CN107324612B - 醋酸纤维生产废水资源化回收方法及其回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种醋酸纤维生产废水资源化回收系统，具有好氧膜生物处理系统和资源化回收系统；好氧膜生物处理系统含有射流曝气池、渗透膜池，这两个池中均保持水温15‑45℃。资源化回收系统具有纳滤装置，将大部分纳米级成份滤出，大量镁离子等较大离子的溶液成为尾液，尾液再将高炉烟气中的含硫气体充分吸收。本发明的回收方法能够高效处理醋酸纤维生产中的大量废水，能分级分离废水中多种不同成份，有价值的物质得到充分回收，又减少了三废综合治理的设备投入。

Description

醋酸纤维生产废水资源化回收方法及其回收系统
技术领域
本发明涉及一种废水的净化处理技术。
背景技术
醋酸纤维等化工企业生产中会产生大量的废水，这些废水不能直接排放，需要进行净化处理，其中的有用物质需要回收再利用，有害物质需要去除。
专利申请号为2016109736715 的发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种醋酸纤维素废水处理工艺。针对现有醋酸纤维素废水处理时有机物和氨氮去除率低等问题，本发明提供一种醋酸纤维素废水处理工艺，包括以下步骤：a、醋酸纤维素废水经中和、絮凝、沉降后，转入水解酸化池处理；b、水解酸化池溶氧0.5～2mg/l，处理12～22h；c、废水转入生物接触氧化池，处理20～35h后，转入沉降池；d、沉降池中废水自然沉降6～8h，废水处理完成。该发明对去除金属离子和酸根的作用较小。
专利申请号为201510423968X 的发明公开了一种水产养殖废水的曝气过滤处理装置，旨在提供一种能够对水产养殖废水的进行循环处理、利用的水产养殖废水的曝气过滤处理装置。它包括沉淀池，曝气池，机械过滤设备及增氧池，所述沉淀池与曝气池相连通，所述机械过滤设备包括抽水管道，水泵及第一排水管，所述抽水管道的一端与曝气池相连，另一端与水泵的进水口相连接，该发明未采用滤膜等过滤装置，对纳米级成分不能有效分离。
专利申请号为2011100806599 的发明公开了一种纳滤处理含碱废水的装置，涉及废水处理领域。该装置包括储水池，用泵与预处理池链接，预处理池连接回流池，并且预处理池与回流池之间设有阀门，回流池自通过阀门与泵连接，再连接到纳滤装置，纳滤装置的排水口与纯水池连接，浓液出口通过阀门分别连接回流池。该发明的纳滤装置虽能对纳米级微粒有较好的过滤效果，但是对废水中的有机物缺少处理，净化不彻底，还需要后续的深化处理。
发明内容
发明目的：
提供一种有害物质被分解消化、有用成分分别予以回收、处理后的水质能够重复使用的醋酸纤维生产废水资源化回收的方法及其系统。
技术方案：
本发明公开的醋酸纤维生产废水资源化回收系统，具有按醋酸纤维生产废水（其中含有钠离子、钾离子、大量镁离子、钙离子、少量硫酸根离子、有机物质和醋酸纤维杂质等）流经顺序连通的好氧膜生物处理系统和资源化回收系统；好氧膜生物处理系统含有按废水流经顺序连通的射流曝气池、（或者还有鼓风曝气池）、渗透膜池，射流曝气池或者还有鼓风曝气池中，放置有好氧微生物，以便分解消化废水中的有机物质（好氧微生物比厌氧微生物更适合，因为好氧微生物和氧气对醋酸纤维本身和回收系统设备没有不良影响，而且便于醋酸纤维生产废水中吹气补氧，加强分解效果）。
在好氧膜生物处理系统中优选配置有控温装置，控制其中的废水均保持25-40℃的温度，以保证微生物活性所需要的温度。
射流曝气池上方具有加注压缩空气喷射废水的射流装置，压缩空气既能够补充池中微生物需要的氧气，同时喷射作用使得射流曝气池中不易产生沉淀，废水中所有成份能够均匀流向下一处理池。
鼓风曝气池内具有从池底或池壁吹入空气的鼓风装置，便于废水曝气更充分，池中废水的醋酸纤维固态成份充分混溶悬浮于溶液中（因为纤维装的醋酸纤维容易沉积或者缠结），具有较好的流动性，而且可进一步补充水中氧气。
渗透膜池中具有MBR渗透膜，该MBR渗透膜的孔隙能够将流进的废水进行渗透过滤，大部分的固态物质（如醋酸纤维丝束）和微生物被阻挡留在池中（醋酸纤维丝束数量多了以后另行取出排放），水溶性的物质（离子和小分子）透过MBR渗透膜流向资源化回收系统。
资源化回收系统具有连通上述水溶性物质的入口、纳滤装置（纳米级的过滤滤芯或纳滤膜）、中水出口和尾液出口。经过纳滤装置过滤后形成的中水通过中水出口流出，其余尾液通过尾液出口流出。纳滤装置能够将经过好氧膜生物处理系统处理后的醋酸纤维废水里的大部分的钾离子、钠离子、水分子等纳米级成份滤出，成为中水。而富含大量镁离子、少量钙离子和硫酸根离子等较大离子的溶液成为尾液。
尾液出口可以再与高炉烟气管路相连接，用于快速吸收冷却高炉烟气，形成混合溶液，通过控制尾液与烟气的各自的流速流量或者配置辅助的热交换设施，使得高温烟气快速降温，混合溶液的温度控制在45-60℃（温度稍高于好氧膜生物处理系统中溶液温度，使得微生物灭活，避免尾液中的大量活性微生物排出后危害环境。但是温度过高时烟气中的硫化物不能充分吸收；温度低与这个范围时，硫化物与含镁离子的溶液难以形成快速高效的化学反应，气体硫化物仍然会溢出很多），既将高炉烟气中的含硫气体充分吸收，又在此温度范围与富余的镁离子进行充分的物理反应、化学反应（溶解、水合和中和反应）结合形成富含硫酸镁的溶液，使得原来偏碱性的水溶液被中和，减少对后续设备的腐蚀。同时又减少了高炉烟气中有害成分的排放。然富含后硫酸镁的溶液再连接蒸发结晶装置进行蒸发，得到硫酸镁晶体。从而实现废水中有用资源金属镁离子和烟气中有用硫资源的回收。
纳滤排出的中水中有害杂质较少，PH值合适，而且富含的钾离子、钠离子对醋酸纤维的原料二醋片具有更好的助溶软化作用，可以回用于醋酸纤维生产线前期的丙酮溶解二醋片的生产环节中。还有部分中水可以用于MBR滤膜和纳滤装置的反向冲洗作业。
有益效果：
本发明能够高效率处理醋酸纤维生产中产生的大量废水，能分级分离废水中含有的固态物质、大离子、小离子、含硫物质等多种不同成份，其中有害的有机成分得到充分的分解消化，便于后续的再利用。而且废水中有价值的物质特别是含量较多的金属镁离子得到充分回收。处理后的中水水质较好，可以回用于醋酸纤维生产中，同时结合处理了高炉烟气，既减少三废排放，符合环保要求，又减少了三废处理设备的投入，降低了生产成本，提高了经营效益。
附图说明
图1是本发明系统的一种结构及工艺流程示意图。
图中，1-射流管路；2-射流曝气池；3-曝气池；4-MBR渗透膜；5-渗透膜池；6-纳滤装置；7-净化气体出口；8-纳滤膜；9-中水出口；10-高炉尾气入口；11-吸收池；12-硫酸镁晶体；13-再结晶池；14-爆气入口；15-微生物；16-醋酸纤维；100-好氧膜生物处理系统；200-资源化回收系统。
具体实施方式
如图1所示的醋酸纤维生产废水资源化的回收系统中，具有好氧膜生物处理系统和资源化回收系统。
好氧膜生物处理系统含有按废水流经顺序连通的射流曝气池、渗透膜池，射流曝气池上方具有加注压缩空气喷射废水的射流装置，射流曝气池中放置有好氧微生物；在渗透膜池之间连接有鼓风曝气池，鼓风曝气池内具有从池底或池壁吹入空气的鼓风装置。
渗透膜池中具有MBR渗透膜，该MBR渗透膜的孔隙能够将流进的废水进行渗透过滤，大部分的固态物质和微生物被阻挡留在池中，水溶性的物质透过MBR渗透膜流向资源化回收系统；
资源化回收系统中具有水溶性物质入口、纳滤装置、中水出口和尾液出口，上述水溶性的物质经过水溶性物质入口进入，经过纳滤装置过滤后形成中水，中水通过中水出口流出，余下的尾液通过尾液出口流出。
所述的纳滤在进行回收处理时，可以将大部分的钾离子、钠离子、水分子等纳米级成份滤出，成为所述的中水，通过中水出口流出；所述的尾液中富含大量镁离子、少量钙离子和硫酸根离子，通过尾液出口排出。
接着，将高炉烟气出口连通所述的尾液出口，采用尾液快速吸收高炉烟气中的含硫气体，并反应形成硫酸镁溶液，硫酸镁溶液再连通蒸发结晶装置进行蒸发，最后得到硫酸镁晶体，实现硫元素、镁元素等有用成分的充分回收利用。

Claims (4)

1.一种醋酸纤维生产废水资源化回收方法，其特征在于：在醋酸纤维生产过程所产生的废水流经路线中，先采用好氧膜生物处理系统进行净化处理，接着采用资源化回收系统进行回收处理；
好氧膜生物处理系统含有按废水流经顺序连通的射流曝气池、渗透膜池，射流曝气池上方具有加注压缩空气喷射废水的射流装置，射流曝气池中放置有好氧微生物；
渗透膜池中具有MBR渗透膜，该MBR渗透膜的孔隙能够将流进的废水进行渗透过滤，大部分的固态物质和微生物被阻挡留在池中，水溶性的物质透过MBR渗透膜流向资源化回收系统；
资源化回收系统中具有水溶性物质入口、纳滤装置、中水出口和尾液出口，所述水溶性物质经过水溶性物质入口进入，经过纳滤装置过滤后形成中水，中水通过中水出口流出，余下的尾液通过尾液出口流出；
通过控制尾液与烟气各自的流速流量，或者还采用置辅助的热交换设施，使得混合溶液的温度控制在45-60℃；
将高炉烟气出口连通所述的尾液出口，采用尾液快速吸收高炉烟气中的含硫气体并反应形成硫酸镁溶液，硫酸镁溶液再连通蒸发结晶装置进行蒸发，得到硫酸镁晶体；
所述的纳滤装置处理时，将大部分的钾离子、钠离子、水分子纳米级成份滤出，成为所述的中水，通过中水出口流出；所述的尾液中富含大量镁离子、少量钙离子和硫酸根离子，通过尾液出口排出；纳滤装置的中水出口连通并回流到醋酸纤维生产线前期的丙酮溶解二醋片的生产管路中。
2.如权利要求1所述的醋酸纤维生产废水资源化回收方法，其特征在于：好氧膜生物处理系统中配置有控温装置，控制其中的废水保持25-40℃的温度。
3.一种醋酸纤维生产废水资源化的回收系统，其特征在于：采用权利要求1或2所述的回收方法，在射流曝气池、渗透膜池之间连接有鼓风曝气池，鼓风曝气池内具有从池底或池壁吹入空气的鼓风装置。
4.如权利要求3所述的醋酸纤维生产废水资源化回收系统，其特征在于：纳滤装置的中水出口连通并回流到醋酸纤维生产线前期的丙酮溶解二醋片的生产管路中。
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