CN211770681U

CN211770681U - 一种粘胶纤维生产中碱性废液处理系统

Info

Publication number: CN211770681U
Application number: CN201922379957.2U
Authority: CN
Inventors: 胡小东; 廖廷高; 刘潘; 官磊; 唐进; 陈光海
Original assignee: Yibin Grace Group Co Ltd
Current assignee: Yibin Grace Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2029-12-26

Abstract

本实用新型公开了一种粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，属于粘胶纤维生产技术领域，包括用于收集和储存碱性废液的收集罐、进行中和反应的反应罐、用于缓冲流量的缓冲罐及将溶液进行固液分离的压滤机，收集罐出料口通过输送管Ⅰ与反应罐进料口连接，反应罐出料口通过输送管Ⅱ与缓冲罐进料口连接，缓冲罐进料口通过输送管Ⅲ与压滤机进料口连接，输送管Ⅰ上设有进料泵和加碱液自动阀，输送管Ⅱ上设有倒料泵Ⅰ和倒料自动阀，输送管Ⅲ上设有倒料泵Ⅱ。通过碱性废液处理系统的设置，一方面将废液处理后，减轻环境污染；另一方面，将废液前处理后，可再做回收处理，实现变废为宝，促进可持续发展，同时，实现处理工艺的自动化控制，提高碱性废液处理的稳定性和可控性。

Description

一种粘胶纤维生产中碱性废液处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种废液处理系统，尤其涉及一种粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，属于粘胶纤维生产技术领域。

背景技术

粘胶纤维是一种能与天然纤维和合成纤维相媲美的性能优异的再生纤维，在其生产过程中，主要包括：碱纤维素制造、黄化、制胶、纺丝、塑化拉伸、切断、精炼、烘干和打包等工序，其中，在制胶、纺丝及滤机冲洗等工序中产生大量的碱性废水（含有纤维素磺酸酯、氢氧化钠、二硫化碳、ɑ-纤维素、半纤维素、碳酸钠、三硫代碳酸钠、二硫代碳酸钠及硫代碳酸钠等物质），该碱性废水构成了废水COD的主要来源，因此，去除碱性废水COD也是目前急需解决的环保问题。

目前，粘胶纤维生产中的碱性废水处理主要采用沉降法、细菌降解法及氧化降解法等，但由于在该碱性废水中，所含大量的纤维素磺酸酯及半纤维素等在碱性条件下呈溶解状态，因此采用沉降法去除难度较大且速度较慢；若直接采用细菌降解法及氧化降解法，则需用的细菌及氧化剂等消耗巨大。

公开号“CN207468369U、CN107827278A”中公开了包括依次连接的酸碱中和设备、反应罐和压滤机，酸碱中和设备上连接有碱性废水收集罐和塑化水收集罐，反应罐上设絮凝剂调配罐，絮凝剂调配罐上设絮凝剂入口和活性炭入口。采用酸碱中和、絮凝、压滤相结合的方式对高浓碱性废水进行处理，一方面，可将COD含量约50000mg/L的高浓碱性废水的COD含量降低至1300-1600mg/L，再送至环保工序进行降解处理，减轻环保压力，另一方面，压滤得到的废渣卸出后可直接送至动力部门进行焚烧，节约能源成本。但在该技术方案中，由反应罐中由于中和反应而产生CS₂、H₂S等，但在其处理装置中未做进一步处理，直接排放将会影响环境污染，同时，影响反应罐内压力变化，将会对工况环境产生不稳定因素；并且，为静态混合器的酸碱中和设备的设置，增加了工艺系统中设备及工序控制等成本。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术问题，而提出了一种粘胶纤维生产中碱性废液处理系统。在本技术方案中，将粘胶纤维生产中产生的酸性废水对所产生的碱性废液进行中和处理，一方面将废液处理后，减轻环境污染；另一方面，可将废液前处理后，再做回收处理，实现变废为宝，促进可持续发展。

为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：

一种粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，包括用于收集和储存碱性废液的收集罐、进行中和反应的反应罐、用于缓冲流量的缓冲罐及将溶液进行固液分离的压滤机，收集罐出料口通过输送管Ⅰ与反应罐进料口连接，反应罐出料口通过输送管Ⅱ与缓冲罐进料口连接，缓冲罐进料口通过输送管Ⅲ与压滤机进料口连接，输送管Ⅰ上设有进料泵和加碱液自动阀，输送管Ⅱ上设有倒料泵Ⅰ和倒料自动阀，输送管Ⅲ上设有倒料泵Ⅱ；

所述粘胶纤维生产中设有用于收集和储存纺丝、塑化拉伸等所产生酸性废水的酸性废水罐，反应罐通过输酸管与酸性废水罐连接，输酸管上设有加酸液自动阀；

所述输送管Ⅱ上连通有循环管，循环管一端与输送管Ⅱ连接，另一端与反应罐循环口连接，循环管上设有循环自动阀，循环管的设置，促使反应罐内酸碱中和反应完全，提高碱性废液处理的效率；

所述反应罐、缓冲罐均通过排气管与废气回收装置连接，排气管上设有回收自动阀。

进一步的，所述收集罐上设有液位变送器Ⅰ，用于监控收集罐内液位变化。

进一步的，所述进料泵至少两个，进料泵与进料泵之间通过并联方式连接。

进一步的，所述反应罐内设有由电机带动的搅拌机构，反应罐上设有pH检测仪和液位变送器Ⅱ。

进一步的，所述反应罐至少两个，反应罐与反应罐之间通过并联方式连接。

进一步的，所述缓冲罐至少两个，缓冲罐与缓冲罐之间通过并联方式连接。缓冲罐增加反应缓冲量，缓存反应需要时间。

进一步的，所述缓冲罐上设有液位变送器Ⅲ。

进一步的，所述倒料泵Ⅱ至少两个，倒料泵Ⅱ之间通过并联方式连接。

进一步的，所述压滤机为现有成熟技术中的隔膜压滤机，直接购买获得。

根据实际需求，各管道上设置有手动阀；排气管上设有压力检测仪和风机；涉及的管道耐酸碱。

基于上述的碱性废液处理系统，涉及的处理工艺包括如下步骤：

1）收集粘胶纤维生产中所生成的碱性废液，并暂存于收集罐中；

2）将收集罐中的碱性废液以进料流速10-20L/s输送至反应罐，同时，将酸性废水罐中的酸性废水以进料流速10-20L/s输送至反应罐；在反应罐中，碱性废液与酸性废水进行中和反应，得到pH为3.5-5.5的反应液；

3）将经步骤2）中所得反应液以进料流量20m³/h输送至缓冲罐，缓冲及暂存；

4）将缓冲罐中的反应液以进料流量为32m³/h输送至压滤机，经压滤机压滤，得滤饼和pH为3.5-5.5的滤液，再分别进行回收再处理。

所述碱性废液为包括纤维素磺酸酯、氢氧化钠、二硫化碳、ɑ-纤维素、半纤维素、碳酸钠、三硫代碳酸钠、二硫代碳酸钠及硫代碳酸钠等物质的呈碱性的废液，其中，COD为15000mg/L，SS为8000mg/L，氢氧化钠浓度为15g/L。

在反应罐中，搅拌机构转速为10r/min；并控制反应罐内压力<0Mbar，温度≤60℃。

在压滤机中，进口压力3-8bar，温度＜60℃。

所述滤液包括Na₂SO₄及Zn₂SO₄，滤渣包括半纤维素和纤维素。

于反应罐中，涉及的主反应为：H⁺+OH^-=H₂O；

涉及的副反应为：

[C₆H₉O₅]_n+nNaOH+nCS₂→[C₆H₉O₄▪OCS₂Na]n，5NaOH+3CS₂=2Na₂CS₃+NaHCO₃+2H₂O，其中，OH^-消耗后，大量CS₂放出；同时，Na₂CS₃+6OH^-=Na₂CO₃+3H₂S，大量H₂S气体排出；CO₃ ^2-+2H⁺=CO₂+H₂O。

对于碱性废液处理工艺，涉及的工作原理为：

[C₆H₉O₅]n+nNaOH+nCS₂→[C₆H₉O₄▪OCS₂Na]n的黄化主反应为可逆反应，[C₆H₉O₄▪OCS₂Na]n为溶于碱而又难降解的还原性物质，导致排放水中COD很高；加酸（酸性废水）消耗OH^-反应后，[C₆H₉O₅]n固体（为纤维素，溶于碱，不溶于酸）及nCS₂（气体，排出）大量产生；同时，因半纤维素不与CS₂反应，在反应过程中，[C₆H₉O₄▪OCS₂Na]n将半纤维包裹形成大颗粒，反应后，[C₆H₉O₄▪OCS₂Na]n包裹层破裂，半纤维素析出；最后，得到滤饼（半纤维素、纤维素、砂石及其他难溶行固体杂质）和滤液（为含有Na₂SO₄、Zn₂SO₄等的酸性液体）。

采用本技术方案，带来的有益技术效果为：

1）在本实用新型中，将粘胶纤维生产中由于纺丝、塑化拉伸等产生的酸性废水对所产生的碱性废液进行中和处理，一方面将废液处理后，减轻环境污染；另一方面，将废液前处理后，可再做回收处理，实现变废为宝，促进可持续发展；

2）在本实用新型中，收集罐、反应罐、缓冲罐、压滤机、管道、泵及自动阀等的设置，实现碱性废液处理工艺的自动化控制，提高碱性废液处理的稳定性和可控性；

3）在本实用新型中，反应罐、缓冲罐、进料泵及倒料泵Ⅱ等数量的限定，实现碱性废液处理工艺的连续运行，增加处理量，提高处理效率，保证处理工艺的稳定性；

4）车间废液处理工序运行时，会产生大量CS₂、H₂S等有毒气体，严重增加现场环境安全，属于潜在危险源，故通过废气回收装置的设置，将有害气体进行可控的处理，降低生产运行的安全风险，同时提高自动化程度。

附图说明

图1为本实用新型中的工作流程图；

图中，1、收集罐，2、反应罐，3、缓冲罐，4、压滤机，5、输送管Ⅰ，51、进料泵，52、加碱液自动阀，6、输送管Ⅱ，61、倒料泵Ⅰ，62、倒料自动阀，7、输送管Ⅲ，71、倒料泵Ⅱ，8、酸性废水罐，9、输酸管，91、加酸液自动阀，10、循环管，11、循环自动阀，12、排气管，13、回收自动阀，14、液位变送器Ⅰ，15、电机，16、搅拌机构，17、pH检测仪，18、液位变送器Ⅱ，19、液位变送器Ⅲ，20、废气回收装置，21、压力检测仪，22、风机。

具体实施方式

下面通过对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示：一种粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，包括用于收集和储存碱性废液的收集罐1、进行中和反应的反应罐2、用于缓冲流量的缓冲罐3及将溶液进行固液分离的压滤机4，收集罐1出料口通过输送管Ⅰ5与反应罐2进料口连接，反应罐2出料口通过输送管Ⅱ6与缓冲罐3进料口连接，缓冲罐3进料口通过输送管Ⅲ7与压滤机4进料口连接，输送管Ⅰ5上设有进料泵51和加碱液自动阀52，输送管Ⅱ6上设有倒料泵Ⅰ61和倒料自动阀62，输送管Ⅲ7上设有倒料泵Ⅱ71；

粘胶纤维生产中设有用于收集和储存纺丝、塑化拉伸等所产生酸性废水的酸性废水罐8，反应罐2通过输酸管9与酸性废水罐8连接，输酸管9上设有加酸液自动阀91；

输送管Ⅱ6上连通有循环管10，循环管10一端与输送管Ⅱ6连接，另一端与反应罐2循环口连接，循环管10上设有循环自动阀11；

反应罐2、缓冲罐3均通过排气管12与废气回收装置20连接，排气管12上设有回收自动阀13；

压滤机4为现有成熟技术中的隔膜压滤机。

根据在实际的工况环境下，排气管12还上设有压力检测仪21和风机22，待压力检测仪21检测压力≥0Mbar时，为保证处理系统在废气无法回收的情况还能正常运行，故通过回收自动阀13调节，将废气直接排放大气，否则，气体大量在罐内累积，会发生罐体爆炸，进而影响生产线的安全性。

实施例2

基于实施例1，更进一步的，

收集罐1上设有液位变送器Ⅰ14，用于监控收集罐1内液位变化。

进料泵51为两个，进料泵51与进料泵51之间通过并联方式连接。

实施例3

基于实施例2，更进一步的，

反应罐2内设有由电机15带动的搅拌机构16，反应罐2上设有pH检测仪17和液位变送器Ⅱ18。

反应罐2为两个，反应罐2与反应罐2之间通过并联方式连接。

实施例4

基于实施例3，更进一步的，

缓冲罐3为两个，缓冲罐3与缓冲罐3之间通过并联方式连接。缓冲罐3增加反应缓冲量，缓存反应需要时间；缓冲罐3上设有液位变送器Ⅲ19。

倒料泵Ⅱ71为两个，倒料泵Ⅱ71之间通过并联方式连接。

实施例5

基于实施例1-4，本实施例涉及的粘胶纤维生产中碱性废液处理工艺，包括如下步骤：

1）收集粘胶纤维生产中所生成的碱性废液，并暂存于收集罐1中；

2）将收集罐1中的碱性废液以进料流速10L/s输送至反应罐2，同时，将酸性废水罐8中的酸性废水以进料流速10L/s输送至反应罐2；在反应罐2中，碱性废液与酸性废水进行中和反应，得到pH为5.5的反应液；

3）将经步骤2）中所得反应液以进料流量20 m³/h输送至缓冲罐3，缓冲及暂存；

4）将缓冲罐3中的反应液以进料流量为32 m³/h输送至压滤机4，经压滤机4压滤，得滤饼和pH为5.5的滤液，再分别进行回收再处理。

碱性废液为包括纤维素磺酸酯、氢氧化钠、二硫化碳、ɑ-纤维素、半纤维素、碳酸钠、三硫代碳酸钠、二硫代碳酸钠及硫代碳酸钠等物质的呈碱性的废液，其中，COD为15000mg/L，SS为8000mg/L，氢氧化钠浓度为15g/L。

在反应罐2中，搅拌机构16转速为10r/min；并控制反应罐2内压力<0Mbar，温度≤60℃。

在压滤机4中，进口压力3-8bar，温度＜60℃。

请以实际生产线处理过程中的碱性废液为例，对本技术方案作进一步说明。

比如：在粘胶纤维生产中，排放水平均产量为600 m³/d（COD：15000mg/L，SS：8000mg/L），其与400 m³酸性废水反应后，实现对碱性废液和酸性废水的处理，缓解环保压力，同时，可以变废为宝。

又比如：生产14吨的粘胶纤维，生产1吨碱性废液和0.6吨酸性废水，其中，碱性废液中氢氧化钠浓度为15-20g/L，酸性废水中硫酸浓度为4-8g/L。若均采用传统的酸性、碱性高COD废水处理方法，使用微生物发酵法处理难度极大，极易造成排放水COD超标。

而将碱性废液与酸性废水进行相互间的酸碱中和的前反应，可实现处理大部分COD，环保进行精细处理，将极大降低环保出站COD。

Claims

1.一种粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，其特征在于：包括用于收集和储存碱性废液的收集罐（1）、进行中和反应的反应罐（2）、用于缓冲流量的缓冲罐（3）及将溶液进行固液分离的压滤机（4），收集罐（1）出料口通过输送管Ⅰ（5）与反应罐（2）进料口连接，反应罐（2）出料口通过输送管Ⅱ（6）与缓冲罐（3）进料口连接，缓冲罐（3）进料口通过输送管Ⅲ（7）与压滤机（4）进料口连接，输送管Ⅰ（5）上设有进料泵（51）和加碱液自动阀（52），输送管Ⅱ（6）上设有倒料泵Ⅰ（61）和倒料自动阀（62），输送管Ⅲ（7）上设有倒料泵Ⅱ（71）；

所述粘胶纤维生产中设有用于收集和储存酸性废水的酸性废水罐（8），反应罐（2）通过输酸管（9）与酸性废水罐（8）连接，输酸管（9）上设有加酸液自动阀（91）；

所述输送管Ⅱ（6）上连通有循环管（10），循环管（10）一端与输送管Ⅱ（6）连接，另一端与反应罐（2）循环口连接，循环管（10）上设有循环自动阀（11）；

所述反应罐（2）、缓冲罐（3）均通过排气管（12）与废气回收装置（20）连接，排气管（12）上设有回收自动阀（13）。

2.根据权利要求1所述的粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，其特征在于：所述收集罐（1）上设有液位变送器Ⅰ（14）。

3.根据权利要求1或2所述的粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，其特征在于：所述进料泵（51）至少两个，进料泵（51）与进料泵（51）之间通过并联方式连接。

4.根据权利要求1所述的粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，其特征在于：所述反应罐（2）内设有由电机（15）带动的搅拌机构（16），反应罐（2）上设有pH检测仪（17）和液位变送器Ⅱ（18）。

5.根据权利要求1或4所述的粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，其特征在于：所述反应罐（2）至少两个，反应罐（2）与反应罐（2）之间通过并联方式连接。

6.根据权利要求1所述的粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，其特征在于：所述缓冲罐（3）至少两个，缓冲罐（3）与缓冲罐（3）之间通过并联方式连接。

7.根据权利要求1或6所述的粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，其特征在于：所述缓冲罐（3）上设有液位变送器Ⅲ（19）。

8.根据权利要求1所述的粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，其特征在于：所述倒料泵Ⅱ（71）至少两个，倒料泵Ⅱ（71）之间通过并联方式连接。

9.根据权利要求1所述的粘胶纤维生产中碱性废液处理系统，其特征在于：所述压滤机（4）为隔膜压滤机。