CN105565528B - 一种实现丝光淡碱净化回收的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工业企业清洁生产技术领域，提供了一种实现丝光淡碱净化回收的方法及装置。淡碱液增压泵的进水端连接淡碱液收集池，出水端连接自清洗过滤器进水端；精密过滤器进水端连接有还原剂投加装置，出水端连接自清洗过滤器；精密过滤器出水端连接有阻垢剂投加装置，精密过滤器出水端连接一段高压泵进水端；一段高压泵出水端与二段高压泵相连，二段高压泵与纳滤膜组件进水端相连；纳滤膜组件出水端与淡碱液回用管道相通。经测试，经过预处理和纳滤膜回收的高品质淡碱液适于印染车间的再利用，尤其可作为低浓度碱液与已回收的高浓度碱液进行配制，满足丝光工艺用碱要求。
Description
技术领域
本发明属于工业企业清洁生产(废物处理及回用)技术领域，涉及一种印染丝光淡碱的回收与利用，尤其是涉及一种基于纳滤膜分离技术的丝光淡碱的净化及回收的方法及装置。
背景技术
印染行业在前处理生产过程中大量使用液碱(50％氢氧化钠溶液)进行返浆、丝光处理，造成污水排放的pH值居高不下。其中丝光工艺是在一定的张力条件下，用高浓度氢氧化钠溶液对纯棉或高含棉量的纱线和织物进行处理以增加其表面光泽，并使其具有更好的尺寸稳定性，提高织物对染料的吸附能力，增加染色均匀性和得色量。丝光工艺用碱量占到印染企业耗碱量的60％以上，丝光废碱液回收浓缩循环使用模式已在印染生产车间得到推广，现有技术通常是采用多效蒸发浓缩工艺对废碱液进行回收。然而，丝光工艺各工段浸扎、高温清洗及多效水洗的碱液浓度各不相同，致使各工段排放的碱液浓度差别很大，而高耗能的蒸发浓缩传统工艺不适用于多效水洗排放的低浓度碱液(淡碱液)回收，且该工艺只有水分从废碱液中移除，而废碱液中的污垢、纤维以及浆料等杂质会残留在回收的碱液中，造成回收碱品质低下，产品质量降低。另一方面，无法得到回收的淡碱液通常直接排入废水收集池进行后续的污水生化处理，这不仅使可回收的淡碱废弃，而且后续处理仍需耗费大量酸性试剂用于废水的中和，增加企业运行成本。因此，针对丝光工艺中废弃淡碱液的回收需求以及该回收碱的回用质量要求，建立完备的淡碱净化浓缩回用系统已迫在眉睫。
纳滤(NF，Nanofiltration)是介于超滤和反渗透之间的一种膜技术，膜的孔径范围在几个纳米左右，其能截留分子量为200-1000Dalton左右的物质，能够截留所有悬浮物及大部分有机物，溶解性盐类截留率也可以达到30％-98％。纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来，如CA、CTA膜和芳香聚酰胺复合膜等。但与反渗透相比，其操作压力更低，因此纳滤又被称作“低压反渗透”或“疏松反渗透”。
丝光工艺中的淡碱浓度通常在10～40g/L,且碱液中含有较多的悬浮物、大分子有机物及盐类，采用以耐碱纳滤膜为核心的净化浓缩回用装置不仅能够去除其中的大部分污染物及部分盐类，而且其中90％以上的废水能够与回收碱同时得到回用，从而实现工艺碱和水资源的双效节约。
发明内容
本发明的目的是针对印染丝光工艺产生的淡碱液，其含碱浓度较低难于回收、污垢浆料助剂等污染物难于处理以及易形成二次污染的特点，提供一种能够净化丝光淡碱液并且实现碱回收和水回用的方法，该方法具有较高的污染物去除和碱回收率，解决现有技术所存在的废碱处理效果、回收效果不理想的技术问题。此外，本发明同时还提供一种能耗低、占地少、维护运行便利的丝光淡碱净化回收装置，实现工艺碱和水资源的回收利用。
本发明所述的丝光工艺淡碱液是指在丝光工艺的多效水洗工段排放的碱液，该碱液碱浓度10-40g/L，(根据水洗水量、水洗时间不同而异)，COD300-1500mg/L，悬浮物(SS)含量可达200-500mg/L，浊度>50NTU，水温35-45℃。
一种实现丝光淡碱净化回收装置，该丝光淡碱净化回收装置包括淡碱液收集池、碱液增压泵、自清洗过滤器、精密过滤器、一段高压泵、二段高压泵、纳滤膜组件、还原剂投加装置和阻垢剂投加装置；淡碱液增压泵的进水端连接淡碱液收集池，出水端连接自清洗过滤器进水端；自清洗过滤器出水端设有还原剂投加装置，出水端连接精密过滤器；精密过滤器出水端连接有阻垢剂投加装置，精密过滤器出水端连接一段高压泵进水端；一段高压泵出水端与二段高压泵相连，二段高压泵与纳滤膜组件进水端相连；所述的纳滤膜组件设有进水端、浓水端和出水端，纳滤膜组件浓水端分别相连压力截止阀和快冲电磁阀，压力截止阀和快冲电磁阀与淡碱液收集池前端相通，压力截止阀和排放电磁阀相连后与后续综合废水处理车间相通；纳滤膜组件出水端与淡碱液回用管道相通。
所述自清洗过滤器的过滤规格为50μ，所述精密过滤器的过滤规格为5μ。
所述的纳滤膜组件中的纳滤膜为卷式耐碱纳滤膜，纳滤膜材质为芳香聚酰胺，截留分子量200Dalton，纳滤膜组件操作压力15-35bar，碱回收率95％，二价离子脱除率90％以上。该种纳滤膜具有操作压力低、污染物截留率大及碱回收率相对较高的优势，能够通过透过碱液而使其得到回收。
所述的纳滤膜组件浓水端的快冲电磁阀在每次系统启动时自动开启1min，使进水未经过压力截止阀全部浓缩回流；所述纳滤膜组件浓水端的浓缩液排水电磁阀，该排水电磁阀间歇27min自动开启3min，即每半小时排出浓缩液3min，所排出的浓缩液进入后续综合废水处理车间。
所述的还原剂投加装置和阻垢剂投加装置包括溶药箱、计量箱、加药计量泵和液位变送器；所述的还原剂为亚硫酸氢钠溶液，所述的阻垢剂为六偏磷酸钠；所述淡碱液收集池安装有液位变送器。
所述的丝光淡碱净化回收装置实现丝光淡碱净化回收的方法，步骤如下：
1)淡碱液的预过滤
淡碱液通过碱液增压泵进入自清洗过滤器对淡碱液进行过滤预处理，除去大颗粒固体后进入精密过滤器，去除悬浮物及胶体；
2)淡碱液的纳滤处理
精密过滤器的出水先后经过一段高压泵和二段高压泵，再进入纳滤膜组件；通过纳滤膜组件去除大分子有机物、部分小分子的有机物以及多数二价离子，使出水达到碱液净化要求；
3)淡碱液的浓缩
从纳滤膜组件浓水端出来的浓缩液回流至淡碱液收集池，浓缩液与淡碱液收集池内的淡碱液混合，重复步骤1)和步骤2)进行连续循环膜分离运行；
4)浓缩液的间歇排放
在步骤3)所述的连续循环膜分离过程中，每间隔27min，排水电磁阀自动开启3min，进行浓缩液的间歇排放，该排放液排入后续综合废水处理车间，进行稀释、中和及生物处理。
经测试，经过预处理和纳滤膜回收的高品质淡碱液适于印染车间的再利用，尤其可作为低浓度碱液与已回收的高浓度碱液进行配制，满足丝光工艺用碱要求。
与现有常规的蒸发碱回收方法比较，本发明具有以下突出优点：
1)能够有效去除碱液中的大多数污染物，尤其包括可溶性有机物及二价盐类，提高回用碱的质量，同时也利于提高回用后配制的工艺碱质量；
2)通过连续浓缩提高产出碱的浓度，同时提高系统的碱回收率；
3)实现了碱液中碱和水的双效回收，节约了资源和经营成本；
4)排放浓缩液虽然可溶性有机物量、含盐量及含碱量较高，但循环浓缩使排放量很小(10％处理量)，便于后续稀释及中和处理；
5)系统清洗、维护极为方便，拆卸和组装便利，易于实现模块化工程应用。
附图说明
附图是本发明丝光淡碱液浓缩回收装置示意图。
图中：1废水收集池；2淡碱液增压泵；3自清洗过滤器；4还原剂投加装置；5精密过滤器；6阻垢剂投加装置；7一段高压泵；8二段高压泵；9纳滤膜组件；10压力截止阀；11快冲电磁阀；12浓缩液排放电磁阀。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
如附图所示，丝光淡碱液净化回收装置包括与废水收集池1相连通的淡碱液增压泵2，淡碱液增压泵2出水端连接自清洗过滤器3，自清洗过滤器3出水端连接有精密过滤器5，同时，还原剂投加装置4与和阻垢剂投加装置6分别与精密过滤器5的进水管道和出水管道相通。精密过滤器5出水端连接一段高压泵7，一段高压泵7出水端与二段高压泵8相连，二段高压泵8出水端与纳滤膜组件9连接，纳滤膜出水端与碱液回收管道相通，纳滤膜浓水端分别与压力截止阀10和快冲电磁阀11相连，压力截止阀10和快冲电磁阀11与浓缩液回流端即淡碱液收集池1前端相通，压力截止阀10也与浓缩液排放电磁阀12相通，经此直接排入后续综合废水处理车间。
实施例1
进入淡碱液净化回收装置的碱液为丝光工艺多效水洗工段的排水。水质：COD≤1500mg/L，悬浮物≤500mg/L，电导率≤200ms/cm(大部分是钠离子和氢氧根离子，含有少量钙、镁、铁、氢氧根、硫酸根等离子)。
本装置包括预处理和膜浓缩净化回收系统两部分。
预处理包括自清洗过滤器和精密过滤器：自清洗过滤器用于去除大颗粒悬浮物、机械杂质，出水悬浮物≤10mg/L；精密过滤器去除剩余悬浮物(悬浮性COD)、胶体和杂质，出水悬浮物0。
膜浓缩净化回收系统为纳滤膜装置。纳滤膜能够有效去除剩余大多数有机物及二价离子，同时能够透过大部分一价离子而使出水为高品质淡碱液，可回用于丝光工段进行碱液的重新配制。出水水质：COD≤60mg/L，悬浮物0，电导率≤2.0ms/cm，碱回收率≥80％。
Claims (8)
1.一种丝光淡碱净化回收装置，其特征在于，该丝光淡碱净化回收装置包括淡碱液收集池、碱液增压泵、自清洗过滤器、精密过滤器、一段高压泵、二段高压泵、纳滤膜组件、还原剂投加装置和阻垢剂投加装置；淡碱液增压泵的进水端连接淡碱液收集池，出水端连接自清洗过滤器进水端；自清洗过滤器出水端设有还原剂投加装置，出水端连接精密过滤器；精密过滤器出水端连接有阻垢剂投加装置，精密过滤器出水端连接一段高压泵进水端；一段高压泵出水端与二段高压泵相连，二段高压泵与纳滤膜组件进水端相连；所述的纳滤膜组件设有进水端、浓水端和出水端，纳滤膜组件浓水端分别相连压力截止阀和快冲电磁阀，压力截止阀和快冲电磁阀与淡碱液收集池前端相通，压力截止阀和排放电磁阀相连后与后续综合废水处理车间相通；纳滤膜组件出水端与淡碱液回用管道相通。
2.根据权利要求1所述的丝光淡碱净化回收装置，其特征在于，所述自清洗过滤器的过滤规格为50μ，所述精密过滤器的过滤规格为5μ。
3.根据权利要求1或2所述的丝光淡碱净化回收装置，其特征在于，所述的纳滤膜组件中的纳滤膜为卷式耐碱纳滤膜，纳滤膜材质为芳香聚酰胺，截留分子量200Dalton，纳滤膜组件操作压力15-35bar。
4.根据权利要求1或2所述的丝光淡碱净化回收装置，其特征在于，所述的纳滤膜组件浓水端的快冲电磁阀在每次系统启动时自动开启1min，使进水未经过压力截止阀全部浓缩回流；所述纳滤膜组件浓水端的浓缩液排放电磁阀，该排放电磁阀间歇27min自动开启3min，即每半小时排出浓缩液3min，所排出的浓缩液进入后续综合废水处理车间。
5.根据权利要求1或2所述的丝光淡碱净化回收装置，其特征在于，所述的还原剂投加装置和阻垢剂投加装置包括溶药箱、计量箱、加药计量泵和液位变送器；所述的还原剂为亚硫酸氢钠溶液，所述的阻垢剂为六偏磷酸钠；所述淡碱液收集池安装有液位变送器。
6.根据权利要求3所述的丝光淡碱净化回收装置，其特征在于，所述的还原剂投加装置和阻垢剂投加装置包括溶药箱、计量箱、加药计量泵和液位变送器；所述的还原剂为亚硫酸氢钠溶液，所述的阻垢剂为六偏磷酸钠；所述淡碱液收集池安装有液位变送器。
7.根据权利要求4所述的丝光淡碱净化回收装置，其特征在于，所述的还原剂投加装置和阻垢剂投加装置包括溶药箱、计量箱、加药计量泵和液位变送器；所述的还原剂为亚硫酸氢钠溶液，所述的阻垢剂为六偏磷酸钠；所述淡碱液收集池安装有液位变送器。
8.一种用权利要求1-7任一所述的丝光淡碱净化回收装置实现丝光淡碱净化回收的方法，其特征在于，步骤如下：
1)淡碱液的预过滤
淡碱液通过碱液增压泵进入自清洗过滤器对淡碱液进行过滤预处理，除去大颗粒固体后进入精密过滤器，去除悬浮物及胶体；
2)淡碱液的纳滤处理
精密过滤器的出水先后经过一段高压泵和二段高压泵，再进入纳滤膜组件；通过纳滤膜组件去除大分子有机物、部分小分子的有机物以及多数二价离子，使出水达到碱液净化要求；
3)淡碱液的浓缩
从纳滤膜组件浓水端出来的浓缩液回流至淡碱液收集池，浓缩液与淡碱液收集池内的淡碱液混合，重复步骤1)和步骤2)进行连续循环膜分离运行；
4)浓缩液的间歇排放
在步骤3)所述的连续循环膜分离过程中，每间隔27min，排水电磁阀自动开启3min，进行浓缩液的间歇排放，该浓缩液排入后续综合废水处理车间，进行稀释、中和及生物处理。
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