CN112390440A - 一种纺练车间酸性水循环再利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，包括以下步骤：(1)将纺练车间产生的高浓度的切断废水与低浓度的一水洗废水分离；(2)将一水洗废水分为三部分，一部分经过过滤后作为切断水使用，另一部分作为第一道洗丝水进行循利用，剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理；(3)将切断废水经过过滤去除杂质，再进行浓缩到正常酸浴组成；(4)达到正常酸浴组成的切断废水浓缩液过滤后，回用于酸浴系统。本发明采用两部分浓度不同的废水分开处理的方式，不仅实现高浓度切断废水回收再利用，低浓度一水洗废水二次利用作为切断水和第一道洗丝水，节约生产水消耗，降低生产成本，而且减少高盐废水排放，降低污水处理成本，保护环境。

Description

一种纺练车间酸性水循环再利用的方法
技术领域
本发明涉及粘胶酸浴生产技术领域，尤其涉及一种纺练车间酸性水循环再利用的方法。
背景技术
随着行业竞争和环保政策的日益严格，排水总盐控制严格要求，粘胶企业开始重视酸性水的回用处理，尤其切断废水含盐量更高。目前，已有粘胶企业采用蒸发的方式对酸性废水进行浓缩回用，但普通蒸发设备投资大，运行费用高，所以成本高、能耗大难题成为酸性水浓缩回用工艺发展的最大制约。申请人研究将高浓度切断废水和一水洗废水分离，对高浓度切断废水和低浓度一水洗废水分别单独回收，采用更加节能高效的处理工艺不仅能优化生产线废水处理工艺，回用可利用组份，降低生产成本，降低公司整体污水COD,而且对整个粘胶纤维产业的良性发展具有推动和指导意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，将纺练车间酸性废水中的切断废水与一水洗废水分离，将高浓度的切断废水输送到酸浴车间，再经多效蒸发浓缩后回用于生产系统，低浓度的一水洗废水分成三部分分别处理，可实现资源循环利用，节能减排，降低污染的目的。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，包括以下步骤：
(1)将纺练车间产生的高浓度的切断废水与低浓度的一水洗废水分离；
(2)将一水洗废水分为三部分，一部分经过过滤后作为切断水使用，另一部分作为第一道洗丝水进行循利用，剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理；
(3)将切断废水经过过滤去除杂质，再进行浓缩到正常酸浴组成；
(4)达到正常酸浴组成的切断废水浓缩液过滤后，回用于酸浴系统。
本发明的有益效果是：本发明更改纺练车间原有酸性水全部混合后降温都直接外排工艺，而采用两部分浓度不同的废水分开处理的方式，不仅实现高浓度切断废水回收再利用，低浓度一水洗废水二次利用作为切断水和第一道洗丝水，节约生产水消耗，降低生产成本，而且减少高盐废水排放，降低污水处理成本，保护环境。
本发明从根本上解决了粘胶行业酸性水直接外排未利用难题，实现一水洗废水循环利用，同时采用高效降膜蒸发工艺回收切断废水中的硫酸、硫酸锌和硫酸钠有用组分，既能降低生产成本，又可减少高盐废水排放来保护环境，对粘胶企业的发展有积极推动作用。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤(1)中，所述纺练车间具有单线12万吨产能的生产线，其产生的切断废水流量为50m3/h-70m3/h，一水洗废水流量为140m3/h-160m3/h，并在铺毛成型槽之前进行完全分离。
采用上述进一步方案的有益效果是：纺练车间酸性废水原有工艺为切断废水经铺毛成型槽后进入酸性水罐，同时一水洗废水也进入酸性水罐混合稀释，经过换热器换热降温后输送到动力污水厂进行处理,酸性废水全部外排没有回收，本申请将工艺调整为把高浓度切断废水与低浓度一水洗废水在铺毛成型槽之前分离，分别进行回收处理。
进一步，步骤(2)中，将所述一水洗废水分为三部分，流量为50m3/h-70m3/h的一部分经过过滤后直接作为切断水使用，流量为80m3/h-100m3/h的另一部分通过蒸汽喷射泵提温1℃-2℃作为第一道洗丝水进行循利用，流量为10m3/h-30m3/h的剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理。
采用上述进一步方案的有益效果是：原有工艺使用软水作为第一道洗丝水，只利用一次，使用后得到的一水洗废水降温到65℃以下排放到污水厂去处理，造成水资源浪费，同时一水洗废水中含有硫酸、硫酸锌和硫酸钠，不仅造成资环资源浪费，而且高盐排放造成处理成本增加。本发明中优化原有粘胶生产工艺，由于一水洗废水落水温度与切断水温度一样，但是含有纤维杂质，含酸较高，对切断刀腐蚀性强，原本是不能作为切断水使用的，但是申请人已经开发出耐腐蚀切断刀，所以一水洗废水通过过滤去除掉其中杂质后可以完全代替切断水直接使用，这部分一水洗废水流量为50m3/h-70m3/h，切断废水流量也为50m3/h-70m3/h，切断水和切断废水的流量基本一致，供需基本相同。这样做，不但节省切断水软水用量，同时不再需要新鲜蒸汽给软水升温作为切断水使用(温度都是70-80℃，比较接近)，既减少软水消耗，又节约蒸汽，同时由于一水洗废水中含有硫酸、硫酸锌和硫酸钠，导致替代使用的切断水浓度提高，切断废水浓缩过程需要蒸发的水量会减少，进一步减少高浓度切断废水浓缩过程中蒸汽消耗；同时另一部分一水洗废水通过蒸汽喷射泵提温后进行循环利用(重新作为第一道洗丝水)，蒸汽喷射泵的作用一是为一水洗废水提供动力进行循环使用，另一个是补充一水洗废水循环使用中的温度损失。通过这两部分一水洗废水的处理，实现水资源的重复利用，而由于纺丝工艺过程中会带入新的水份，一水洗废水除去作为切断水和循环使用的部分，剩余部分不能直接回收，可外排到污水处理厂中，用于中和制胶车间和纺练车间的碱性水。
一水洗废水温度70℃-80℃，硫酸浓度为7g/l-10g/l，硫酸锌0.5g/L-1g/L，硫酸钠20g/L-40g/L，酸浴浓度低，使用蒸发技术浓缩回用，经过成本核算，运行费过高，不具备直接浓缩回用价值，考虑申请人已经开发出耐腐蚀切断刀，所以一水洗废水通过过滤去除掉其中杂质后代替切断水使用，同时一水洗废水与切断水温度相同，可直接作为纺丝切断水代替软水进行二次利用，减少软水和蒸汽的消耗，降低成本。一水洗废水自身的循环利用量由于工艺限制，需严格控制在80m3/h-100m3/h，因为丝层有厚度控制区间的严格要求，第一道洗丝水的淋洗水是从上方穿透纤维，为保证淋洗效果彻底均匀，根据实际生产总结一水洗循环用量。
进一步，步骤(3)中，所述切断废水全部经过耐高温罐式过滤器去除包括纤维在内的大颗粒杂质，再经过多效降膜蒸发进行浓缩到正常酸浴组成。
进一步，步骤(3)中，所述多效降膜蒸发的浓缩酸性水汽水比在0.15-0.18。
采用上述进一步方案的有益效果是：目前粘胶行业酸浴和酸性水浓缩技术，采用多效闪蒸蒸发，蒸发液体在石墨管加热器内部满管流，加热器管外蒸汽首先将热量传递给石墨管，再由石墨管将热量传递给液体柱表面，最终通过液体间热传导给液体升温，此种换热方式设备传热系数只有600w/㎡·℃-800w/㎡·℃，造成传统多效闪蒸装置汽水比较低，一般11效闪蒸汽水比在0.32，14效闪蒸汽水比在0.25，即使粘胶行业最先进16效闪蒸汽水比也仅在0.22；而本发明采用多效降膜蒸发技术，高浓切断废水蒸发液体在石墨管加热器内部石墨管内自上向下成膜状流动，加热器管外蒸汽首先将热量传递给石墨管，再由石墨管将热量传递给液膜，由于液膜较薄液体间热传导较快，此种换热方式设备传热系数在1200w/㎡·℃-1500w/㎡·℃，所以降膜蒸发技术浓缩酸性水汽水比在0.15-0.18，高于行业先进水平。若酸浴采用降膜蒸发技术，蒸发液体在石墨管加热器内部石墨管内自上向下成膜状流动，液膜较薄，普通酸浴中蒸发之前硫酸钠度在350g-380g，距离饱和浓度较近，由于硫酸酸钠的热敏物理性质，达到饱和就析出结晶，易产生“干壁”现象，结晶生长堵塞石墨管，工艺控制不稳定，而高浓度的切断废水中硫酸钠浓度在70g/L-80g/L，即使蒸发到正常酸浴组成为350g/L-380g/L，也仍未达到饱和，所以高浓度切断废水可应用降膜蒸发技术而酸浴蒸发降膜蒸发技术不适用。
高浓度切断废水首先输送到酸浴车间预处理罐，再经过泵输送到多效降膜蒸发系统，选用过滤器为钢衬高温胶罐式过滤器，因为高浓度切断废水在铺毛成型槽脱出二硫化碳升温到80℃-90℃，去除切断废水中纤维等杂质，保证降膜蒸发器布液器流道畅通，多效降膜蒸发系统汽水比为0.15-0.18，相比于目前最先进16效闪蒸系统0.20-0.22汽水比还要更加节约蒸汽消耗。
本发明曾尝试试验采用当前粘胶行业最先进16效多级闪蒸浓缩高浓度切断废水，汽水比最小为0.20，降膜蒸发技术汽水比最高在0.18，蒸发一吨水多效降膜蒸发设备还可节约蒸汽消耗20公斤，蒸发50m3水仍可节约一吨蒸汽。所以高浓切断废水采用多效降膜蒸发技术工艺相比于多效闪蒸工艺降低蒸汽消耗成本优势明显。
进一步，步骤(4)中，达到酸浴组成的切断废水浓缩液经过板框过滤去除蒸发浓缩中析出的杂质，回用于酸浴系统。
采用上述进一步方案的有益效果是：经过多效降膜蒸发浓缩后达到酸浴组成的切断废水浓缩液，经过板框滤机去除蒸发过程中析出的大颗粒杂质，浊度降到30NTU以下满足生产酸浴浊度要求，回用于酸浴系统，作为纺丝浴循环使用。
进一步，所述切断废水和所述一水洗废水的温度分别为70-80℃。
进一步，所述一水洗废水含有硫酸7g/L-10g/L，硫酸锌0.5g/L-1g/L，硫酸钠20g/L-40g/L。
进一步，所述切断废水含有硫酸26g/L-29g/L，硫酸锌1g/L-2g/L，硫酸钠70g/L-80g/L。
进一步，步骤(3)中，所述正常酸浴组成为硫酸115g/L-125g/L，硫酸锌8g/L-12g/L，硫酸钠350g/L-380g/L。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明涉及一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，包括以下步骤：
(1)所述纺练车间具有单线12万吨产能的生产线，其产生的切断废水流量为50m3/h-70m3/h，一水洗废水流量为140m3/h-160m3/h，将纺练车间产生的高浓度的切断废水与低浓度的一水洗废水在铺毛成型槽之前进行完全分离；所述切断废水和所述一水洗废水温度均为70-80℃；所述一水洗废水含有硫酸7g/L-10g/L，硫酸锌0.5g/L-1g/L，硫酸钠20g/L-40g/L；所述切断废水含有硫酸26g/L-29g/L，硫酸锌1g/L-2g/L，硫酸钠70g/L-80g/L；
(2)将所述一水洗废水分为三部分，流量为50m3/h-70m3/h的一部分经过过滤后直接作为切断水使用，流量为80m3/h-100m3/h的另一部分通过蒸汽喷射泵提温1℃-2℃作为第一道洗丝水进行循利用，流量为10m3/h-30m3/h的剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理；
(3)所述切断废水全部经过耐高温罐式过滤器去除包括纤维在内的大颗粒杂质，再经过多效降膜蒸发进行浓缩到正常酸浴组成；所述多效降膜蒸发的浓缩酸性水汽水比在0.15-0.18；所述正常酸浴组成为硫酸115g/L-125g/L，硫酸锌8g/L-12g/L，硫酸钠350g/L-380g/L；
(4)达到酸浴组成的切断废水浓缩液经过板框过滤去除蒸发浓缩中析出的杂质，回用于酸浴系统。
实施例1
一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，包括以下步骤：
(1)所述纺练车间具有单线12万吨产能的生产线，其产生的切断废水流量为50m3/h，一水洗废水流量为140m3/h，将纺练车间产生的高浓度的切断废水与低浓度的一水洗废水在铺毛成型槽之前进行完全分离；所述切断废水和所述一水洗废水温度均为70℃；所述一水洗废水含有硫酸7g/L,硫酸锌0.5g/L，硫酸钠20g/L；所述切断废水含有硫酸26g/L，硫酸锌1g/L，硫酸钠70g/L；
(2)将所述一水洗废水分为三部分，流量为50m3/h的一部分经过过滤后直接作为切断水使用，流量为80m3/h的另一部分通过蒸汽喷射泵提温1℃-2℃作为第一道洗丝水进行循利用，流量为10m3/h的剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理；
(3)所述切断废水全部(流量为50m3/h)经过耐高温罐式过滤器去除包括纤维在内的大颗粒杂质，再经过多效降膜蒸发进行浓缩到正常酸浴组成；所述多效降膜蒸发的浓缩酸性水汽水比在0.18；所述正常酸浴组成为硫酸115g/L，硫酸锌8g/L，硫酸钠350g/L；
(4)达到酸浴组成的切断废水浓缩液经过板框过滤去除蒸发浓缩中析出的杂质，回用于酸浴系统。
实施例2
一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，包括以下步骤：
(1)所述纺练车间具有单线12万吨产能的生产线，其产生的切断废水流量为60m3/h，一水洗废水流量为150m3/h，将纺练车间产生的高浓度的切断废水与低浓度的一水洗废水在铺毛成型槽之前进行完全分离；所述切断废水和所述一水洗废水温度均为75℃；所述一水洗废水含有硫酸8g/L,硫酸锌0.6g/L，硫酸钠25g/L；所述切断废水含有硫酸27g/L，硫酸锌1.2g/L，硫酸钠75g/L；
(2)将所述一水洗废水分为三部分，流量为60m3/h的一部分经过过滤后直接作为切断水使用，流量为80m3/h的另一部分通过蒸汽喷射泵提温1℃-2℃作为第一道洗丝水进行循利用，流量为10m3/h的剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理；
(3)所述切断废水全部(流量为60m3/h)经过耐高温罐式过滤器去除包括纤维在内的大颗粒杂质，再经过多效降膜蒸发进行浓缩到正常酸浴组成；所述多效降膜蒸发的浓缩酸性水汽水比在0.165；所述正常酸浴组成为硫酸120g/L，硫酸锌10g/L，硫酸钠365g/L；
(4)达到酸浴组成的切断废水浓缩液经过板框过滤去除蒸发浓缩中析出的杂质，回用于酸浴系统。
实施例3
一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，包括以下步骤：
(1)所述纺练车间具有单线12万吨产能的生产线，其产生的切断废水流量为70m3/h，一水洗废水流量为160m3/h，将纺练车间产生的高浓度的切断废水与低浓度的一水洗废水在铺毛成型槽之前进行完全分离；所述切断废水和所述一水洗废水温度均为80℃；所述一水洗废水含有硫酸10g/L，硫酸锌1g/L，硫酸钠40g/L；所述切断废水含有硫酸29g/L，硫酸锌2g/L，硫酸钠80g/L；
(2)将所述一水洗废水分为三部分，流量为70m3/h的一部分经过过滤后直接作为切断水使用，流量为80m3/h的另一部分通过蒸汽喷射泵提温1℃-2℃作为第一道洗丝水进行循利用，流量为10m3/h的剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理；
(3)所述切断废水全部(流量为60m3/h)经过耐高温罐式过滤器去除包括纤维在内的大颗粒杂质，再经过多效降膜蒸发进行浓缩到正常酸浴组成；所述多效降膜蒸发的浓缩酸性水汽水比在0.15；所述正常酸浴组成为硫酸125g/L，硫酸锌12g/L，硫酸钠380g/L；
(4)达到酸浴组成的切断废水浓缩液经过板框过滤去除蒸发浓缩中析出的杂质，回用于酸浴系统。
实施例4
与实施例3的步骤基本相同，不同的仅在于切断废水和一水洗废水的流量不同，切断废水流量为50m3/h，一水洗废水流量为160m3/h，将所述一水洗废水分为三部分，流量为50m3/h的一部分经过过滤后直接作为切断水使用，流量为100m3/h的另一部分通过蒸汽喷射泵提温1℃-2℃作为第一道洗丝水进行循利用，流量为10m3/h的剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理。
实施例5
与实施例3的步骤基本相同，不同的仅在于切断废水和一水洗废水的流量不同，切断废水流量为50m3/h，一水洗废水流量为160m3/h，将所述一水洗废水分为三部分，流量为50m3/h的一部分经过过滤后直接作为切断水使用，流量为80m3/h的另一部分通过蒸汽喷射泵提温1℃-2℃作为第一道洗丝水进行循利用，流量为30m3/h的剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理。
实施例6
与实施例3的步骤基本相同，不同的仅在于切断废水和一水洗废水的流量不同，切断废水流量为50m3/h，一水洗废水流量为160m3/h，将所述一水洗废水分为三部分，流量为50m3/h的一部分经过过滤后直接作为切断水使用，流量为90m3/h的另一部分通过蒸汽喷射泵提温1℃-2℃作为第一道洗丝水进行循利用，流量为20m3/h的剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理。
对比实例1：
原有工艺：单线12万吨产能纺练生产线切断废水温度为80℃，流量为50m3/h与一水洗废水温度为75℃流量为140m3/h进行混合，混合后温度为76.3℃，经换热器降温到60℃，直接排放到污水厂进行处理。使用软水成本为10元/吨，污水处理费用为2元/吨，一年按8000小时计算，费用为50×10×8000+2×(50+140)×8000＝704万元，
现在工艺：单线12万吨产能纺练生产线切断废水流量为50m3/h，与一水洗废水140m3/h进行分离；一水洗废水一部分50m3作为切断水过滤好作为切断水使用，另一部分80m3/h循环使用，剩余部分10m3/h直接外排。50m3/h高浓度的切断废水降多效膜蒸发技术浓缩酸性水汽水比在0.18，浓缩后酸浴组成为硫酸115g/L，硫酸锌8g/L，硫酸钠350g/L；达到正常酸浴组成的切断废水浓缩液经过过板框过滤去除蒸发浓缩中析出的杂质，回用于酸浴系统。相比原有工艺产生有益经济效益为：直接节约50m3/h的软水作为切断水消耗，同时80m3/h一水洗实现循环使用，只有10m3/h一水洗外排，同时回收12.5m3/h含量为硫酸115g/L、硫酸锌8g/L、硫酸钠350g/L的切断废水浓缩液作为酸浴回用生产系统。使用软水成本为10元/吨，污水处理费用为2元/吨，一年按8000小时计算，节约软水和减少污水处理产生经济效益为：50×10×8000+(50+140-10)×2×8000＝688万(由于硫酸、硫酸锌和硫酸钠价格变动回收切断废水浓缩液效益计算暂不考虑)，相比于现有技术，现在只需要消耗10m3/h的外排污水的处理费。
对比实例2：
50m3/h高浓度的切断废水组成为24g/L，硫酸锌1g/L，硫酸钠70g/L,浓缩后酸浴组成为硫酸115g/L，硫酸锌8g/L，硫酸钠350g/L，蒸发水量为37.5m3/h，采用七效降膜蒸发技术浓缩酸性水汽水比在0.15，采用16级闪蒸浓缩到相同浓度，汽水比在0.20，七效降膜蒸发技术相比16级闪蒸蒸汽消耗节省：37.5×(0.20-0.15)＝1.875m3/h，由于汽水差异，多效降膜蒸发技术相比于多效闪蒸技术节汽效果显著。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将纺练车间产生的高浓度的切断废水与低浓度的一水洗废水分离；
(2)将一水洗废水分为三部分，一部分经过过滤后作为切断水使用，另一部分作为第一道洗丝水进行循利用，剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理；
(3)将切断废水经过过滤去除杂质，再进行浓缩到正常酸浴组成；
(4)达到正常酸浴组成的切断废水浓缩液过滤后，回用于酸浴系统。
2.根据权利要求1所述一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纺练车间具有单线12万吨产能的生产线，其产生的切断废水流量为50m3/h-70m3/h，一水洗废水流量为140m3/h-160m3/h，并在铺毛成型槽之前进行完全分离。
3.根据权利要求2所述一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述一水洗废水分为三部分，流量为50m3/h-70m3/h的一部分经过过滤后直接作为切断水使用，流量为80m3/h-100m3/h的另一部分通过蒸汽喷射泵提温1℃-2℃作为第一道洗丝水进行循利用，流量为10m3/h-30m3/h的剩余部分经过降温后外排到污水厂进行处理。
4.根据权利要求1所述一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述切断废水全部经过耐高温罐式过滤器去除包括纤维在内的大颗粒杂质，再经过多效降膜蒸发进行浓缩到正常酸浴组成。
5.根据权利要求4所述一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述多效降膜蒸发的浓缩酸性水汽水比在0.15-0.18。
6.根据权利要求1所述一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，步骤(4)中，达到酸浴组成的切断废水浓缩液经过板框过滤去除蒸发浓缩中析出的杂质，回用于酸浴系统。
7.根据权利要求1至6任一项所述一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，所述切断废水和所述一水洗废水的温度分别为70-80℃。
8.根据权利要求1至6任一项所述一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，所述一水洗废水含有硫酸7g/L-10g/L，硫酸锌0.5g/L-1g/L，硫酸钠20g/L-40g/L。
9.根据权利要求1至6任一项所述一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，所述切断废水含有硫酸26g/L-29g/L，硫酸锌1g/L-2g/L，硫酸钠70g/L-80g/L。
10.根据权利要求9所述一种纺练车间酸性水循环再利用的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述正常酸浴组成为硫酸115g/L-125g/L，硫酸锌8g/L-12g/L，硫酸钠350g/L-380g/L。
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