CN1450227A - 一种从浆粕废液中回收碱和有机物的方法 - Google Patents

一种从浆粕废液中回收碱和有机物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从浆粕废液中回收碱和有机物的方法。本发明的方法包括如下步骤：将浆粕废液在温度为20－60℃，压力为1.5－3.0兆帕的条件下经过固膜分离系统分离，获得有机物浓度为90克/升的截留液和含有氢氧化钠的透过液；含有氢氧化钠的透过液回用于浆粕生产；含有有机物的截留液蒸发浓缩，通过后续改性工艺制备高附加值产品。本发明通过膜分离技术和蒸发技术集成处理棉浆或纸浆废液，以回收碱及有机产品，可以显著降低废液的排放体积和污染物浓度，大大减少废液中的污染总量，增加综合经济效益。

Description

一种从浆粕废液中回收碱和有机物的方法
技术领域
本发明涉及一种回收浆粕废液中的氢氧化钠和有机物的方法。
技术背景
化学纤维是一种重要的工业和民用材料，而其中的粘胶纤维产量约占10％左右。植物纤维，如棉纤维是制备粘胶纤维的一种主要原料，在植物纤维的制备过程中，将产生大量的废液，如棉浆废液，是企业的主要污染源，一般占整个污染负荷的80％以上。棉浆废液是以棉短绒为原料用类似于碱法造纸蒸煮工艺而形成的制浆废水，称为蒸煮黑液或黑液，含有大量的有机物、残碱和无机杂质(见表1)。
                    表1.典型的棉浆粕废液组成
    项目     单位     浓废液     稀废液
    pH     -log[H]     13-14     10-12
    含碱量(NaOH计)     g/L     6-7     2-4
    色度     (103度)     170-180     60
    木质素     g/L     2.6-3.0     1.0
    CODcr     g/L     30-35     5-10.5
    BOD5     g/L     10-11     3
    SS     g/L     2.2-2.9     0.4-1.1
同样，造纸业在生产纸浆过程中也有大量的碱性废液产生，纸浆废液的成分与棉浆废液极其相似，是造成造纸企业污染水体环境的最大原因。纸浆废液与棉浆废液统称为“浆粕废液”，其无害化处理以及进一步的综合利用，成为造纸企业和化纤企业生产工艺过程中的关键技术，也是提高综合效益的关键。
浆粕废液是一种碱性强、COD高的有机废水，到目前为止尚没有成熟的工业技术来有效治理这种废水的排放。传统的方法一般采用漂白中段废水中和含碱废液至中性后直接排放，或利用发电厂烟道气含有的酸性气体SO2或CO2中和碱性废液后直接排放。由于污染严重，也有采用常规的厌氧、耗氧的方法处理废水，但是治理效果不够理想。以年产20000吨浆粕为例，每日排放洗涤废液达4000多吨，由于没有适当的方法解决，给周边环境造成了严重污染。
膜分离技术是新兴的高效分离技术，被认为是二十一世纪最有发展前景的产业。早在八十年代以前，美国、加拿大、挪威等国就将膜技术大规模地应用在制浆造纸的废液处理中，至今发挥着无可替代的作用。该技术利用人工合成的有机薄膜，以压力差为推动力，根据滤膜对溶质分子选择性透过小分子、截留高分子的特性，使高分子得以浓缩、富集，渗透液得以净化。被膜截留的部分成为截留液，被膜透过的部分成为透过液。但是，要将截留液中的大分子有机物和透过液中的碱加以回收利用，膜分离过程的工艺条件，如温度、压力和膜的截留分子量、浆粕废液的初始浓度和对透过液中的碱和截留液中的大分子有机物进行后续处理回收利用方法均是十分重要的因素，有关这方面的技术，目前尚无公开报道的技术，从而使截留液中的大分子有机物和透过液中的碱无法得到有效的利用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种从浆粕废液中回收碱和有机物的方法，以克服现有技术存在的截留液中的大分子有机物和透过液中的碱无法得到有效利用的缺陷。
本发明的方法包括如下步骤：
将浆粕废液在温度为20-60℃，压力为1.5-3.0兆帕的条件下经过固膜分离系统分离，获得有机物浓度为90克/升的截留液和含有氢氧化钠的透过液；
含有氢氧化钠的透过液回用于浆粕生产；
含有有机物的截留液蒸发浓缩，通过后续改性工艺制备工业上有用的产品。
按照本发明，浆粕废液中氢氧化钠的重量含量0.2～0.5％wt，有机物为1.0～5.0％wt。
按照本发明，含有大分子有机物的截留液优选采用多效蒸发器进行浓缩；
按照本发明，膜分离系统的分离膜的组件为中空纤维膜、板式膜、卷式膜和管式膜中的一种或其组合，材质为有机膜或无机膜，截留分子量为150-2000。
由上述公开的技术方案可见，本发明通过膜分离技术和蒸发技术集成处理棉浆或纸浆废液，以回收碱及有机产品，可以显著降低废液的排放体积和污染物浓度，大大减少废液中的污染总量。
对透过液中碱的回收一方面调节了废液的pH，不再因为另加入酸性物质如SO2等中和而进一步增加其他污染，另一方面可对其中的NaOH等重复利用。对截留液加以进一步浓缩改性则可以制备下游产品。
膜分离和浓缩过程中脱水量占整个浓缩过程的80％，蒸发仅为20％，而膜技术脱水的成本只有蒸发的1/4-1/3。这使整个工艺过程十分合理
本发明的膜分离技术采用高效膜组件，在处理浆粕废液时，其显著特点是：1、可以选择性地分离废液中木素、糖酸、无机碱等不同溶质，且产品收率高，品质稳定。2、膜分离不受废液浓度变化的影响，不消耗酸、碱化工原料，无二次污染，可简化工艺路线，属于清洁生产技术。3、膜分离过程集废液溶质分离、纯化、浓缩为一体，不发生相变，能量转化率高而能耗少，生产成本低。4、膜分离设备占地面积小，可定型设计且结构紧凑，配套设备少，操作自动化程度高，生产管理方便。
具体实施方式
                       实施例1
以含0.2％wt的氢氧化钠和2.0％wt的有机物、色度为6000倍的废液作为进料液，在操作温度为45℃，压力2.5兆帕的条件下，经纳滤膜分离后，所得的透过液用于补充煮浆药液，所得截留液的有机物浓度提高到9.0％wt，该截留液采用多效蒸发器进一步浓缩，即可作为商品出售。
                       实施例2
以含0.5％wt的氢氧化钠和3.0％wt的有机物、色度为10000倍的废液作为进料液，在操作温度为58℃，压力2.8兆帕的条件下，经纳滤膜分离后，所得的透过液用于补充煮浆药液，所得截留液的有机物浓度提高到10.0％wt，该截留液采用多效蒸发器进一步浓缩。

Claims (7)

1.一种从浆粕废液中回收碱和有机物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将浆粕废液经过膜分离系统分离，获得截留液和含有氢氧化钠的透过液；
含有氢氧化钠的透过液回用于浆粕生产；
含有有机物的截留液蒸发浓缩，通过后续改性工艺制备高附加值产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将浆粕废液在温度为20-60℃，压力为1.5-3.0兆帕的条件下经过膜分离系统分离。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，浆粕废液中氢氧化钠的重量含量0.2～0.5％wt，有机物为1.0～5.0％wt。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含有大分子有机物的截留液采用多效蒸发器进行浓缩。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，膜分离系统的分离膜的组件为中空纤维膜、板式膜、卷式膜和管式膜中的一种或其组合。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，膜材质为有机膜或无机膜。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，膜截留分子量为150-2000。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101215797B (zh) * 2008-01-04 2010-06-02 金东纸业（江苏）股份有限公司 化机浆废液零排放处理方法
CN102249436A (zh) * 2011-07-13 2011-11-23 浙江开创环保科技有限公司 一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法
CN106865892A (zh) * 2017-03-07 2017-06-20 轻工业环境保护研究所 化机浆黑液湿法碱回收方法

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