CN113880293A - 一种碱减量废水处理方法及处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种碱减量废水处理方法及处理系统，现提出如下方案，其包括将搅拌匀质后的碱减量废水利用耐碱管式膜过滤系统进行过滤得到第一液体，将第一液体利用耐碱纳滤膜浓缩系统进行过滤得到第二浓缩液，调节第二浓缩液的pH为3‑4，将调节pH后的第二浓缩液利用第二道板框压滤机进行压滤处理得到第一滤液和第一过滤物，利用纯化管式膜过滤系统对第一过滤物进行纯化处理得到第三浓缩液，对第三浓缩液进行压滤得到第二过滤物和第二滤液，第二过滤物为对苯二甲酸。本发明通过膜过滤技术和膜纯化技术，对其中的对苯二甲酸提取出来进行资源化利用，既回收了废水中的有价物质，又降低了废水的处理难度和处理量。

Description

一种碱减量废水处理方法及处理系统
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其是一种碱减量废水处理方法及处理系统。
背景技术
随着国家经济的快速发展及居民经济水平的提高，涤纶的需求量迅速增长，其中约有20％的涤纶纤维需要用碱减量工艺处理，碱减量工艺使涤纶织物具有真丝绸的质感，同时性价比高于真丝绸，所以涤纶仿真丝绸越来越受欢迎，但是碱减量工艺使得废水中含有较多的对苯二甲酸(TA)与其他杂质，带来了废水处理的问题，碱减量废水不仅会造成环境污染及资源的浪费，而且其含有的有害物质对鱼类和动物有毒害作用，为此，本发明提出了一种碱减量废水处理方法及处理系统。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提出了一种碱减量废水处理方法及处理系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种碱减量废水处理方法及处理系统，包括收集池，所述收集池连通有耐碱管式膜过滤系统，所述耐碱管式膜过滤系统连通有耐碱管式膜产水池，所述耐碱管式膜产水池连通有耐碱纳滤膜浓缩系统，所述耐碱纳滤膜浓缩系统连通有耐碱纳滤膜浓液罐，所述耐碱纳滤膜浓液罐连通有回调pH装置、所述回调pH装置连通有酸析池，所述酸析池连通有第二道板框压滤机，所述第二道板框压滤机连通有粗对苯二甲酸洗涤池，所述粗对苯二甲酸洗涤池连通有纯化管式膜过滤系统，所述纯化管式膜过滤系统连通有纯化管式膜浓液池，所述纯化管式膜浓液池连通有第三道板框压滤机，所述第三道板框压滤机连通有储存槽。
进一步地，所述耐碱管式膜过滤系统连通有耐碱管式膜浓水池，所述耐碱管式膜浓水池连通有第一道板框压滤机，所述第一道板框压滤机连通有第一道板框压滤泥饼槽，所述第一道板框压滤泥饼槽连通有第三管道，所述第一道板框压滤机与收集池相连通。
进一步地，所述耐碱纳滤膜浓缩系统连通有耐碱纳滤膜清液罐，所述耐碱纳滤膜清液罐连通有第二管道。
进一步地，所述第二道板框压滤机连通有反渗透原水罐，所述反渗透原水罐与第三道板框压滤机相连通，所述反渗透原水罐与纯化管式膜过滤系统相连通，所述反渗透原水罐连通有反渗透回用水膜处理系统，所述反渗透回用水膜处理系统连通有反渗透浓水罐，所述反渗透浓水罐连通有反渗透浓水催化氧化装置，所述反渗透浓水催化氧化装置连通有第四管道。
进一步地，所述反渗透回用水膜处理系统连通有反渗透产水罐，所述反渗透产水罐连通有恒压供水装置，所述恒压供水装置与粗对苯二甲酸洗涤池相连通。
一种碱减量废水处理方法，包括如下步骤：将碱减量废水置于收集池中进行搅拌匀质，将搅拌匀质后的碱减量废水利用耐碱管式膜过滤系统进行过滤得到第一液体和第一浓缩液，将第一液体利用耐碱纳滤膜浓缩系统进行过滤得到第二液体和第二浓缩液，调节第二浓缩液的pH为3-4，将调节pH后的第二浓缩液利用第二道板框压滤机进行压滤处理得到第一滤液和第一过滤物，利用纯化管式膜过滤系统对第一过滤物进行纯化处理得到第三浓缩液，利用第三道板框压滤机对第三浓缩液进行压滤得到第二过滤物和第二滤液，所述第二过滤物为对苯二甲酸。
进一步地，利用第一道板框压滤机对第一浓缩液过滤得到第三过滤物和第三滤液，将第三滤液与碱减量废水混合进行再次处理，将第三过滤物用作燃料。
进一步地，利用反渗透回用水膜处理系统处理第一滤液和第二滤液得到第四浓缩液和第三液体，利用反渗透产水罐处理第三液体并将处理后得到的第四液体作为工业用水，利用反渗透浓水催化氧化装置对第四浓缩液进行催化氧化。
进一步地，所述耐碱管式膜过滤系统中的耐碱管式膜膜材质为聚醚酮、陶瓷膜、碳化硅陶瓷膜或烧结PVDF耐强碱膜元件，耐受pH为1-14，最高耐温为50℃，产水悬浮物＜1NTU；
所述耐碱纳滤膜浓缩系统中的耐碱纳滤膜耐受pH为2-14，最高耐温为50℃，耐碱纳滤膜对对苯二甲酸钠的截留率≥98％。
进一步地，所述纯化管式膜过滤系统中的纯化管式膜的孔径为10nm-200nm，产水率≥98％。
本发明的有益效果：
本发明通过膜过滤技术和膜纯化技术，将废水中的大部分碱进行回收循环利用，其中的对苯二甲酸提取出来进行资源化利用，既回收了废水中的有价物质，又降低了废水的处理难度和处理量，碱少了中和所用的酸使用量，不但回收了资源和减少了药剂使用量节约了废水处理成本，而且还收获了社会效益和环境效益。
附图说明
图1为本发明的碱减量废水处理系统的流程图。
图中标号：101收集池、10耐碱管式膜过滤系统、102耐碱管式膜产水池、103耐碱管式膜浓水池、0001第一道板框压滤机、106第一道板框压滤泥饼槽、20耐碱纳滤膜浓缩系统、105耐碱纳滤膜清液罐、104耐碱纳滤膜浓液罐、050回调pH装置、002第二道板框压滤机、107酸析池、109粗对苯二甲酸洗涤池、40纯化管式膜过滤系统、110纯化管式膜浓液池、0003第三道板框压滤机、111储存槽、080烘干包装装置、108反渗透原水罐、30反渗透回用水膜处理系统、112反渗透浓水罐、113反渗透产水罐、070恒压供水装置、060反渗透浓水催化氧化装置、6001第一管道、6002第二管道、6003第三管道、6004第四管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种碱减量废水处理系统，包括收集池101，碱减量废水经过第一管道6001排入收集池101，所述收集池101出口管道与耐碱管式膜过滤系统10进口相通，所述耐碱管式膜过滤系统10清液出口与耐碱管式膜产水池102进口相通，所述耐碱管式膜过滤系统10浓液出口与耐碱管式膜浓水池103进口相通，所述耐碱管式膜浓水池103出口与第一道板框压滤机0001进口相通，所述第一道板框压滤机0001排泥口与第一道板框压滤泥饼槽106进口相通，所述第一道板框压滤泥饼槽106出口与外运第三管道6003相通，所述第一道板框压滤机0001过滤清液出口与收集池101进口相通，所述耐碱管式膜产水池102出口与耐碱纳滤膜浓缩系统20进口相通，所述耐碱纳滤膜浓缩系统20清液出口与耐碱纳滤膜清液罐105进口相通，所述耐碱纳滤膜清液罐105出口通过外输第二管道6002与前道碱减量工艺添加碱液口相通；
所述耐碱纳滤膜浓缩系统20浓液出口与耐碱纳滤膜浓液罐104进口相通，所述耐碱纳滤膜浓液罐104的出口与回调pH装置050进口相通，所述回调pH装置050出口与酸析池107进口相通，所述酸析池107出口与第二道板框压滤机002进口相通，所述第二道板框压滤机002过滤清液出口与反渗透原水罐108进口相通，所述第二道板框压滤机002排泥口与粗对苯二甲酸洗涤池109进口相通，所述粗对苯二甲酸洗涤池109出口与纯化管式膜过滤系统40进口相通，所述纯化管式膜过滤系统40清液出口与反渗透原水罐108进口相通，所述纯化管式膜过滤系统40浓液出口与纯化管式膜浓液池110进口相通，所述纯化管式膜浓液池110出口与第三道板框压滤机0003进口相通，所述第三道板框压滤机0003过滤清液出口与反渗透原水罐108进口相通，所述第三道板框压滤机0003排泥口与用于放置精对苯二甲酸的储存槽111进口相通，所述储存槽111出口与用于对精对苯二甲酸进行烘干包装装置080进口相通，所述反渗透原水罐108出口与反渗透回用水膜处理系统30进口相通，所述反渗透回用水膜处理系统30浓液出口与反渗透浓水罐112进口相通，所述反渗透浓水罐112出口与反渗透浓水催化氧化装置060进口相通，所述反渗透浓水催化氧化装置060出口连接外排第四管道6004，所述反渗透回用水膜处理系统30清液出口与反渗透产水罐113进口相通，所述反渗透产水罐113出口与恒压供水装置070进口相通，所述恒压供水装置070出口与粗对苯二甲酸洗涤池109进水口相通；
所述耐碱管式膜系统膜材质为聚醚酮(PEK)材质、陶瓷膜、碳化硅陶瓷膜、烧结PVDF(聚偏氟乙烯)耐强碱膜元件,其耐受pH范围1-14，耐温可达50℃，产水悬浮物(SS)＜1NTU；
所述耐碱纳滤膜耐受pH为2-14，耐温可达50℃，产水pH≥进水pH，对对苯二甲酸钠的截留率≥98％；
所述采用投加50％稀硫酸回调pH至3-4，再经过管道混合器进入酸析池；
所述纯化管式膜过滤系统膜采用10nm-200nm孔径，产水率≥98％；
所述反渗透回用水膜处理系统,产水率≥80％，脱盐率≥98％。
所述第一道板框压滤机泥饼外运至热电厂焚烧处理，反渗透浓水经过催化氧化装置进一步处理后，其COD满足园区污水站纳管标准，排入污水站；
上述的各系统或清液罐等均为现有装置，在此对其主要部件做出以下说明：
耐碱管式膜过滤系统：其组成包括进水泵、CIP清洗装置、循环泵、膜组件、各种传感器、气动阀门；作用是过滤去除碱减量原水中的不溶悬浮物，满足后段系统的进水水质指标要求；
耐碱管式膜产水池：其组成包括水池，液位传感器；用来收集耐碱管式膜过滤系统产水，起到缓冲储存作用；
耐碱管式膜浓水池：其组成包括水池，液位传感器；用来收集耐碱管式膜过滤系统产生的浓水，起到缓冲储存作用；
耐碱纳滤膜浓缩系统：其组成包括进水泵、CIP清洗装置、循环泵、增压泵、膜组件、各种传感器、各种气动阀门；作用是浓水废水中的对苯二甲酸钠，透过碱液，其中透过的碱液去耐碱纳滤膜清液罐，通过泵泵回到生产线继续循环利用，浓缩的对苯二甲酸钠去耐碱纳滤膜浓液罐储存供下道工序使用；
耐碱纳滤膜清液罐：其组成包括水罐，液位传感器；用来收集耐耐碱纳滤膜产水，起到缓冲储存作用；
耐碱纳滤膜浓液罐：其组成包括水罐，液位传感器；用来收集耐耐碱纳滤膜浓水，起到缓冲储存作用；
回调pH装置：其组成包括酸储罐、加酸计量泵、pH计、管道混合器，其作用是将耐碱纳滤膜浓水pH从碱性调至3-4之间，析出水中的对苯二甲酸；
纯化管式膜过滤系统：其组成包括进水泵、CIP清洗装置、循环泵、膜组件、各种传感器、气动阀门；作用是过滤透析去除对苯二甲酸固体中的无机盐和水溶性物质，浓液满足纯度要求；
反渗透回用水膜处理系统：其组成包括进水泵、CIP清洗装置、循环泵、增压泵、膜组件、各种传感器、各种气动阀门；作用是浓缩板框压滤清水，产水回用，浓缩液去下道催化氧化装置进一步处理；
反渗透浓水催化氧化装置：其组成包括臭氧发生器、催化氧化反应器，作用是将反渗透浓水中的有机物氧化分解成二氧化碳和水，使其COD满足园区污水站纳管标准，排入污水站；
根据上述处理系统，一种碱减量废水处理方法，包括如下步骤：
步骤1：碱减量废水经过第一管道6001和电磁流量计排入收集池101，设计停留时间12小时并设有搅拌装置进行均质，均质后的碱减量废水经过耐碱管式膜过滤系统10过滤分离，清液进入耐碱管式膜产水池102，浓缩液进入耐碱管式膜浓水池103，通过第一道板框压滤机0001过滤去除废水中的纤维等不溶解杂物，板框清液回到收集池101，第一道板框压滤机0001泥饼外运至热电厂焚烧处理，用作热电厂的发电原料；
步骤2：将步骤1中耐碱管式膜产水池102中的清液经过耐碱纳滤膜浓缩系统20浓缩，纳滤膜清液进入耐碱纳滤膜清液罐105，纳滤膜清液碱水与回用到碱减量工艺中去，循环利用，浓缩液进入耐碱纳滤膜浓液罐104，浓缩液量约为总进水量的10％，其中含有98％以上的对苯二甲酸钠；
步骤3：步骤2中耐碱纳滤膜浓液罐104中的对苯二甲酸钠由输送泵输送至酸析池107，输送时为了避免浓硫酸溶解放热和不安全因素采用投加50％稀硫酸回调pH经过管道混合器050进入酸析池107，进入酸析池107后并搅拌通过pH计监控pH值，析出对苯二甲酸，酸析原理：NaOOC-C6H4-COONa+H2SO4→HOOC-C6H4-COOH↓+Na2SO4；
步骤4：步骤3中得到的粗对苯二甲酸经过第二道板框压滤机002压滤出粗对苯二甲酸固体进入粗对苯二甲酸洗涤池109，同时将池中加入水(反渗透膜产水)对粗对苯二甲酸固体进行稀释，并搅拌混匀，再经过纯化管式膜过滤系统40过滤洗涤透析，将料液中的溶解性无机盐和其它可溶性有机物在清液中一并去除，最后纯化管式膜浓缩液进入纯化管式膜浓液池110，其浓缩液经过第三道板框压滤机0003压滤，泥饼进入精对苯二甲酸储存槽111，再经过精对苯二甲酸烘干设备，再经包装装置080得到对苯二甲酸产品；
步骤5：将步骤4中的第二道板框压滤机002压滤出的滤清液、纯化管式膜过滤系统40清液和第三道板框压滤机0003压滤出的滤清液收集进入反渗透原水罐108，此部分水中主要成分为无机盐和可溶解有机物(除对苯二甲酸外的乙二醇等小分子有机物)，经过预处理后再进入反渗透回用水膜处理系统30，其中产出的浓水进入反渗透浓水罐112，产出的清液进入反渗透产水罐113，产水罐连接恒压供水装置070至工艺用水点；
步骤6：步骤5中所产出的反渗透浓水(占处理总水量10％以内)，反渗透浓水经过催化氧化装置060进一步处理后，其COD(化学需氧量)满足园区污水站纳管标准，排入污水站。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”、“第九”、“第十”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碱减量废水处理系统，其特征在于，包括收集池(101)，所述收集池(101)连通有耐碱管式膜过滤系统(10)，所述耐碱管式膜过滤系统(10)连通有耐碱管式膜产水池(102)，所述耐碱管式膜产水池(102)连通有耐碱纳滤膜浓缩系统(20)，所述耐碱纳滤膜浓缩系统(20)连通有耐碱纳滤膜浓液罐(104)，所述耐碱纳滤膜浓液罐(104)连通有回调pH装置(050)、所述回调pH装置(050)连通有酸析池(107)，所述酸析池(107)连通有第二道板框压滤机(002)，所述第二道板框压滤机(002)连通有粗对苯二甲酸洗涤池(109)，所述粗对苯二甲酸洗涤池(109)连通有纯化管式膜过滤系统(40)，所述纯化管式膜过滤系统(40)连通有纯化管式膜浓液池(110)，所述纯化管式膜浓液池(110)连通有第三道板框压滤机(0003)，所述第三道板框压滤机(0003)连通有储存槽(111)。
2.根据权利要求1所述的一种碱减量废水处理系统，其特征在于，所述耐碱管式膜过滤系统(10)连通有耐碱管式膜浓水池(103)，所述耐碱管式膜浓水池(103)连通有第一道板框压滤机(0001)，所述第一道板框压滤机(0001)连通有第一道板框压滤泥饼槽(106)，所述第一道板框压滤泥饼槽(106)连通有第三管道(6003)，所述第一道板框压滤机(0001)与收集池(101)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种碱减量废水处理系统，其特征在于，所述耐碱纳滤膜浓缩系统(20)连通有耐碱纳滤膜清液罐(105)，所述耐碱纳滤膜清液罐(105)连通有第二管道(6002)。
4.根据权利要求1所述的一种碱减量废水处理系统，其特征在于，所述第二道板框压滤机(002)连通有反渗透原水罐(108)，所述反渗透原水罐(108)与第三道板框压滤机(0003)相连通，所述反渗透原水罐(108)与纯化管式膜过滤系统(40)相连通，所述反渗透原水罐(108)连通有反渗透回用水膜处理系统(30)，所述反渗透回用水膜处理系统(30)连通有反渗透浓水罐(112)，所述反渗透浓水罐(112)连通有反渗透浓水催化氧化装置(060)，所述反渗透浓水催化氧化装置(060)连通有第四管道(6004)。
5.根据权利要求4所述的一种碱减量废水处理系统，其特征在于，所述反渗透回用水膜处理系统(30)连通有反渗透产水罐(113)，所述反渗透产水罐(113)连通有恒压供水装置(070)，所述恒压供水装置(070)与粗对苯二甲酸洗涤池(109)相连通。
6.一种碱减量废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
将碱减量废水置于收集池(101)中进行搅拌匀质，将搅拌匀质后的碱减量废水利用耐碱管式膜过滤系统(10)进行过滤得到第一液体和第一浓缩液，将第一液体利用耐碱纳滤膜浓缩系统(20)进行过滤得到第二液体和第二浓缩液，调节第二浓缩液的pH为3-4，将调节pH后的第二浓缩液利用第二道板框压滤机(002)进行压滤处理得到第一滤液和第一过滤物，利用纯化管式膜过滤系统(40)对第一过滤物进行纯化处理得到第三浓缩液，利用第三道板框压滤机(0003)对第三浓缩液进行压滤得到第二过滤物和第二滤液，所述第二过滤物为对苯二甲酸。
7.根据权利要求6所述的一种碱减量废水处理方法，其特征在于，利用第一道板框压滤机(0001)对第一浓缩液过滤得到第三过滤物和第三滤液，将第三滤液与碱减量废水混合进行再次处理，将第三过滤物用作燃料。
8.根据权利要求6所述的一种碱减量废水处理方法，其特征在于，利用反渗透回用水膜处理系统(30)处理第一滤液和第二滤液得到第四浓缩液和第三液体，利用反渗透产水罐(113)处理第三液体并将处理后得到的第四液体作为工业用水，利用反渗透浓水催化氧化装置(060)对第四浓缩液进行催化氧化。
9.根据权利要求6所述的一种碱减量废水处理方法，其特征在于，所述耐碱管式膜过滤系统(10)中的耐碱管式膜膜材质为聚醚酮、陶瓷膜、碳化硅陶瓷膜或烧结PVDF耐强碱膜元件，耐受pH为1-14，最高耐温为50℃，产水悬浮物＜1NTU；
所述耐碱纳滤膜浓缩系统(20)中的耐碱纳滤膜耐受pH为2-14，最高耐温为50℃，耐碱纳滤膜对对苯二甲酸钠的截留率≥98％。
10.根据权利要求6所述的一种碱减量废水处理方法，其特征在于，所述纯化管式膜过滤系统(40)中的纯化管式膜的孔径为10nm-200nm，产水率≥98％。
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