CN212151927U - 碱减量废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碱减量废水处理系统，包括依次连通的预处理系统、一级电渗析系统、酸析系统和二级电渗析系统，及设于二级电渗析系统和酸析系统之间的酸液回流系统；预处理系统用于去除碱减量废水中的杂质；一级电渗析系统用于对预处理系统处理所得废水进行浓缩处理，获得浓缩废水；酸析系统用于对浓缩废水进行酸析处理以析出包括对苯二甲酸晶体的悬浮物，及将析出悬浮物从废水中分离，得截留物和滤液；二级电渗析系统用于处理滤液，产生酸液和碱液；酸液回流系统用于将二级电渗析系统产生的酸液回流至酸析系统。本实用新型碱减量废水处理系统可减少固废量和所需药剂量，节约成本。

Description

碱减量废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种碱减量废水处理系统。

背景技术

涤纶纤维是目前世界上最广泛应用的合成纤维品种，占世界合成纤维产量的60％以上，随着国家经济的快速发展及人民生活水平的提高，涤纶纤维的需求量日益增长，根据中国产业信息网行业数据，2018年1月至12月全国涤纶纤维总产量达4014.87万吨，同比增长8.5％。其中约有20％的涤纶纤维需要用碱减量工艺处理。碱减量工艺是在高温和较浓的烧碱中对织物进行处理，涤沦表面被碱刻蚀后，变得手感柔软、光泽柔和，具有蚕丝一般风格，故又称仿真丝绸处理。聚酯纤维在氢氧化钠水溶液中，纤维表面聚酯分子链的酯键水解断裂，并不断形成不同聚合度的水解产物，最后形成水溶性对苯二甲酸钠和乙二醇。因此，碱减量废水中含有较多对苯二甲酸钠和乙二醇及其他杂质。碱减量废水若直接排放，不仅会造成环境污染和资源浪费，且其中含有的有害物质对动植物有毒害作用，因此，需对碱减量废水进行处理后再行排放。

目前，碱减量废水的处理方法主要有直接酸析、混凝沉淀后酸析和碱析法处理。其中，直接酸析处理碱减量废水所得的对苯二甲酸颗粒较小，分离困难，回收的对苯二甲酸纯度较小；混凝沉淀后酸析，所得对苯二甲酸颗粒较大，COD去除效率高，但是回收的颗粒再利用价值小，而且药剂用量大，产生的固废量大；碱析法处理碱减量废水，需投入大量的氯化钙，处理成本较高，生成对苯二甲酸钙无回用价值。因此，寻找一种碱减量废水的资源化处理方法已迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种碱减量废水处理系统，可减少固废量和所需药剂购买量，节约成本。

第一方面，本实用新型的一个实施例提供了一种碱减量废水处理系统，包括：

预处理系统，用于去除碱减量废水中的杂质；

一级电渗析系统，与所述预处理系统连通，用于接收经所述预处理系统处理后的碱减量废水，并进行浓缩处理，以获得浓缩废水和脱盐淡水；

酸析系统，与所述一级电渗析系统连通，用于接收所述浓缩废水，并对所述浓缩废水进行酸析处理以析出包含对苯二甲酸晶体的悬浮物，以及将析出悬浮物从废水中分离，得截留物和滤液；

二级电渗析系统，与所述酸析系统连接，用于接收和处理所述滤液，以产生酸液、碱液和脱盐淡水；

回流系统，所述回流系统包括酸液回流系统，所述酸液回流系统设于所述二级电渗析系统和所述酸析系统之间，用于将所述二级电渗析系统产生的酸液回流至所述酸析系统。

本实用新型实施例的碱减量废水处理系统至少具有如下有益效果：该碱减量废水处理系统通过设置以上依次连通的预处理系统、一级电渗析系统、酸析系统和二级电渗析系统，以及在酸析系统和二级电渗析系统之间设置酸液回流系统，在碱减量废水处理过程中，预处理系统可去除碱减量废水中杂质(主要去除大颗粒固体杂质及长条杂物)；经预处理后的废水进入一级电渗析系统进行电渗析浓缩处理，提高碱减量废水的含盐量浓度，可提高后续二级电渗析的效率，一级电渗析系统处理所产生的脱盐淡水可直接回用或经深度处理后再行回用；一级电渗析系统处理所得的浓缩废水进入酸析系统，在酸析系统中浓缩废水与酸液混合，以析出包含对苯二甲酸晶体的悬浮物，将析出悬浮物从废水中分离，得到截留物和滤液；其中，截留物中主要为对苯二甲酸，且所得的对苯二甲酸纯度高，可作为副产品进行再利用，减少固废量；滤液进入二级电渗析系统，经电渗析处理产生酸液、碱液和脱盐淡水，酸液通过酸液回流系统回流至酸析系统，碱液和脱盐淡水也可回用至涤纶碱减量生产工段，可实现碱减量废水药剂回用，减少药剂用量和药剂储存空间，节约成本，避免造成资源浪费，减少废物排放。

根据本实用新型的另一些实施例的碱减量废水处理系统，所述二级电渗析系统为双级膜电渗析系统。

根据本实用新型的另一些实施例的碱减量废水处理系统，所述预处理系统包括过滤装置，用于过滤去除碱减量废水中的杂质。

根据本实用新型的另一些实施例的碱减量废水处理系统，所述过滤装置为板框过滤器、烛式过滤器、卧螺式过滤器、离心式过滤器或管式膜装置。

根据本实用新型的另一些实施例的碱减量废水处理系统，所述预处理系统还包括絮凝池，所述絮凝池与所述过滤装置连通，用于将碱减量废水与絮凝剂接触，以使碱减量废水经絮凝处理后再通入所述过滤装置。

根据本实用新型的另一些实施例的碱减量废水处理系统，所述酸析系统包括反应器和固液分离装置；所述反应器与所述一级电渗析系统连通，用于接收所述浓缩废水，并将所述浓缩废水与酸液混合，以析出包含对苯二甲酸晶体的悬浮物；所述固液分离装置与所述反应器连接，用于对反应器处理所得包含悬浮物的废水进行固液分离。

根据本实用新型的另一些实施例的碱减量废水处理系统，所述酸析系统还包括用于储存和提供酸液的酸液储存容器，所述酸液储存容器与所述反应器连接，用于向所述反应器中提供酸液；所述酸液回流系统设于所述二级电渗析系统和所述酸液储存容器之间，用于将所述二级电渗析系统生成的酸液回流至所述酸液储存容器。

根据本实用新型的另一些实施例的碱减量废水处理系统，所述一级电渗析系统中设有导电率检测装置，用于检测所述浓缩废水和所述脱盐淡水的导电率。

根据本实用新型的另一些实施例的碱减量废水处理系统，所述回流系统还包括淡水回用系统和/或碱液回用系统；

所述淡水回用系统用于将所述一级电渗析系统获得的脱盐淡水和/或所述二级电渗析系统产生的脱盐淡水回用至涤纶碱减量生产工段；

所述碱液回用系统用于将所述二级电渗析系统产生的碱液回用至涤纶碱减量生产工段。

根据本实用新型的另一些实施例的碱减量废水处理系统，还包括碱减量废水收集容器，所述碱减量废水收集容器与所述预处理系统连接，用于收集储存碱减量废水，并向所述预处理系统输送碱减量废水。

附图说明

图1是本实用新型碱减量废水处理系统一实施例的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

请参照图1，图1是本实用新型碱减量废水处理系统一实施例的结构示意图。该碱减量废水处理系统用于对涤纶碱减量生产工段上产生的废水进行处理，其包括依次连通的碱减量废水收集容器10、预处理系统20、一级电渗析系统30、酸析系统40和二级电渗析系统50。

碱减量废水收集容器10用于收集储存碱减量废水，并向预处理系统20输送提供碱减量废水。碱减量废水收集容器10可为碱减量废水收集池、碱减量废水收集桶等。当然，在一些实施例中，也可取消碱减量废水收集容器10的设置，外来待处理碱减量废水直接进入预处理系统20。

预处理系统20用于去除碱减量废水中杂质，主要用于去除大颗粒固体杂质及长条杂物。预处理系统20可包括过滤装置，用于过滤去除碱减量废水中的大颗粒固体杂质及长条杂物。过滤装置具体可采用板框过滤器、烛式过滤器、卧螺式过滤器、离心式过滤器、管式膜装置等。为了提高预处理效果，预处理系统20还可包括絮凝池，絮凝池与过滤装置连接，用于接收碱减量废水，并将碱减量废水与絮凝剂(如聚铝、镁盐、聚丙烯酰胺等)接触，以使碱减量废水经絮凝处理后再通入过滤装置。

一级电渗析系统30用于接收经预处理系统20处理后的碱减量废水，并进行浓缩处理，以获得浓缩废水和脱盐淡水。一级电渗析系统30具体可采用TWED-60-120×5R型电渗析装置(可对应采用普通电渗析阴膜和阳膜)、AC50-600型电渗析装置(可对应采用耐酸碱均相电渗析阴膜和阳膜)等电渗析装置。为了便于了解系统中废水的处理情况，以进行进一步处理操作，一级电渗析系统30中可设置导电率检测装置，用于检测浓缩废水和脱盐淡水的导电率，以通过所测得导电率进一步判定浓缩废水和脱盐淡水的含盐量。

酸析系统40用于接收一级电渗析系统30处理所得的浓缩废水，并对其进行酸析处理以析出包括对苯二甲酸晶体的悬浮物，以及将析出悬浮物从废水中分离，得到截留物和滤液。酸析系统40具体可包括反应器和固液分离装置；反应器与一级电渗析系统30连通，用于接收一级电渗析系统30处理所得的浓缩废水，并将浓缩废水与酸液(包括硫酸、磷酸等中强酸)混合，以析出包括对苯二甲酸晶体的悬浮物；固液分离装置与反应器连接，用于对反应器处理所得包含悬浮物的废水进行固液分离。反应器可采用反应桶(如PE反应桶)、反应池等；固液分离装置具体可用板框过滤器、烛式过滤器、卧螺式过滤器、离心式过滤器或管式膜装置。另外，为了便于酸液的补充，酸析系统40还可包括用于储存和提供酸液的酸液储存容器，酸液储存容器与反应器连接，用于向反应器中提供酸液。

二级电渗析系统50用于接收和处理酸析系统40处理所得滤液，以产生酸液、碱液和脱盐淡水。二级电渗析系统50可为双级膜电渗析系统，具体可采用TWED-60-120×5R型电渗析装置(可对应采用均相耐酸碱阴阳膜和双极膜)。

本实施例碱减量废水处理系统还包括回流系统，回流系统包括酸液回流系统60。酸液回流系统60设于二级电渗析系统50和酸析系统40之间，用于将二级电渗析系统50产生的酸液回流至酸析系统40。对于酸析系统40中设有酸液储存容器的情况，可将酸液回流系统60具体设置于二级电渗析系统50和酸液储存容器之间，用于将二级电渗析系统50生成的酸液回流至酸液储存容器。通过酸液回流系统60的设置，可将处理所得酸液有效回用至酸析处理工序，实现药剂的循环使用，减少药剂用量和储存空间，节约处理成本。

另外，回流系统还可包括淡水回用系统和/或碱液回用系统，淡水回用系统用于将一级电渗析系统30获得的脱盐淡水和/或二级电渗析系统50产生的脱盐淡水回用至涤纶碱减量生产工段；碱液回用系统用于将二级电渗析系统50产生的碱液回用至涤纶碱减量生产工段。通过淡水回用系统和碱液回用系统的设置，可分别实现脱盐淡水和碱液的回用，减少资源浪费，节约生产成本。在一些实施例中，碱减量废水处理系统本身也可不包含淡水回用系统和碱液回用系统，而在实际处理过程中，可采用人工处理回用的方式或借助外部装置对处理所得脱盐淡水和碱液进行回用。

以上碱减量废水处理装置可应用于碱减量废水处理，处理过程中先将碱减量废水通入预处理系统20进行预处理，以去除碱减量废水中的大颗粒固体杂质及长条废物；经预处理后的废水进入一级电渗析系统30进行浓缩处理，提高碱减量废水的含盐量浓度，这可提高后续二级电渗析的效率，并且可减小二级电渗析系统50中电渗析装置淡水室和酸碱室的浓差极化现象，减少膜表面的结垢程度，而一级电渗析系统30处理所产生的脱盐淡水可直接回用或经深度处理后再行回用，其中，一般控制所产生脱盐淡水的含盐量在1％以下(可通过控制导电率＜5000μs/cm)，并将废水浓缩至含盐量高于5％(可通过控制导电率＞30ms/cm)；一级电渗析系统30处理所得的浓缩废水进入酸析系统40，在酸析系统40中浓缩废水与酸液混合，以析出包含对苯二甲酸晶体的悬浮物，将析出悬浮物从废水中分离，得到截留物和滤液；以上处理所得的截留物中主要为对苯二甲酸，对苯二甲酸的纯度高(可达99.5％～99.8％)，且回收率高(可达98％～99％)，其可作为副产品应用于下游工厂(如增塑剂、树脂厂等)，以实现再利用，减少固废量；滤液则进入二级电渗析系统50，经电渗析处理产生酸液、碱液和脱盐淡水，酸液通过酸液回流系统60回流至酸析系统，碱液和脱盐淡水也可回用至涤纶碱减量生产工段，可实现碱减量废水药剂回用，减少药剂用量和药剂储存空间，节约成本，避免造成资源浪费，减少废物排放。

应用例

将印染车间生产的碱减量废水(pH为13，浊度为258，含对苯二甲酸钠2％，温度为46℃)通入碱减量废水收集容器中，而后泵送至预处理系统中进行预处理；具体先将废水泵送至预处理系统中絮凝池，向絮凝池中加入1％聚铝溶液和5ppm聚丙烯酰胺，并调节废水pH值至7，形成矾花，再将废水通入烛式过滤器进行过滤，去除悬浮在碱减量废水中的固体及胶体物质等杂质。而后将经预处理系统处理后的碱减量废水送入一级电渗析系统进行浓缩处理，一级电渗析系统具体采用TWED-60-120×5R型电渗析装置，其采用普通电渗析阴膜和阳膜。一级电渗析处理分两路出水：一路为除去盐分的脱盐淡水，控制其总含盐量低于1％(通过控制导电率＜5000μs/cm)，其可直接回用至涤纶碱减量生产工艺；另一路为浓缩废水，控制其总含盐量高于5％(通过控制电导率＞30ms/cm)。再将一级电渗析浓缩处理所得的浓缩废水通入酸析系统进行酸析处理，酸析系统包括PE反应桶和板框压滤机，具体先将浓缩废水通入PE反应桶中，加入硫酸溶液，废水中的对苯二甲酸钠与硫酸反应生成对苯二甲酸和硫酸钠，而后将废水通入板框压滤机，经过滤得到对苯二甲酸泥饼，其纯度达99.6％，回收率高，达98.5％，可作为副产品应用于下游工厂，如增塑剂、树脂厂等；过滤所得滤液的总含盐量高于5％。将酸析处理所得滤液通入二级电渗析系统，二级电渗析系统采用TWED-60-120×5R型电渗析装置，其采用均相耐酸碱阴阳膜和双极膜。二级电渗析处理分三路出水：一路为酸液(含硫酸约5％)，将其回用于酸析系统；一路为碱液(含氢氧化钠约5％)，回用于涤纶碱减量生产工艺；另一路为脱盐淡水(含盐量约为1％,pH值为7左右)，可直接回用至涤纶碱减量生产工艺或回用于一级电渗析装置的进水。

由上，采用本实用新型碱减量废水处理系统可回收高纯度的对苯二甲酸，且回收率高，可作为副产品进行再利用，减少固废量；并且通过酸液回用至酸析处理，甚至可将碱液和脱盐淡水回用至涤纶碱减量生产工段，可实现碱减量废水药剂回用，减少药剂用量和药剂储存空间，节约成本，避免造成资源浪费，减少废物排放。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种碱减量废水处理系统，其特征在于，包括：

预处理系统，用于去除碱减量废水中的杂质；

一级电渗析系统，与所述预处理系统连通，用于接收经所述预处理系统处理后的碱减量废水，并进行浓缩处理，以获得浓缩废水和脱盐淡水；

酸析系统，与所述一级电渗析系统连通，用于接收所述浓缩废水，并对所述浓缩废水进行酸析处理以析出包括对苯二甲酸晶体的悬浮物，以及将析出悬浮物从废水中分离，得截留物和滤液；

二级电渗析系统，与所述酸析系统连通，用于接收和处理所述滤液，以产生酸液、碱液和脱盐淡水；

回流系统，所述回流系统包括酸液回流系统，所述酸液回流系统设于所述二级电渗析系统和所述酸析系统之间，用于将所述二级电渗析系统产生的酸液回流至所述酸析系统。

2.根据权利要求1所述的碱减量废水处理系统，其特征在于，所述二级电渗析系统为双级膜电渗析系统。

3.根据权利要求1所述的碱减量废水处理系统，其特征在于，所述预处理系统包括过滤装置，用于过滤去除碱减量废水中的杂质。

4.根据权利要求3所述的碱减量废水处理系统，其特征在于，所述过滤装置为板框过滤器、烛式过滤器、卧螺式过滤器、离心式过滤器或管式膜装置。

5.根据权利要求3所述的碱减量废水处理系统，其特征在于，所述预处理系统还包括絮凝池，所述絮凝池与所述过滤装置连通，用于将碱减量废水与絮凝剂接触，以使碱减量废水经絮凝处理后再通入所述过滤装置。

6.根据权利要求1所述的碱减量废水处理系统，其特征在于，所述酸析系统包括反应器和固液分离装置；所述反应器与所述一级电渗析系统连通，用于接收所述浓缩废水，并将所述浓缩废水与酸液混合，以析出包括对苯二甲酸晶体的悬浮物；所述固液分离装置与所述反应器连接，用于对反应器处理所得包含悬浮物的废水进行固液分离。

7.根据权利要求6所述的碱减量废水处理系统，其特征在于，所述酸析系统还包括用于储存和提供酸液的酸液储存容器，所述酸液储存容器与所述反应器连接，用于向所述反应器中提供酸液；所述酸液回流系统设于所述二级电渗析系统和所述酸液储存容器之间，用于将所述二级电渗析系统生成的酸液回流至所述酸液储存容器。

8.根据权利要求1所述的碱减量废水处理系统，其特征在于，所述一级电渗析系统中设有导电率检测装置，用于检测所述浓缩废水和所述脱盐淡水的导电率。

9.根据权利要求1所述的碱减量废水处理系统，其特征在于，所述回流系统还包括淡水回用系统和/或碱液回用系统；

所述淡水回用系统用于将所述一级电渗析系统获得的脱盐淡水和/或所述二级电渗析系统产生的脱盐淡水回用至涤纶碱减量生产工段；

所述碱液回用系统用于将所述二级电渗析系统产生的碱液回用至涤纶碱减量生产工段。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的碱减量废水处理系统，其特征在于，还包括碱减量废水收集容器，所述碱减量废水收集容器与所述预处理系统连接，用于收集储存碱减量废水，并向所述预处理系统输送碱减量废水。

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