CN215365303U - 一种芳纶ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统。包括预处理子系统、正渗透子系统及多效蒸发子系统，预处理子系统包括原液过滤器和沉淀池，原液过滤器与沉淀池连接，沉淀池内设置有刮泥机构；正渗透子系统包括正渗透装置和汲取液储罐，沉淀池与正渗透装置，汲取液储罐与正渗透装置连接，正渗透装置上设置有正渗透膜组件，原料进口和汲取液进口分别设置在正渗透膜组件两侧；正渗透装置连接有浓水收集罐；多效蒸发子系统包括蒸发结晶器和结晶浆料分离器，浓水收集罐与蒸发结晶器连接，蒸发结晶器与结晶浆料分离器，结晶浆料分离器上设置有晶体出口。将含氯高盐污水变废为宝，实现无污染排放，有效保护了水资源等。

Description

一种芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理系统，尤其涉及一种芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，属于芳纶生产设备技术领域。

背景技术

芳纶Ⅱ（聚对苯二甲酰对苯二胺纤维），是特种合成纤维中产量最大的重要品种，也是强度和模量最接近其理论值的纤维，如杜邦公司的产品，最高强度已达25dN/tex（理论值为120dN/tex以上），约为理论值的1/5；模量高达850dN/tex（理论值为1200dN/tex），约为理论值的2/3，进而其应用领域在不断扩大。

在芳纶Ⅱ生产过程中，一般是将对苯二甲酰氯（TPC）与对苯二胺（PPDA）在溶剂体系中进行聚合反应，生成聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物，其中，常采用“N-甲基吡咯烷酮（NMP）-氯化钙”的溶剂体系（即含氯化钙5-10%的N-甲基吡咯烷酮溶液）。生产工艺具体包括：先将PPDA溶于NMP-CaCl₂的溶剂体系中，制备PPDA含量为3-10%的低温溶液（CaCl₂在溶剂体系内为“助剂”）；再将所得的低温溶液与TPC进行聚合反应，生成的聚合物与反应副产物氯化氢、溶剂NMP、助剂CaCl₂共同析出，形成内部带有孔隙、呈面包屑状的固体粉末态（如图1所示，其中含有芳纶1414聚合物、氯化氢、NMP、CaCl₂）；最后，将聚合物分离纯化，得到纯净、干燥的芳纶1414聚合物。目前，在聚合物的分离纯化工序中，向聚合混合物（主要含芳纶1414聚合物、溶剂NMP、助剂CaCl₂和HCl）中加入与HCl等摩尔当量的NaOH溶液和一定量的除盐水，进行中和、打浆，再利用多级过滤洗涤方式将所形成浆液中的聚合物（呈固体粉末态）与滤液（主含NMP、CaCl₂、NaCl的水溶液）进行分离，其中，芳纶1414聚合物经干燥除水后用于芳纶纺纱生产；滤液由于含有机溶剂NMP、无机盐CaCl₂及NaCl，经萃取法提纯NMP后进行回用，而萃余液中的无机盐CaCl₂及NaCl做为废水进行排放。

该分离纯化工序可将大部分的有机溶剂NMP进行回收，回收率可达到99.5%以上，且该工序也是芳纶1414工业化生产中所采用的最成熟聚合物洗涤、溶剂回收工艺路线，但该分离纯化工艺存在缺点在于：在洗涤分离和萃取过程中，所萃取的无机盐（CaCl₂和NaCl）难以回收，而形成氯化物含量约3%的废水，一方面，该废水中氯化物含量较低，若直接采用多效蒸发工艺或者离子膜分离工艺所需消耗的能量非常大，极不经济，成本极高；另一方面，对于直接排放的废水而言，3%（30000mg/L）的氯化物含量非常高，氯离子对环境污染较大，随着国家环保要求逐渐提高，对氯离子的排放要求也逐渐提高，该问题愈发突出，亟待解决。

目前，普遍使用的SBR工艺对污水含盐量及氯离子有限制要求（TDS≤10000mg/l，氯离子≤1500 mg/l）。因此，在使用SBR工艺中，原液污水的预处理将耗费大量的财力及人力，成本较高，环保风险大。

现有技术CN111534891A中公开“一种芳纶1414生产中的聚合溶剂体系回收工艺”，其中，通过“两次中和、两次打浆、萃取、汽提、精制”等工序，不仅洗涤纯化对位芳纶聚合物，而且将生产中所使用的助剂氯化钙及溶剂N-甲基吡咯烷酮回收，进行重复利用，形成循环经济；同时有效将排放污水中的氯离子含量降低，更符合环保要求，实现环保经济。CN205676303U中公开“一种含氯化钠与硫酸钠的高盐废水资源化处理装置”，其中，包括一次纳滤装置、第一反渗透装置、离子选择性电渗析器、第二反渗透装置、二次纳滤装置、结晶装置和蒸发结晶装置。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足，而提出了一种芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统。在本技术方案中，通过预处理子系统、正渗透子系统及多效蒸发子系统的设置，将含氯高盐污水进行预处理、正渗透处理及多效蒸发处理，最终变废为宝，得含氯结晶产物，以及实现无污染排放，有效保护了水资源等。

为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：

一种芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，包括预处理子系统、正渗透子系统及多效蒸发子系统，

预处理子系统：包括与芳纶Ⅱ生产系统连接的原液过滤器和沉淀池，原液过滤器上的滤液出口与沉淀池连接，沉淀池内设置有将污水表面漂浮物进行清理的刮泥机构；

正渗透子系统：包括正渗透装置和汲取液储罐，沉淀池与正渗透装置上原料进口连接，汲取液储罐与正渗透装置上汲取液进口连接，正渗透装置上设置有正渗透膜组件，原料进口和汲取液进口分别设置在正渗透膜组件两侧；正渗透装置上浓水出口连接有浓水收集罐；

多效蒸发子系统：包括蒸发结晶器和结晶浆料分离器，浓水收集罐与蒸发结晶器上浓水进口连接，蒸发结晶器上结晶浆料出口与结晶浆料分离器，结晶浆料分离器上设置有晶体出口；蒸发结晶器上设置有蒸汽进口、二次蒸汽出口和浆液出口。

进一步的，所述沉淀池与正渗透装置上原料进口之间设置有原料暂存罐。原料暂存罐对沉淀后的污水进行暂时储存，提高原料液进入正渗透装置中的稳定性和可控性，进而保证本污水处理系统的实用性。

进一步的，所述沉淀池与原料暂存罐之间设置有正渗透过滤器，再次对原料液进行过滤处理，一方面提高正渗透效率和质量，另一方面提高正渗透膜的使用寿命等。

进一步的，所述正渗透装置上产水与汲取液混合液出口连接有汲取液分离器，汲取液分离器上汲取液出口与正渗透装置上汲取液进口连接，汲取液分离器上产水出口连接有反渗透子系统。实现汲取液和产水的循环利用，提高资源的利用率。

进一步的，所述汲取液分离器上汲取液出口与汲取液储罐连接，此时，汲取液储罐对回收后的汲取液进行暂存，进而保证汲取液可控、稳定的进入至正渗透装置中，保证正渗透工序的顺利进行。

进一步的，所述浓水收集罐与蒸发结晶器上浓水进口之间设置有提升泵，保证浓水稳定、可控的进入至蒸发结晶器中，保证结晶蒸发工序的顺利进行。

进一步的，所述蒸发结晶器至少两个，前一蒸发结晶器上浆液出口与下一蒸发结晶器上浓水进口连接，前一蒸发结晶器上二次蒸汽出口与下一蒸发结晶器上蒸汽进口连接。可根据实际需求，设置蒸发结晶器的数量，分别进行一级、二级或多级蒸发结晶，提高晶体的回收率，减少盐排放量，保证污水排放符合标准。

在本技术方案中，涉及的处理过程包括：

将含氯高盐污水进行初步过滤和沉淀后，除去其中的颗粒、沉淀及漂浮物等；然后，将预处理后的含氯高盐污水进行正渗透子系统浓缩分离（控制进料压力约为0.03MPa），得含氯浓水；将所得的含氯浓水通入至浓水收集罐中收集和暂存，再经提升泵将含氯浓水输送至多效蒸发子系统中（控制流量为3-10M³/h），进行结晶分离，最终得含氯晶体（含盐量≥95%，水分≤5%），实现无污染排放（甚至零排放），并有效保护了水资源等；

其中，将正渗透子系统产生的产水与汲取液混合液通入至汲取液分离器中，进行汲取液与产水之间的分离；将分离后的汲取液通入至正渗透系统中循环使用，而产水进入反渗透子系统回收后使用。

在本技术方案中，根据实际需求，在各部件连接的输送管上设置泵和阀门的具体位置和数量，保证污水处理效率和质量，进而也提高污水处理工艺的稳定性。

本技术方案中涉及 “上”、“内”、“之间”、“前一”、“下一”及“两侧”等位置关系，是根据实际使用状态下的情况而定义的，为本技术领域内的常规用语，也是本领域术人员在实际使用过程中的常规用语。

在本技术方案的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

采用本技术方案，带来的有益技术效果为：

本实用新型通过预处理子系统、正渗透子系统及多效蒸发子系统的设置，将含氯高盐污水进行过滤沉淀-预处理、浓缩分离-正渗透处理及结晶分离-多效蒸发处理，最终变废为宝，得含氯结晶产物，以及实现无污染排放，有效保护了水资源等；同时，结晶后的产物可外售，带来经济效益。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为实用新型中实施例5的结构示意图；

图中，1、原液过滤器，2、沉淀池，3、刮泥机构，4、正渗透装置，5、汲取液储罐，6、正渗透膜组件，7、浓水收集罐，8、蒸发结晶器，9、结晶浆料分离器，10、原料暂存罐，11、正渗透过滤器，12、汲取液分离器，13、反渗透子系统，14、提升泵，15、芳纶Ⅱ生产系统。

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：一种芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，包括预处理子系统、正渗透子系统及多效蒸发子系统，

预处理子系统：包括与芳纶Ⅱ生产系统15连接的原液过滤器1和沉淀池2，原液过滤器1上的滤液出口与沉淀池2连接，沉淀池2内设置有将污水表面漂浮物进行清理的刮泥机构3；

正渗透子系统：包括正渗透装置4和汲取液储罐5，沉淀池2与正渗透装置4上原料进口连接，汲取液储罐5与正渗透装置4上汲取液进口连接，正渗透装置4上设置有正渗透膜组件6，原料进口和汲取液进口分别设置在正渗透膜组件6两侧；正渗透装置4上浓水出口连接有浓水收集罐7；

多效蒸发子系统：包括蒸发结晶器8和结晶浆料分离器9，浓水收集罐7与蒸发结晶器8上浓水进口连接，蒸发结晶器8上结晶浆料出口与结晶浆料分离器9，结晶浆料分离器9上设置有晶体出口；蒸发结晶器8上设置有蒸汽进口、二次蒸汽出口和浆液出口。

实施例2

基于实施例1，本实施例更进一步的，

沉淀池2与正渗透装置4上原料进口之间设置有原料暂存罐10。原料暂存罐10对沉淀后的污水进行暂时储存，提高原料液进入正渗透装置4中的稳定性和可控性，进而保证本污水处理系统的实用性。

此外，沉淀池2与原料暂存罐10之间设置有正渗透过滤器11，再次对原料液进行过滤处理，一方面提高正渗透效率和质量，另一方面提高正渗透膜的使用寿命等。

实施例3

基于实施例1-2，本实施例更进一步的，

正渗透装置4上产水与汲取液混合液出口连接有汲取液分离器12，汲取液分离器12上汲取液出口与正渗透装置4上汲取液进口连接，汲取液分离器12上产水出口连接有反渗透子系统13。实现汲取液和产水的循环利用，提高资源的利用率。

其中，汲取液分离器12上汲取液出口与汲取液储罐5连接，此时，汲取液储罐5对回收后的汲取液进行暂存，进而保证汲取液可控、稳定的进入至正渗透装置4中，保证正渗透工序的顺利进行。

实施例4

基于实施例1-3，本实施例更进一步的，

浓水收集罐7与蒸发结晶器8上浓水进口之间设置有提升泵14，保证浓水稳定、可控的进入至蒸发结晶器8中，保证结晶蒸发工序的顺利进行。

实施例5

基于实施例1-4，本实施例更进一步的，

如图2所示：蒸发结晶器8为两个，前一蒸发结晶器8上浆液出口与下一蒸发结晶器8上浓水进口连接，前一蒸发结晶器8上二次蒸汽出口与下一蒸发结晶器8上蒸汽进口连接。可根据实际需求，设置蒸发结晶器8的数量，分别进行一级、二级蒸发结晶，提高晶体的回收率，减少盐排放量，保证污水排放符合标准。

Claims (7)

1.一种芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，其特征在于：包括预处理子系统、正渗透子系统及多效蒸发子系统，预处理子系统包括与芳纶Ⅱ生产系统（15）连接的原液过滤器（1）和沉淀池（2），原液过滤器（1）上的滤液出口与沉淀池（2）连接，沉淀池（2）内设置有将污水表面漂浮物进行清理的刮泥机构（3）；

正渗透子系统包括正渗透装置（4）和汲取液储罐（5），沉淀池（2）与正渗透装置（4）上原料进口连接，汲取液储罐（5）与正渗透装置（4）上汲取液进口连接，正渗透装置（4）上设置有正渗透膜组件（6），原料进口和汲取液进口分别设置在正渗透膜组件（6）两侧；正渗透装置（4）上浓水出口连接有浓水收集罐（7）；

多效蒸发子系统包括蒸发结晶器（8）和结晶浆料分离器（9），浓水收集罐（7）与蒸发结晶器（8）上浓水进口连接，蒸发结晶器（8）上结晶浆料出口与结晶浆料分离器（9）连接，结晶浆料分离器（9）上设置有晶体出口；蒸发结晶器（8）上设置有蒸汽进口、二次蒸汽出口和浆液出口。

2.根据权利要求1所述的芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，其特征在于：所述沉淀池（2）与正渗透装置（4）上原料进口之间设置有原料暂存罐（10）。

3.根据权利要求2所述的芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，其特征在于：所述沉淀池（2）与原料暂存罐（10）之间设置有正渗透过滤器（11）。

4.根据权利要求1所述的芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，其特征在于：所述正渗透装置（4）上产水与汲取液混合液出口连接有汲取液分离器（12），汲取液分离器（12）上汲取液出口与正渗透装置（4）上汲取液进口连接，汲取液分离器（12）上产水出口连接有反渗透子系统（13）。

5.根据权利要求4所述的芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，其特征在于：所述汲取液分离器（12）上汲取液出口与汲取液储罐（5）连接。

6.根据权利要求1所述的芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，其特征在于：所述浓水收集罐（7）与蒸发结晶器（8）上浓水进口之间设置有提升泵（14）。

7.根据权利要求1所述的芳纶Ⅱ生产中的含氯高盐污水的处理系统，其特征在于：所述蒸发结晶器（8）至少两个，前一蒸发结晶器（8）上浆液出口与下一蒸发结晶器（8）上浓水进口连接，前一蒸发结晶器（8）上二次蒸汽出口与下一蒸发结晶器（8）上蒸汽进口连接。

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