在于：它由废水收集池、提升泵、反渗透膜浓缩处理装置、精馏装置、调节池、组合式光催化高级氧化器、生化系统、MBR膜生物反应器组成；所述的废水收集池通过泵与反渗透膜浓缩处理装置连接；反渗透膜浓缩处理装置一端与精馏装置连接，另一端与调节池连接；所述的调节池、组合式光催化高级氧化器、生化系统、MBR膜生物反应器装置、达标排放装置顺次连接。
通过现场试验，我们发现常规的膜系统设计思路不适用于含二甲基亚砜废水膜浓缩系统，并且由于二甲基亚砜对常规的膜元件有较好的渗透性，过高的浓度对膜溶解损害作用，现场试验结果表明，采用该反渗透膜浓缩处理装置对二甲基亚砜废水进行分离浓缩，系统水回收率可达90%以上，浓缩后的二甲基亚砜浓度可提高5~10倍。
本发明专利针对已有工艺进行了优化，一方面回收了有经济价值的二甲基亚砜有机溶剂；另一方面降低了高级氧化联合高级生化处理碳纤维生产废水对来水浓度限制，可确保碳纤维生产废水稳定达标。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用反渗透膜的产品及技术对二甲基亚砜-丙烯腈废水进行分离浓缩的新型处理方式，既能从废水中回收有经济价值的二甲基亚砜有机溶剂，大幅度降低废水浓度，又解决了难以直接生化处理的二甲基亚砜废水达标排放的环保问题，并降低了废水处理运行成本。
2、通过本发明为节约用水、废水综合利用、节能减排开辟了新的途径。
 3、本发明的结构简单、安装使用方便、操作步骤简单。
附图说明
图1为本发明碳纤维生产废水处理系统的连接示意图。
图中：1-废水收集池，2-提升泵，3-反渗透膜浓缩处理装置，4-精馏装置,5-调节池，6-组合式光催化高级氧化器，7-生化系统，8-MBR膜生物反应器，9-达标排放装置。
具体实施方式
为了使本领域的一般技术人员能够清楚理解本发明的技术方案，现结合附图及实例对本发明的技术方案作进一步详细的说明：
一种碳纤维生产废水处理系统，其特征在于：它由废水收集池、提升泵、反渗透膜浓缩处理装置、精馏装置、调节池、组合式光催化高级氧化器、生化系统、MBR膜生物反应器、达标排放装置组成；所述的废水收集池通过泵与反渗透膜浓缩处理装置连接；反渗透膜浓缩处理装置一端与精馏装置连接，将产出的浓水流入精馏装置；另一端与调节池连接，将产出的产水流入调节池；所述的调节池、组合式光催化高级氧化器、生化系统、MBR膜生物反应器装置、达标排放装置顺次连接。
由于二甲基亚砜-丙烯晴废水浓度高且可生化性极差，本发明首先采用反渗透膜浓缩处理装置对二甲基亚砜-丙烯晴废水进行浓缩，使其浓度较原废水中浓度约提高10倍左右，收集后可以直接送至精馏装置进行精馏回收；反渗透膜浓缩处理装置产水中二甲基亚砜浓度可降低至原废水中浓度的1/5-1/6，再进行高级氧化联合高级生化处理。本发明采用的是组合式光催化高级氧化技术及设备对经过反渗透膜浓缩处理装置后的二甲基亚砜-丙烯晴废水进行预氧化，在紫外光的作用下利用双氧水氧化废水中的二甲基亚砜-丙烯晴，对COD的去除率可达到75%以上，增加B/C比（BOD/COD比值）在0.3以上，而后通过生化使废水中的有机物能自然生化分解进一步降低废水的COD，最终通过MBR膜生物反应器，使有机物与营养物质高速度和高效率去除，调整MBR的污泥负荷在0.40～2.30 kg/(kg·d)，保证出水清澈透明，使COD降到100以下，废水通过标排放装置稳定达标排放。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均包含本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种碳纤维生产废水处理系统，其特征在于：它由废水收集池、提升泵、反渗透膜浓缩处理装置、精馏装置、调节池、组合式光催化高级氧化器、生化系统、MBR膜生物反应器组成；所述的废水收集池与反渗透膜浓缩处理装置连接；反渗透膜浓缩处理装置一端与精馏装置连接，另一端与调节池连接；所述的调节池、组合式光催化高级氧化器、生化系统、MBR膜生物反应器装置、达标排放装置顺次连接。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产废水处理系统，其特征在于：所述的废水收集池通过泵与反渗透膜浓缩处理装置连接。
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