CN109607933A - 特种纺织印染废水分离浓缩处理工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特种织印染废水分离浓缩处理工艺，包括：对印染废水进行预处理；使用软化树脂对预处理后浓水进行除硬；对浓水池中浓水加碱，使有机物完全水解；对污水进行除盐；将除盐后污水输送至管式膜中进行固液分离；对除盐后浓水进行蒸发浓缩。本发明将特种电驱动分离浓缩处理工艺集脱盐与碱浓缩两种功能于一体，且工艺设备简单，操作自控程度高。且其脱盐、浓缩、分离回收资源，可以保持高流效率，显著提高了膜分离技术选择性和有效性，减少了漏电量和膜的浓差扩散，大大提高了电流效率。

Description

特种纺织印染废水分离浓缩处理工艺及设备

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种特种纺织印染废水分离浓缩处理工艺及设备。

背景技术

纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法，而废水中盐的处理成为整个污水处理项目的关键环节，废水经过除盐后，整个处理系统的运行难度大幅度降低，提高了系统的稳定性，因此脱盐工艺在印染废水处理中具有极其重要的地位。

印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。分析其废水特点，主要为以下方面：水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA 浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。

由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的pH值、CODCr、BOD5、颜色等也各不相同，但其共同的特点是BOD5/CODCr值均很低，一般在20％左右，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5/CODCr值提高到30％左右或更高些，以利于进行生化处理。

印染废水中的碱减量废水，其COD Cr值有的可达10万mg/L以上，pH值≥ 12，因此必须进行预处理，把碱回收，并投加酸降低pH值，经预处理达到一定要求后，再进入调节池，与其它的印染废水一起进行处理。

印染废水的另一个特点是色度高，有的可高达4 000倍以上。所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。

印染行业中，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废水中含量大量增加。特别是PVA浆料造成的COD Cr含量占印染废水总COD Cr的比例相当大，而水处理用的普通微生物对这部分COD Cr很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA的微生物。

另外，因生产的间断运行，故存在着水量水质的波动；对于大量使用还原染料、硫化染料、冰染料等的废水，其化学絮凝效果相对较差。因此处理工艺要考虑这些因素，要有一定的适应水量、水质负荷变化的能力

中国专利公开号：CN202131163U公开了一种印染废水处理回用系统。本实用新型首先采用预处理子系统对印染废水中的色素进行吸附，同时降低了废水粘度；再将经过预处理的印染废水通过微滤膜子系统或超滤膜子系统过滤进行中处理，印染废水经过中处理得到浓缩液和滤出液，所述的浓缩液通入脱水子系统进行脱水处理，所述的滤出液通入纳滤膜子系统或反渗透膜子系统进行处理以最终得到回用水。由此可见，所述系统存在以下问题：

第一，所述系统仅设有单个预处理子系统，无法对污水进行全面的预处理，这样，在对污水进行过滤时，净化效率低。

第二，所述系统在净化污水时，只是进行简单的过滤，无法将过滤后的杂质收集和浓缩。

发明内容

为此，本发明提供一种特种纺织印染废水分离浓缩处理工艺及设备，用以克服现有技术中污水分离效率低的问题。

一方面，本发明提供一种特种织印染废水分离浓缩处理工艺，包括：

步骤1：对印染废水进行预处理后，将其输送至浓水池；

步骤2：使用软化树脂对所述步骤1中预处理后浓水进行除硬；

步骤3：对浓水池中浓水加碱以对其水解，逐步确定加碱量、温度水解时间等因素对母液中有机物的水解影响,使有机物完全水解；

步骤4：水解后对污水进行除盐，通过降温结晶等方法降低母液中无机盐的含量；

步骤5：将所述步骤4中除盐后污水输送至管式膜中进行固液分离；

步骤6：对除盐后浓水进行蒸发浓缩，经过上述步骤处理后对残液中剩余的水、高沸物以及其他副产物进行进一步浓缩。

进一步地，所述步骤1中预处理的方法为MVR预处理。

进一步地，所述步骤3中对浓水进行水解的方法为：对浓水池中废水pH进行调节，使废水中的盐沉淀，沉淀后将浓水池中水输送至反应槽。

进一步地，所述步骤4中除盐的方法为：向水解后浓水内添加碳酸钠溶液，与水中的离子生成沉淀以达到对浓水的除盐。

进一步地，所述步骤5中使用循环泵对污水进行输送。

进一步地，所述步骤5中浓水在分离后水回流至浓缩槽以保持浓缩槽中的混合状态

另一方面，本发明提供一种纺织印染废水分离浓缩处理设备，包括：

用以对污水进行水解和除盐处理的电渗析分离装置；

用以对污水进行蒸发浓缩的蒸发浓缩装置。

进一步地，所述电渗析分离装置包括：

用以盛装污水的浓水槽，所述处理后污水输送至所述电渗析分离装置时，会储存在所述浓水槽中；

与所述污水槽相连，用以对污水进行除盐的反应槽，所述反应槽内部设有多个阳离子交换膜和阴离子交换膜，所述阳离子交换膜与阴离子交换膜交替放置；

与所述反应槽相连，用以盛装水解后污水的淡水槽，所述污水经反应槽水解后，输送至所述淡水槽，淡水槽将其输送至所述蒸发浓缩装置；

分别设置在上述各水槽的出口处，用以输送污水的循环泵。

进一步地，所述蒸发浓缩装置包括：

用以提升污水温度的预热器；

与所述预热器相连，用以蒸发污水的蒸发器；

设置在所述蒸发器出口处，用以抽取蒸汽的压缩机；

分别与所述蒸发器和压缩机相连，用以对污水进行浓缩的分离器，所述分离器通过将蒸汽中多余的水分滤除以对污水进行浓缩。

进一步地，所述蒸发器设有回流管，所述回流管出口端与所述预热器相连，用以对污水进行预热，所述蒸发器对污水蒸发后，高温水蒸气会经回流管回流至所述预热器并将热量传递至污水以对污水进行预热。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明将特种电驱动分离浓缩处理工艺集脱盐与碱浓缩两种功能于一体，且工艺设备简单，操作自控程度高。该技术应用在含盐量30000mg/L以上的高浓度水质或各种化工料液中，它的脱盐、浓缩、分离回收资源，可以保持高流效率。该技术的发明创新，显著提高了膜分离技术选择性和有效性，减少了漏电量和膜的浓差扩散，大大提高了电流效率。特种电驱动膜是电驱动膜分离设备的关键部件。特种电驱动膜分为特种电驱动阳离子交换膜(阳膜)和特种电驱动阴离子交换膜(阴膜)。通过阴、阳离子的选择透过性不同，达到浓缩、分离的目的。

进一步地，本发明使用MVR对污水进行预处理，这样，处理后产生的热能能够在蒸发器系统内多次重复利用所产生的二次蒸汽的热量，使系统内的温度提升 5-20℃，热量可以连续多次的被利用，大幅度减低蒸发器对外来新鲜蒸汽的消耗。提高了热效率，降低了能耗。

进一步地，本发明在对污水处理时使用pH调节剂对污水进行调节，通过调节pH值的方法使污水中的盐析出，以提高所述方法的净化效率。

尤其，本发明所述工艺通过使用碳酸钠溶液，使污水中离子发生反应并快速沉淀，较少了对污水处理的时间，进一步提高了所述方法的净化效率。

进一步地，所述反应槽内部设有多个交替放置的阳离子交换膜和阴离子交换膜，这样，所述反应槽内部形成了多个反应空间，通过各空间内溶液同时发生反应，从而使反应池内溶液充分反应，提高了所述设备的净化效率。

进一步地，所述蒸发器还设有与预热器相连的回流管，这样，蒸发后水蒸气的热量能够重复利用，减少了所述设备的能源消耗。

附图说明

图1为本发明所述电渗析分离装置的结构示意图；

图2为本发明所述蒸发浓缩装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述电渗析分离装置的结构示意图，包括浓水槽1、反应槽2、淡水槽3和循环泵4。其中所述反应槽2与所述浓水槽1相连，用以对污水进行除盐；所述淡水槽3与所述反应槽2相连，用以装载反应槽2 中除盐后的污水；所述循环泵4分别设置在各所述水槽的出口处，用以将污水抽取至指定位置。

当所述电渗析分离装置运行时，水解完成的污水会通过管路输送至所述浓水槽1内部，所述循环泵4将浓水槽1内部的污水输送至反应槽2进行水解反应，水解完成后，循环泵4会将反应池2中的污水输送至淡水池3，并将污水从淡水池3输送至所述蒸发浓缩装置。

具体而言，所述反应池2中设有多个阳离子交换膜和阴离子交换膜，所述阳离子交换膜与阴离子交换膜交替放置，用以增加反应池2中的反应效率。所述阳离子交换膜与阴离子交换膜交替放置后，会形成多个空间，反应池2中浓水会分别在各空间内同时发生反应，从而使污水快速水解。

请参阅图2所示，其为本发明所述蒸发浓缩装置的结构示意图，包括预热器 5、蒸发器6、压缩机7和分离器8。其中，所述预热器5与所述淡水池3相连，用以对水解后的浓水进行预热；所述蒸发器6与所述预热器5相连，用以将预热后的污水蒸发仪对其浓缩；所述压缩机7与所述蒸发器6相连，用以抽取所述蒸发器6输出的水蒸气；所述分离器8与所述压缩机相连，用以对水蒸气中的水分和杂质进行分离。

当所述蒸发浓缩装置运行时，所述预热器5会接收所述淡水池4输送的污水并对其进行预热，预热完成后，将污水输送至所述蒸发器6，蒸发器6对污水进行加热并使其蒸发，将污水蒸发成气体后，所述压缩机7会将其输送至所述分离器8，分离器8将蒸汽中的水分和杂质分离。

具体而言，所述蒸发器6与预热器5之间还设有回流管道，用以对加热后水的热量进行二次利用。当所述蒸发器6对其内部的污水完成加热后，所述回流管道会将加热后的水回流至所述预热器5以对预热器5内部的污水进行预热。

实施例1

某化工厂,生产过程中产生含高CoD,高盐分的废水,经过MVR预处理后剩余的残液仍然含有较高的CO和25％左右的盐分,很难进直接进入生化处理系统。长期以来该残液都是以危废形式承包给别人处理,每吨处理费用15002000元/吨, 成本较高。针对该残液的特点提出了“碱性水解一降温结晶一蒸发浓缩”的处理工艺,并对工艺参数进行了实验性研究。

经检测，残液水质母液为深红褐色液体,无机盐分主要为饱和硫酸钠(约 25％)；未分解完全的硫酸单甲酯、催化剂、烃化物、副产物等,pH＝9.10,COD为 80000-100000mg/L左右。

对所述残液进行处理，处理步骤包括：

步骤1：加碱水解。逐步确定加碱量、温度水解时间等因素对母液中有机物的水解影响,使有机物进一步水解完全。

步骤2：除盐。通过降温结晶等方法尽可能的降低母液中无机盐的含量。

步骤3：蒸发浓缩。经过前两步处理后残液中基本只剩下水和高沸物以及其他一些可能存在的副产物,进一步浓缩。

其中，在对残液进行水解的过程中：

加碱量及反应时间对水解的影响为：40g加碱量/升母液、pH＝13.21为分界点,低于0g片碱时,经过25h后母液的pH值降低到9.28(原液pH＝9.10),并不能保证母液中的有机物分解较完全,需使碱过量,加碱量至少为40g片碱/母液,pH＝13.21,水解时间至少为25h。

温度对水解的影响为：通过实验验证在相同加碱量、相同水解时间条件下,9℃水浴加热后的母液pH明显低于其他温度条件下水解后母液pH,由此确定水解温度为90℃

在对残液进行除盐的过程中：

以MVR一期母液1000ml,加碱40g,90℃水浴回流加热24h以上,冷却至40℃左右后过滤,除去析出的盐(73.8g)后得到的深红色滤液950ml,重1171.6g,作为试验备用。

初次降温结晶的结冰点为-2℃,而每次除去盐后下次的降温结晶的结冰点会相应有所降低,所以,降温过程中初次降温结晶应控制母液温度高于-2℃,经过三次降温结晶后母液中的硫酸钠含量已经较少,过滤的残液进行蒸发浓缩继续除盐。

在对残液进行蒸发浓缩的过程中：

总计蒸出水420m1,其中95℃98℃段蒸出水,主要为沸点较低的有机相,总计60ml,占滤液的6.3％；99℃100蒸出水主要是水,总计195ml,占滤液的 20.5％；101℃106℃为水和一些高沸点的混合物,占滤液的189％随着时间的增加, 滤液的沸点由103℃上升到118℃,这是由于蒸发过程中,不断蒸出水印有机物, 滤液得到浓缩,滤液中只能剩下高废物和盐,沸点不断上升。

在对残液进行处理后，对处理后液体进行检测，包括：

对蒸出水成分进行检测：对经过降温结晶后的母液进行蒸发浓缩实验,在 100min收集蒸出水232ml,COD＝27888,pH＝10.03,经过气相色谱分析测定其主要有机成分为3％醇,含有少量乙醇。110min、180min收集的蒸出水绝大部分为水, 含有少量甲醇、乙醇,COD分别为1593和3386pH分别为10.08和9.91。

对眼分钟的有机物含量进行测定：将直接蒸发浓缩得到盐与先降温结晶后蒸发浓缩得到盐进行烧失量测定实验。实验结果如表1所示:

表1

对蒸出水的BOD进行测定：取一定量水解后蒸出水,测定COD为22896mg/L, 稀释100倍后进行BOD测定,经过5日细菌培养后测得BOD为190mg/L,可生化性较好,蒸出水可进生化系统。

经过上述实施例可以得出：MVR残液在强碱性条件下其中的酯类和一些副产物可水解完全,最佳水解条件为:pH＝13.21,在90℃水浴加热条件下回流25h将水解过滤后的残液经过降温结晶可除去残液中90％的NaSO4最佳工艺条件为：在 -2℃-0℃、速搅拌的条件下降温结晶，最后经过蒸发浓缩除去剩余的盐分，最终残液量可减少85％-90％。将回收的副产盐可以买给氯碱厂产生一定的经济效益, 而且还解决了环境污染问题。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种特种织印染废水分离浓缩处理工艺，其特征在于，包括：

步骤1：对印染废水进行预处理后，将其输送至浓水池；

步骤2：使用软化树脂对所述步骤1中预处理后浓水进行除硬；

步骤3：对浓水池中浓水加碱以对其水解，逐步确定加碱量、温度水解时间等因素对母液中有机物的水解影响,使有机物完全水解；

步骤4：水解后对污水进行除盐，通过降温结晶等方法降低母液中无机盐的含量；

步骤5：将所述步骤4中除盐后污水输送至管式膜中进行固液分离；

步骤6：对除盐后浓水进行蒸发浓缩，经过上述步骤处理后对残液中剩余的水、高沸物以及其他副产物进行进一步浓缩。

2.根据权利要求1所述的纺织印染废水分离浓缩处理工艺，其特征在于，所述步骤1中预处理的方法为MVR预处理。

3.根据权利要求1所述的纺织印染废水分离浓缩处理工艺，其特征在于，所述步骤3中对浓水进行水解的方法为：对浓水池中废水pH进行调节，使废水中的盐沉淀，沉淀后将浓水池中水输送至反应槽。

4.根据权利要求1所述的纺织印染废水分离浓缩处理工艺，其特征在于，所述步骤4中除盐的方法为：向水解后浓水内添加碳酸钠溶液，与水中的离子生成沉淀以达到对浓水的除盐。

5.根据权利要求1所述的纺织印染废水分离浓缩处理工艺，其特征在于，所述步骤5中使用循环泵对污水进行输送。

6.根据权利要求1所述的纺织印染废水分离浓缩处理工艺，其特征在于，所述步骤5中浓水在分离后水回流至浓缩槽以保持浓缩槽中的混合状态。

7.一种如权利要求1所述的纺织印染废水分离浓缩处理设备，其特征在于，包括：

用以对污水进行水解和除盐处理的电渗析分离装置；

用以对污水进行蒸发浓缩的蒸发浓缩装置。

8.根据权利要求7所述的纺织印染废水分离浓缩处理设备，其特征在于，所述电渗析分离装置包括：

用以盛装污水的浓水槽，所述处理后污水输送至所述电渗析分离装置时，会储存在所述浓水槽中；

与所述浓水槽相连，用以对污水进行除盐的反应槽，所述反应槽内部设有多个阳离子交换膜和阴离子交换膜，所述阳离子交换膜与阴离子交换膜交替放置；

与所述反应槽相连，用以盛装水解后污水的淡水槽，所述污水经反应槽水解后，输送至所述淡水槽，淡水槽将其输送至所述蒸发浓缩装置；

分别设置在上述各水槽的出口处，用以输送污水的循环泵。

9.根据权利要求7所述的纺织印染废水分离浓缩处理设备，其特征在于，所述蒸发浓缩装置包括：

用以提升污水温度的预热器；

与所述预热器相连，用以蒸发污水的蒸发器；

设置在所述蒸发器出口处，用以抽取蒸汽的压缩机；

分别与所述蒸发器和压缩机相连，用以对污水进行浓缩的分离器，所述分离器通过将蒸汽中多余的水分滤除以对污水进行浓缩。

10.根据权利要求9所述的纺织印染废水分离浓缩处理设备，其特征在于，所述蒸发器设有回流管，所述回流管出口端与所述预热器相连，用以对污水进行预热，所述蒸发器对污水蒸发后，高温水蒸气会经回流管回流至所述预热器并将热量传递至污水以对污水进行预热。