CN105948360B - 含pva退浆废水两步法处理及回用新工艺 - Google Patents

含pva退浆废水两步法处理及回用新工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，属于水处理领域，两步法包括含PVA退浆废水膜分离法系统和减压蒸馏浓缩系统；工艺如下步骤：含PVA退浆废水通过精细过滤器预处理后，进入废水收集池，经自吸泵，泵入膜分离装置，分离出的渗透液进入渗透液收集罐，且渗透液可作为反冲洗及配制上浆料液的部分来源，浓缩液进入一级PVA浓缩液收集罐；一级PVA浓缩液输送至蒸馏罐继续浓缩，经减压蒸馏后浓缩液送入二级PVA浓缩液收集罐，二级PVA浓缩液可直接上浆回用，同时真空蒸馏产生的蒸汽，通过换热器对纺织过程洗涤水加热，实现热量利用。本发明工艺处理退浆废水，高效、周期短，实现PVA污染物减量化和资源化双重目标。

Description

含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺。
背景技术
纺织印染是我国传统工业，在经济中占有重要地位。上浆和退浆是纺织印染过程的重要工序。浆料分为天然浆料(淀粉、海藻酸钠)，变性浆料(可溶性淀粉，羧甲基纤维素)，合成浆料(聚乙烯醇PVA等)，混合浆料。PVA是一种水溶性高分子化合物，有良好的上浆性能，形成的浆膜十分强韧，耐磨性能较好，PVA分子中有大量羟基，对纤维，棉纱等织物有优良粘附性能。同时PVA又是一种非离子型聚合物，故抗湿能力强，是纺织印染工业中广泛使用的浆料。浆料在染整过程中不仅影响织物的润湿渗透性，阻碍染料对织物染色，同时亦增大染化料耗用量，增加练漂的负荷，而且还会造成印染瑕疵，影响产品质量，所以织物进入染整工序前应经退浆处理。退浆主要是将织物上所涂覆浆料除去，使织物与染料之间更好接触，增加亲和力。当前，我国纺织印染废水占到工业废水排放量的35%，是工业废水排放较多的行业，其中含有PVA的退浆废水由于有机物含量高、生化处理困难，是一种较难处理的废水。PVA属高难度生物降解有机物，可生化性能较差。以平均聚合度1799PVA为例，其废水化学需氧量(COD)为18000mg/kg，生化需氧量(BOD)为700mg/kg。含PVA的退浆废水未经处理直接排入水中，PVA会在水中集聚，使水体泡沫增多，影响水中微生物的活动，从而造成严重的水污染问题。国家要求印染行业加大中水回用力度，推进清洁生产和循环经济。退浆的PVA在物理和化学性质方面没有改变，这为PVA的重复利用奠定理论基础。国内外对含PVA退浆废水的处理方法主要有：泡沫分离法、蒸发浓缩法、化学凝结法、超声波降解法、厌氧生物处理法、膜法处理等。
专利公开号为CN102887577A，发明名称为“一种印染退浆废水PVA浆回收系统”介绍了化学凝结法，通过反应单元、固液分离单元、脱水装置等单元，将退浆废水中的PVA进行回收。系统实现了退浆废水连续处理，退浆废水中PVA回收率达到85%-90%，减少废水中COD，有效提高了废水的可生化性，有利于纺织印染废水的处理。但是，此系统中装置单元复杂，维护生产成本过高。
专利公开号为CN102491454B，发明名称为“一种基于射流曝气的退浆废水超滤预处理系统”介绍了用射流泵，在水泵抽吸退浆废水时，将空气一并吸入，通过水泵将含有空气的退浆废水输送至超滤组件中，可有效缓解膜污染。并且，此装置会定期进行反冲洗，维持膜组件的正常运行，缓解膜污染，延长超滤膜使用寿命，提高超滤预处理PVA废水的效率。
发明内容
本发明目的在于针对现有处理含PVA退浆废水技术存在的问题，提出一种高效含PVA退浆废水处理新工艺。
本发明采用工艺方案是: 含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，包括含PVA退浆废水膜分离法系统和减压蒸馏浓缩系统。
所述含PVA退浆废水膜分离法系统设有精细过滤器(1)、废水收集池(2)、自吸泵(3)、膜分离装置(4)、一级PVA浓缩液收集罐(5)、渗透液收集罐(11)和PVA补加罐(12)；所述精细过滤器(1)与废水收集池(2)相连，废水收集池(2)通过自吸泵(3)与膜分离装置(4)相连，膜分离装置(4)浓缩液出口与一级浓缩液收集罐(5)相连，膜分离装置(4)渗透液出口与渗透液收集罐(11)相连，渗透液收集罐(11)一个出口与PVA补加罐(12)相连； 渗透液收集罐(11)另一出口与自吸泵(3)相连，在自吸泵(3)作用下，渗透液作为反冲洗水进入膜分离装置(4)，出水通过膜分离装置(4)的渗透液出口重新进入渗透液收集罐(11)。
所述减压蒸馏浓缩系统设有自吸泵(6)、蒸馏罐(7)、二级PVA浓缩液收集罐(8)、换热器(9)和真空泵(10)；所述蒸馏罐(7)上端蒸汽出口通过换热器(9)与真空泵(10)相连，蒸馏罐底端出口连接二级PVA浓缩液收集罐。
所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于所述膜分离装置(4)的膜采用有机膜。
所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于有机膜的截留分子量为40000~70000Dalton。
所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于所述换热器(8)采用间壁式换热器、混合式换热器和蓄热式换热器中的一种或多种。
本发明所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，具有如下步骤。
1）含PVA退浆废水膜分离法浓缩：将含PVA浓度0.5%~2%的退浆废水泵入精细过滤器(1)，经预处理后收集于废水收集池(2)，经自吸泵(3)将含PVA的废水泵入膜分离装置(4)，得到PVA浓度5%~7%的一级PVA浓缩液和COD800~1400mg/L渗透液；PVA浓缩液进入一级PVA浓缩液收集罐(5)，渗透液进入渗透液收集罐(11)；所述膜分离温度30~70 oC，所述膜分离工作压力0.02~0.10 MPa，所述浓缩倍数3.5~10倍；膜分离系统运行15~30min后，通过自吸泵(3)将渗透液收集罐(11)中渗透液泵入膜分离装置(4)，进行反冲洗过程，反冲洗水通过膜分离装置(4)渗透液出口重新进入渗透液收集罐(11)，膜分离系统与反冲洗过程交替进行；渗透液收集罐(11)中过多渗透液进入PVA补加罐(12)，配制成上浆所需浓度，重新回用于织物上浆。
2）减压蒸馏浓缩：将膜分离法系统浓缩的5%~7%一级PVA浓缩液，经自吸泵(6)泵入蒸馏罐(7)，在温度100~110oC，真空压力0.02~0.06 MPa条件，蒸馏罐(7)内水蒸气通过真空泵(10)作用进入换热器(9)，对纺织印染过程产生的洗涤水加热，实现热量再利用，同时将蒸馏罐(7)内一级PVA浓缩液浓缩至10%~13%，10%~13%二级PVA浓缩液由蒸馏罐底端出口进入二级PVA浓缩液收集罐，以便上浆回用。
在步骤1)中所述的含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，所述反冲洗过程时间为20~30s。
在步骤2)中所述的含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，所述减压蒸馏浓缩PVA倍数为1.8~2倍。
在步骤2)中所述的含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，所述减压蒸馏所需时间为15min~25min。
本发明与现有技术相比，具有如下优点。
膜分离与减压蒸馏浓缩两步法处理含PVA的退浆废水，与化学凝结法相比不需要加入絮凝剂和盐析剂，无外加添液直接回用于织物上浆，降低成本的同时避免高含盐废水的处理与排放。
膜分离产生的渗透液作为反冲洗水清洗膜管，而且渗透液也可作为配制上浆料液部分来源，可节约原水用量。
两步法中膜分离只浓缩至5%~7%与现有膜分离法直接浓缩PVA浓度至10%相比，提高分离效率，降低膜污染程度，便于膜清洗，延长膜使用寿命。另外，在PVA浓度高于7%后，利用膜分离需要压差加大，可造成膜损坏或许更换更耐压膜，从而增加设备成本及运行成本。利用企业现有导热油炉，可在较低成本实现浓缩回用。
减压蒸馏浓缩法产生的蒸汽可通过换热器对洗涤水加热，实现热量综合利用。
两步法是采用物理方法将废水中的PVA回收利用，减少废水排放，而现有好氧厌氧生物处理法却是将PVA分解排放，与此法相比，两步法浓缩周期短，更是具有高的环境效益、经济效益和社会效益，实现退浆废水资源化处理。
附图说明
图1为本发明所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺实施例的工艺组成示意图。
图中：1、精细过滤器 2、废水收集池 3、自吸泵 4、膜分离装置 5、一级PVA浓缩液收集罐 6、自吸泵 7、蒸馏罐 8、二级PVA浓缩液收集罐 9、换热器 10、真空泵11、渗透液收集罐 12、PVA补加罐。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺实施例包括含PVA退浆废水膜分离法系统和减压蒸馏浓缩系统。
所述含PVA退浆废水膜分离法系统设有精细过滤器(1)、废水收集池(2)、自吸泵(3)、膜分离装置(4)、一级PVA浓缩液收集罐(5)、渗透液收集罐(11)和PVA补加罐(12)；所述精细过滤器(1)与废水收集池(2)相连，废水收集池(2)通过自吸泵(3)与膜分离装置(4)相连，膜分离装置(4)浓缩液出口与一级浓缩液收集罐(5)相连，膜分离装置(4)渗透液出口与渗透液收集罐(11)相连，渗透液收集罐(11)一个出口与PVA补加罐(12)相连； 渗透液收集罐(11)另一出口与自吸泵(3)相连，在自吸泵(3)作用下，渗透液作为反冲洗水进入膜分离装置(4)，出水通过膜分离装置(4)渗透液出口重新进入渗透液收集罐(11)。
所述减压蒸馏浓缩系统设有自吸泵(6)、蒸馏罐(7)、二级PVA浓缩液收集罐(8)、换热器(9)和真空泵(10)；所述蒸馏罐(7)上端蒸汽出口通过换热器(9)与真空泵(10)相连，蒸馏罐底端连接二级PVA浓缩液收集罐。
所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于所述膜分离装置(4)的膜采用有机膜。
所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于有机膜的截留分子量40000~70000Dalton。
所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于所述换热器(8)采用间壁式换热器、混合式换热器和蓄热式换热器中的一种或几种。
以下结合图1给出含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺具体实施例。
某含0.5%的PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺方法。
实施例1。
1）含PVA退浆废水膜分离法浓缩：将含0.5%PVA退浆废水泵入精细过滤器(1)，经精细过滤器(1)过滤后收集于废水收集池(2)，通过自吸泵(3)泵入膜分离装置(4)，在温度30oC，膜内压力0.02MPa，膜分离装置(4)运行30min和反冲洗20s条件，浓缩10倍，得含重量百分比5%的一级PVA浓缩液和COD1400mg/L渗透液；一级PVA浓缩液进入一级PVA浓缩液收集罐(5)；渗透液进入渗透液收集罐(11)，过多的渗透液进入PVA补加罐(12)。
2）将通过膜分离系统浓缩的一级PVA浓缩液经自吸泵(6)泵入蒸馏罐(7)，在温度100 oC，蒸馏时间25min，真空压力0.02 MPa条件，浓缩2倍，得含重量百分比10%的二级PVA浓缩液和100 oC水蒸气；二级PVA浓缩液进入二级PVA浓缩液收集罐(8)，水蒸汽在真空泵(10)作用下进入换热器(9)，使得热量再利用。
实施例2。
1）含PVA退浆废水膜分离法浓缩：将含1%PVA退浆废水泵入精细过滤器(1)，经精细过滤器(1)过滤后收集于废水收集池(2)，通过自吸泵(3)泵入膜分离装置(4)，在温度50oC，膜内压力0.06MPa，膜分离装置(4)运行20min和反冲洗25s条件，浓缩6倍，得含重量百分比6%的一级PVA浓缩液和COD1000mg/L渗透液；一级PVA浓缩液进入一级PVA浓缩液收集罐(5)，渗透液进入渗透液收集罐(11)，过多的渗透液进入PVA补加罐(12)。
2）将通过膜分离系统浓缩的一级PVA浓缩液经自吸泵(6)泵入蒸馏罐(7)，在温度105 oC，蒸馏时间20min，真空压力0.04 MPa条件，浓缩2倍，得含重量百分比12%的二级PVA浓缩液和105oC水蒸气；二级PVA浓缩液进入二级PVA浓缩液收集罐(8)，水蒸汽在真空泵(10)的作用下进入换热器(9)，使得热量再利用。
实施例3。
1）含PVA退浆废水膜分离法浓缩：将含2%PVA退浆废水泵入精细过滤器(1)，经精细过滤器(1)过滤后收集于废水收集池(2)，通过自吸泵(3)泵入膜分离装置(4)，在温度70oC，膜内压力0.08MPa，膜分离装置(4)运行15min和反冲洗30s条件，浓缩3.5倍，得含重量百分比7%的一级PVA浓缩液和COD为800mg/L渗透液；一级PVA浓缩液进入一级PVA浓缩液收集罐(5)；渗透液进入渗透液收集罐(11)，过多的渗透液进入PVA补加罐(12)。
2）将经过膜分离系统浓缩的一级PVA浓缩液经自吸泵(6)泵入蒸馏罐(7)，在温度110 oC，蒸馏时间15min，真空压力0.06 MPa条件下、，浓缩1.8倍，得含重量百分比13%的二级PVA浓缩液和115oC水蒸气；二级PVA浓缩液进入二级PVA浓缩液收集罐(8)，水蒸汽在真空泵(10)的作用下进入换热器(9)，使得热量再利用。
以上所述内容，仅为本发明较优的实施方式，但本发明技术性保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域相关人员对其所做的变化或更改，皆视为属于本发明专利的范畴。

Claims (5)

1.含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于包括含PVA退浆废水膜分离法系统和减压蒸馏浓缩系统；
所述含PVA退浆废水膜分离法系统设有精细过滤器（1）、废水收集池（2）、自吸泵（3）、膜分离装置（4）、一级PVA浓缩液收集罐（5）、渗透液收集罐（11）和PVA补加罐（12）；所述精细过滤器（1）与废水收集池（2）相连，废水收集池（2）通过自吸泵(3)与膜分离装置（4）相连，膜分离装置（4）浓缩液出口与一级PVA浓缩液收集罐（5）相连，膜分离装置（4）渗透液出口与渗透液收集罐（11）相连，渗透液收集罐（11）一个出口与PVA补加罐（12）相连， 渗透液收集罐（11）另一出口与自吸泵（3）相连，在自吸泵（3）作用下，渗透液作为反冲洗水进入膜分离装置（4），出水通过膜分离装置（4）渗透液出口重新进入渗透液收集罐（11）；
所述减压蒸馏浓缩系统设有自吸泵（6）、蒸馏罐（7）、二级PVA浓缩液收集罐（8）、换热器（9）和真空泵（10）；所述蒸馏罐（7）上端蒸汽出口通过换热器（9）与真空泵（10）相连，蒸馏罐底端出口联接二级PVA浓缩液收集罐（8）；
所述含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，具有如下步骤：
1）含PVA退浆废水膜分离法浓缩：将含PVA浓度0.5%~2%的退浆废水泵入精细过滤器（1），经预处理后收集于废水收集池（2），经自吸泵（3）将含PVA的废水泵入膜分离装置（4），得到PVA浓度5%~7%的一级PVA浓缩液和COD为800~1400mg/L渗透液；PVA浓缩液进入一级PVA浓缩液收集罐（5），渗透液进入渗透液收集罐（11）；膜分离温度30~70 oC，膜分离工作压力0.02~0.10MPa，浓缩倍数3.5~10倍；膜分离系统运行15~30min后，通过自吸泵（3）将渗透液收集罐（11）中渗透液泵入膜分离装置（4），进行反冲洗过程，反冲洗水通过膜分离装置（4）渗透液出口重新进入渗透液收集罐（11），膜分离与反冲洗过程交替进行；渗透液收集罐（11）中过多的渗透液进入PVA补加罐（12），配制成上浆所需浓度，重新回用于织物上浆；
2）减压蒸馏浓缩：将膜分离法系统浓缩的5%~7% 一级PVA浓缩液，经自吸泵（6）泵入蒸馏罐（7），在温度100~110oC，真空压力0.02~0.06 MPa条件下减压蒸馏浓缩，蒸馏罐（7）内水蒸汽通过真空泵（10）作用进入换热器（9），对纺织印染过程产生的洗涤水加热，实现热量再利用，同时将蒸馏罐（7）内一级PVA浓缩液浓缩至10%~13%，10%~13%二级PVA浓缩液由蒸馏罐底端出口进入二级PVA浓缩液收集罐（8），以便上浆回用；
3）所述膜分离装置（4）的膜采用有机膜，有机膜的截留分子量40000~70000Dalton。
2.如权利要求1所述的含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于所述换热器（9）采用间壁式换热器、混合式换热器和蓄热式换热器中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于在步骤1）中，所述反冲洗过程时间为20~30s。
4.如权利要求1所述的含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于在步骤2）中，所述减压蒸馏浓缩PVA倍数为1.8~2倍。
5.如权利要求1所述的含PVA退浆废水两步法处理及回用新工艺，其特征在于在步骤2）中，所述减压蒸馏所需时间为15min~25min。
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