CN108503084B

CN108503084B - 一种脱色树脂再生废液的处理工艺

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Publication number: CN108503084B
Application number: CN201810315725.8A
Authority: CN
Inventors: 凌国庆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2019-09-20
Anticipated expiration: 2038-04-10
Also published as: CN108503084A

Abstract

本发明公开了一种脱色树脂再生废液的处理工艺，它将脱色树脂再生废液经过滤器过滤后，再经纳滤膜过滤，回收所得透过液，向所得截留液中加入石灰乳，并通入烟道气饱充；饱充后的混合体系经板框过滤后，回收所得透过液，所得截留液重复前述操作。与现有技术相比，本发明能有效去除树脂再生废液中的色素；树脂再生液的回用率高，低了生产成本；操作简单，高效、节能、减排。

Description

一种脱色树脂再生废液的处理工艺

技术领域

本发明属于化学领域，具体涉及一种脱色树脂再生废液的处理工艺。

背景技术

离子交换树脂可以广泛应用于水处理、食品工业、制药行业、合成化学和石油化学工业、环保行业、湿法冶金行业等，主要用于脱盐、脱色、产品纯化等。脱色树脂主要用于食品工业中的多酚类色素、焦糖色素、天然色素等的高效脱除。其脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低。离子交换树脂的可反复利用是离子交换树脂在工业生产中获得广泛应用的主要优点之一

离子交换树脂使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要进行再生处理，用化学药剂将树脂所吸附的离子、色素或其他杂质洗脱除去，使之恢复原来的组成和性能。但是离交再生液中含有大量的再生试剂和色素，这些再生试剂的盐分一般为NaCl和NaOH，如果直接排放到污水处理系统中，一方面造成极大的浪费，另一方面，盐分会使生化池中的菌迅速死亡，无法进行生化处理。即使去除盐分，色素的含量也很高，平均有15万IU，传统的污水处理系统无法去除色素，最终出水色值也无法达标。

对于脱色树脂再生废液的治理，国内外有的研究人员通过纳滤膜过滤的方法，可以回收其中的60-70％的再生废液，但是纳滤膜浓缩液不能有效的处理，色素的含量更高，更难处理；有的研究人员通过MVR或其他蒸发的方式，希望将脱色树脂再生废液的水分蒸发，盐分填埋，这一方面设备投资成本很高，另一方面，能耗较高，且盐分和水分不能回收利用，造成了极大地浪费。有的研究人员尝试用焚烧的方式处理，但是，会带来大气污染，且需要消耗大量的能源。有的研究人员用颗粒活性炭吸附，用次氯酸钠、次氯酸钙、氯气或臭氧将它氧化。也有研究人员通过加入磁粉、活性炭、过氧化氢，通过磁力分离，但活性炭的处理又带来新的问题，且成本较高。还有的研究人员通过高压电弧放点，将色素氧化，但是，此方法暂时无法大规模应用，只能停留在实验室阶段，且不能有效的去除悬浮物等杂志，无法回用，造成盐分的浪费。甚至，国内有些炼糖企业，因为用到脱色树脂，产生了脱色树脂再生废液，目前还没有好的方法处理，只能放在废水池中，希望通过蒸发的方式，减少脱色树脂再生废液的量，但此方法是“治标不治本”，无法从根本上解决问题。

现阶段的处理方法总结后，有以下缺点：

1、不能或只能部分回收脱色树脂再生废液中的盐分和水分，造成盐分和水分的极大浪费。

2、能耗高，投资高，效益低。

3、会带来新的污染源。

4、装置复杂，操作工序段多，消耗较多人工成本。

有鉴于此，依然有待于提出一种改进的脱色树脂再生废液的处理工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种脱色树脂再生废液的处理工艺，以解决现有技术存在的效果不佳等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种脱色树脂再生废液的处理工艺，它包括如下步骤：

(1)将脱色树脂再生废液经过滤器过滤后，再经纳滤膜过滤，回收所得透过液，收集截留液备用；

(2)向步骤(1)中所述的截留液中加入石灰乳，并通入烟道气饱充；

(3)向步骤(2)中饱充后的混合体系经板框过滤后，回收所得透过液，所得截留液重复步骤(2)中的操作；

其中，步骤(1)和步骤(3)中所得的透过液回收用于树脂再生，步骤(3)中所得的截留液可以和步骤(1)中所得的截留液混合后一起进行步骤(2)中的操作。

步骤(1)中，所述的过滤器为保安过滤器，优选袋式过滤器；过滤精度为1～10um，过滤压力为0.2～0.6MPa。

步骤(1)中，所述的纳滤膜为卷式纳滤膜或陶瓷纳滤膜，截留分子量为100～1000Da，优选150～500Da。

在纳滤过程中，当纳滤膜截留分子量为100Da时，其通量仅为1000Da分子量纳滤膜的40％，且需要2.5MPa压力作为膜设备运行的驱动力；纳滤膜分子量为1000Da时，通量比500Da大25％，比300Da分子量的纳滤膜通量大40％，但是会有3％左右的色素透过纳滤膜，降低滤液质量。

步骤(1)中，纳滤膜过滤时，温度为10～50℃，优选30～40℃；压力为0.5～2.5MPa，优选0.8～2.0MPa。

进一步的，在温度为40℃，压力为1.5MPa，纳滤膜截留分子量为150～300Da时，过滤通量下降缓慢，且可浓缩近5倍，色素去除率99％以上，滤液液质量很好。

步骤(2)中，所述的石灰乳为氢氧化钙的水溶液，浓度为5～25Brix，优选为10～20Brix。

当石灰乳浓度为5～10Brix时，会稀释树脂再生废液的盐分，也浪费水资源，且需要添加石灰乳的量增加；当石灰乳浓度为20～25Brix时，石灰乳浓度太高，粘度较大，在工业化生产时，不利于输送物料。

步骤(2)中，石灰乳的体积为步骤(1)中截留液体积的0.1～30％，优选为1～6％。

当石灰乳添加量为0.1～1％时，脱色率约为95％；当添加量为6～30％时，添加的石灰乳量增加，会洗水脱色树脂再生废液的盐分。

步骤(2)中，所述的烟道气中，二氧化碳的浓度为5～100％，优选为10～100％。

步骤(2)中，将烟道气替换为二氧化碳气体。

发明人发现，烟道气中二氧化碳的浓度越高，饱充的效率越高，时间越短，有利于提高生产效率。

步骤(2)中，饱充温度为20～60℃，优选为20～40℃；饱充至混合体系的pH为7～8。

步骤(3)中，板框过滤的精度为1～25um，优选1～10um；过滤压力为0.2～0.8MPa，优选0.3～0.5MPa。

进一步的，在石灰乳浓度为12～18Brix，添加量为1～6％，二氧化碳浓度为10～100％，饱充温度为20～40℃，饱充至pH为7～8，板框过滤精度为1～10um，过滤压力为0.3～0.5Mpa时，脱色率大于99％。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：

1、采用纳滤先过滤树脂再生废液，可以有效的去除树脂再生废液的色素，其脱色率高达99.5％。

2、采用碳饱充工艺处理纳滤膜浓缩液，可以处理最难处理、色素含量最高的废液，并回收盐分和水。

3、采用上述工艺，可以100％完全回收树脂再生废液中的盐分和水分，在工厂实际生产时，再生树脂工序段，可以完全不需要补加再生试剂，每年为企业节省大批的树脂再生费用。

4、该工艺对新设备和传统工艺的参数做了大量的优化工作，得到最优的生产工艺参数，保证了生产的高效节能的运行，同时产品的品质较高。该生产工艺比较节能，相比较传统生产工艺，自动化程度高，可节省50％的人工费用，经济效益显著。

5、本工艺没有污水排到工厂的污水处理系统，减轻工厂环保负担，节能减排。

6、生产工艺较为简单，流程较短，控制过程简单，人员劳动强度和使用量大大减少，纳滤膜出水质量稳定。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

对比例

以下示例为树脂再生废液的某传统生产工艺：

将树脂再生废液通过蒸发或燃烧的方式，最后蒸发成盐分固体。最终盐分和水的回收率0％。

实施例1

如图1所示，本发明所述一种脱色树脂再生废液的处理工艺包括以下步骤：

(1)将树脂再生液废液通过保安过滤器预过滤，再将保安过滤器滤液通过纳滤膜过滤脱色，得到纳滤膜清液回用于树脂再生；

(2)将纳滤膜浓缩液添加石灰乳，再通入烟道气或二氧化碳气体饱充；

(3)将饱充后的纳滤膜浓液通过板框过滤，再将得到的板框清液通过纳滤膜过滤脱色，脱色液同样回用于树脂再生，浓液同样返回步骤(2)工序。

步骤(1)中，所述的保安过滤器为袋式过滤器，过滤精度为1um，过滤压力为0.6MPa。步骤(1)中，所述的纳滤膜为卷式纳滤膜或陶瓷纳滤膜，截留分子量为100Da；过滤时，温度为10℃，压力0.5MPa。

步骤(2)中，所述的石灰乳的浓度为5Brix，添加量为0.1％(V/V)。

步骤(2)中，所述的烟道气或二氧化碳气体，二氧化碳的浓度为5％，饱充温度为20℃，饱充到pH9。

步骤(3)中，所述的板框过滤精度为1um。过滤时，压力为0.8MPa。

经过该实施例，脱色树脂再生废液的脱色率为98.5％，树脂再生废液盐分和水的回收率为97.1％，但是纳滤膜和板框过滤的通量较小，饱充时间为6小时饱充的pH为9，造成板框清液中的硬度较高，达到800mg/L。

实施例2

步骤(1)中，所述的保安过滤器为袋式过滤器，过滤精度为10um，过滤压力为0.2MPa。步骤(1)中，所述的纳滤膜为卷式纳滤膜或陶瓷纳滤膜，截留分子量为1000Da；过滤时，温度为50℃，压力为0.5MPa。

步骤(2)中，所述的石灰乳的浓度为25Brix，添加量为0.1～30％(V/V)。

步骤(2)中，所述的烟道气或二氧化碳气体，二氧化碳的浓度为100％，饱充温度为60℃，饱充到pH 7。

步骤(3)中，所述的板框过滤精度为25um。过滤时，压力为0.2MPa。

经过该实施例，脱色树脂再生废液的脱色率为96.2％，树脂再生废液盐分和水的回收率为97.1％，纳滤膜和板框过滤的通量很大，但是加入的石灰乳量太大，造成饱充时间高达11小时，且稀释了盐分，板框滤液的硬度为200mg/L。

实施例3

步骤(1)中，所述的保安过滤器为袋式过滤器，过滤精度为5um，过滤压力为0.4MPa。步骤(1)中，所述的纳滤膜为卷式纳滤膜或陶瓷纳滤膜，截留分子量为500Da；过滤时，温度为40℃，压力为1.5MPa。

步骤(2)中，所述的石灰乳的浓度为15Brix，添加量为5％(V/V)。

步骤(2)中，所述的烟道气或二氧化碳气体，二氧化碳的浓度为10％，饱充温度为30℃，饱充到pH8。

步骤(3)中，所述的板框过滤精度为1-25um。过滤时，压力为0.2-0.8MPa。

经过该实施例，脱色树脂再生废液的脱色率为97.5％，树脂再生废液盐分和水的回收率为97.1％，但是纳滤膜和板框过滤的通量较小，饱充时间为10小时，板框滤液的硬度为250mg/L。

实施例4

步骤(1)中，所述的保安过滤器为袋式过滤器，过滤精度为5um，过滤压力为0.3MPa。步骤(1)中，所述的纳滤膜为卷式纳滤膜或陶瓷纳滤膜，截留分子量为150Da；过滤时，温度为30℃，压力为2.0MPa。

步骤(2)中，所述的石灰乳的浓度为18Brix，添加量为2％(V/V)。

步骤(2)中，所述的烟道气或二氧化碳气体，二氧化碳的浓度为100％，饱充温度为20℃，饱充到pH 7.5。

步骤(3)中，所述的板框过滤精度为5um。过滤时，压力为0.4MPa。

经过该实施例，脱色树脂再生废液的脱色率为98.3％，树脂再生废液盐分和水的回收率为100％，饱充时间为1小时，板框滤液的硬度为220mg/L。

实施例5

步骤(1)中，所述的保安过滤器为袋式过滤器，过滤精度为10um，过滤压力为0.3MPa。步骤(1)中，所述的纳滤膜为卷式纳滤膜或陶瓷纳滤膜，截留分子量为300Da；过滤时，温度为35℃，压力为1.6MPa。

步骤(2)中，所述的石灰乳的浓度为15Brix，添加量为2.5％(V/V)。

步骤(2)中，所述的烟道气或二氧化碳气体，二氧化碳的浓度为16％，饱充温度为25℃，饱充到pH 7.4。

步骤(3)中，所述的板框过滤精度为2um。过滤时，压力为0.5MPa。

经过该实施例，脱色树脂再生废液的脱色率为98.7％，树脂再生废液盐分和水的回收率为99.1％，纳滤膜和板框过滤的通量合适，饱充时间为1.5小时，板框滤液的硬度为210mg/L。

Claims

1.一种脱色树脂再生废液的处理工艺，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤(1)中，所述的过滤器为保安过滤器，过滤精度为1～10um，过滤压力为0.2～0.6MPa；

步骤(2)中，所述的石灰乳为氢氧化钙的水溶液，浓度为5～25Brix；

步骤(2)中，石灰乳的体积为步骤(1)中截留液体积的0.1～30％；

步骤(2)中，所述的烟道气中，二氧化碳的浓度为5～100％；

步骤(2)中，饱充温度为20～60℃，饱充至混合体系的pH为7～9；

步骤(3)中，板框过滤的精度为1～25um，过滤压力为0.2～0.8MPa。

2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述的纳滤膜为卷式纳滤膜或陶瓷纳滤膜，截留分子量为100～1000Da。

3.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，纳滤膜过滤时，温度为10～50℃，压力为0.5～2.5MPa。

4.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤(2)中，将烟道气替换为二氧化碳气体。