申请日2007.09.11
公开(公告)日2008.03.26
IPC分类号C02F9/04; C02F1/66; C02F1/44; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法，包括：收集碱减量工艺废水经絮凝、预过滤后除去大于10μm的颗粒，再进行超滤，超滤的浓缩液直接排放，超滤的透过液进入纳滤膜组件进行纳滤，纳滤过程中碱减量工艺废水总体积的80～90%透过纳滤膜即为纳滤透过液，碱减量工艺废水总体积的10～20%被纳滤膜截留，即为纳滤浓缩液，向纳滤浓缩液中加入浓硫酸调pH值至2～3，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸后母液进入后续处理。本发明方法的优点在于：(1)回收利用了废液中大部分的NaOH;(2)回收利用了80～90%的水资源;(3)大大降低了酸析工艺中的加酸量;(4)大大降低了析出、沉淀、过滤、脱水的成本。
权利要求书
1.一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法，包括：收集碱减量工 艺废水经絮凝、预过滤后进行超滤，超滤的浓缩液直接排放，超滤的透过 液进入纳滤膜组件进行纳滤，纳滤过程中碱减量工艺废水总体积的80～ 90%透过纳滤膜即为纳滤透过液，碱减量工艺废水总体积的10～20%被纳 滤膜截留，即为纳滤浓缩液，向纳滤浓缩液中加入浓硫酸调pH值至2～3， 析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸后母液进入后续处理。
2.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征 在于：所述的预过滤采用沙滤罐过滤，沙滤罐过滤废水中除去大于10μm 的颗粒。
3.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征 在于：所述的絮凝为聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子絮凝脱色剂，用量为 3ml/L废水。
4.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征 在于：所述的超滤的压力为0.2～0.3MPa。
5.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征 在于：所述的超滤透过液占总进料的80～90%。
6.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征 在于：所述的纳滤的压力为0.2～0.3MPa。
7.如权利要求1所述碱减量废水膜法集成处理回收的方法，其特征 在于：所述的纳滤透过液经添加固碱或液碱调整浓度后，在碱减量工艺中 循环使用。
说明书
一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及纺织印染企业的碱减量工艺的废 水膜法集成处理回收的方法。
背景技术
纺织印染企业的碱减量技术是近10年来为改善涤纶织物的舒适性、 柔软性等服用性能所采取的新生产工艺。由于其生产过程中排放废水的pH 值碱性高，COD值高，难以用生化和物化处理，因而严重影响了废水的达 标排放。
碱减量废水是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，含有聚酯分解物、溶胀 剂、促进剂、表面活性剂等。主要成分为聚酯在热碱作用下水解形成的对 苯二甲酸钠、乙二醇等，其中对苯二甲酸钠含量高达40～75%(视碱减量 工艺与设备而异)。碱减量废水同时还含有3%～5%的NaOH，其pH值一 般>12。
碱减量工序排放的废水每升中COD可高达数万毫克，此种废水属高 浓度难降解有机废水，很难被生物降解。当碱减量废水混入工厂排放废水 时，废水水质随碱减量废水的加入量增大而恶化。若碱减量废水的量超过 总排放废水的10%时，其COD浓度可由原来的数百mg/L上升到2000～ 3000mg/L，甚至更高。BOD5也将增大到800mg/L以上，pH值达11.5～ 12，工厂需采用大量清水来稀释，以到达排入总废水处理厂的要求。这样 做不仅浪费水资源，增加处理负荷，还大大增加了废水处理总厂的生化处 理的难度，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到30%左 右，甚至更低。因此，开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环 保行业关注的课题。
目前大多数工厂未对碱减量废水预处理，直接将其混入工厂排放废水 总管网，送往市废水处理总站进行统一处理;少数工厂将浓度较高的碱减 量废水采用加酸中和沉淀，污泥煅烧;或回收对苯二甲酸;也有部分工厂 将其作为脱硫剂用于本厂烟道气脱硫。
目前一般采用的处理方法有：
1.加酸中和沉淀回收对苯二甲酸法，采用浓或稀硫酸调节高浓度碱减 量废水，使废水的pH值达到2～4后，沉淀析出对苯二甲酸，去除对苯二 甲酸的碱减量废水再与涤纶仿真丝印染废水中精炼、印染等其他工艺的废 水混合，综合废水的pH值一般小于11，COD不超过1400mg/L，在此情 况下送入排污管网统一处理。沉淀析出的对苯二甲酸连同污泥排放，或者 经压滤脱水等工艺获得对苯二甲酸粗产品;
2.将部分碱减量废水用作脱硫剂，进行锅炉烟气湿法中和脱硫，已有 相关研究报道，如碱减量废水的碱度对SO2吸收效率、吸收容量，脱硫容 量与废水pH、COD的浓度关系。
以上两种方法是目前治理碱减量废水的主要途径，处理效果较好，但 仍存在以下一些问题：(1)预处理工艺的最佳pH值在3～5的范围内，而 碱减量废水pH值为12～14，降低pH值需耗用大量的酸，从而使运行费 用提高，有报道每吨废水的处理成本为10元;(2)其中废水中的NaOH 被硫酸中和而未回收利用，浪费资源;(3)预处理产生的粗品对苯二甲酸 在工业上有回收利用价值，但由于其颗粒微小(颗粒径约为5μm)，沉淀 分离较为困难，脱水量大且脱水性差，回收物的成本和质量有待提高;(4) 用作脱硫剂仅利用了废水中的残余碱量，根本没有降低有机废水的COD， 其后果与直接混入排污总管网相同。该技术路线消耗碱减量废水的用量极 其有限(通常设计成与本厂的锅炉供热系统的烟道气湿法脱硫装置)。
发明内容
本发明提供一种成本低，效果好的碱减量废水膜法集成处理回收的方 法。
一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法，包括：收集碱减量工艺废 水经絮凝、预过滤后除去大于10μm的颗粒，再进行超滤，超滤的浓缩液 直接排放，超滤的透过液进入纳滤膜组件进行纳滤(NF)，纳滤过程中碱 减量工艺废水总体积的80～90%透过纳滤膜即为纳滤透过液，纳滤透过液 是与纳滤前的碱减量工艺废水的NaOH浓度相同的清洁碱液，经添加固碱 或液碱调整浓度后，可在碱减量工艺中循环使用，碱减量工艺废水总体积 的10～20%被纳滤膜截留，即为纳滤浓缩液，纳滤浓缩液含有聚酯水解物， 对苯二甲酸钠、低分子量聚酯、乙二醇等，但是对苯二甲酸钠、低分子量 聚酯、乙二醇等的浓度纳滤前的5～10倍，而纳滤浓缩液中NaOH的浓度 不变，向纳滤浓缩液加入浓硫酸调pH值至2～3，析出对苯二甲酸，滤出 对苯二甲酸得到对苯二甲酸粗品，母液由于回收利用价值已经不大，可与 其它工业废水混合，经生化处理后排入污水管网。
所述的预过滤采用沙滤罐过滤，沙滤罐过滤废水中除去大于10μm的 颗粒。
所述的絮凝采用聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子絮凝脱色剂，用量为 3ml/L废水。
所述的超滤的压力为0.2～0.3MPa，超滤透过液占总进料的80～90%。
所述的纳滤的压力为0.2～0.3MPa。所述的纳滤透过液经添加固碱或 液碱调整浓度后，在碱减量工艺中循环使用。
超滤可以大幅度低废水的浊度(降幅达99%以上)，因而不仅对纳滤 过程起了有效的保护作用，而且可以使纳滤处理后酸析得到的对苯二甲酸 纯度提高。在不损伤膜的前提下，超滤和纳滤应尽量选择高的流量比。因 为只有这样才能使超滤过程中对苯二甲酸盐的损失量降低，同时使纳滤过 程中废液的浓缩倍数提高。
本发明方法采用为膜分离集成工艺，对有色与无色碱减量废水均能处 理。布料颜色不同，其产生的碱减量废水颜色亦不同。现有技术中从有色 碱减量废水中回收得到的对苯二甲酸由于掺杂了颜料，不仅带色而且纯度 不高。本发明方法的到的对苯二甲酸纯度高且不带色，其经济价值大大提 高。
碱减量废水经过絮凝、预过滤(沙滤)后，大部分悬浮物可以被去除。 使用超滤不仅能进一步去处废水中小颗粒杂质，而且起到了保护下一步纳 滤操作的作用。超滤出水(透过液)通过纳滤可以使液体里面的对苯二甲 酸钠被截留，控制纳滤出水比例可以使对苯二甲酸钠浓缩，同时部分NaOH 透过纳滤装置。这样使得在酸析过程中硫酸的加入量减少，处理成本降低。
纳滤装置的透过液主要成分为水、NaOH和乙二醇。乙二醇可以通过 膜处理进行回收，而留下的碱液就可以重新用于碱减量生产。
回收得到的对苯二甲酸可以作为化工原料。不同的用途，对对苯二甲 酸纯度的要求是不同的。不仅可以生产纯度75%左右的粗对苯二甲酸，而 且能生产纯度90%以上的精对苯二甲酸(可以有两种操作方式：1、常规 直接酸析得到的对苯二甲酸纯度75%;2、膜法得到的精对苯二甲酸纯度 90%以上)。
本发明方法的优点在于：(1)回收利用了废液中大部分的NaOH;(2) 回收利用了80～90%的水资源;(3)大大降低了酸析工艺中的加酸量;(4) 大大降低了析出、沉淀、过滤、脱水的成本。
本发明方法使废水中的COD去除率达50-70%，从而实现碱减量废 水资源化综合回收利用，有效地解决废水达标排放的难题。达到治理污染， 改善环境，节约能源，降低成本，实现经济效益和环境效益“双赢”。
具体实施方式
实施例1
常温下，收集无色碱减量工艺废水经沙滤罐预过滤后除去大于10μm 的颗粒直接加入浓硫酸调pH值至2，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸得 到无色对苯二甲酸粗品。
实施例2
常温下，收集带色碱减量工艺废水经聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子 絮凝脱色剂絮凝、沙滤罐预过滤后除去大于10μm的颗粒后加入浓硫酸调 pH值至2，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸得到无色对苯二甲酸粗品。
实施例3
常温下，收集带色碱减量工艺废水经聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子 絮凝脱色剂絮凝、沙滤罐预过滤后除去大于10μm的颗粒，再进行超滤， 超滤压力为0.3MPa，透过液占总进料的90%，超滤的浓缩液直接排放， 超滤的透过液进入纳滤膜组件进行纳滤(NF)，操作压力为0.3MPa，纳滤 过程中碱减量工艺废水总体积的90%透过纳滤膜即为纳滤透过液，纳滤透 过液是与纳滤前的碱减量工艺废水的NaOH浓度相同的清洁碱液，经添加 固碱或液碱调整浓度后，可在碱减量工艺用循环使用，碱减量工艺废水总 体积的9%被纳滤膜截留，即为纳滤浓缩液，向纳滤浓缩液加入浓硫酸调 pH值至2，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸得到无色对苯二甲酸精品。
实施例4
常温下，收集带色碱减量工艺废水经聚丙烯酰胺衍生物类有机高分子 絮凝脱色剂絮凝、沙滤罐预过滤后除去大于10μm的颗粒，再进行超滤， 超滤压力为0.2MPa，透过液占总进料的80%，超滤的浓缩液直接排放， 超滤的透过液进入纳滤膜组件进行纳滤(NF)，操作压力为0.3MPa，纳滤 过程中碱减量工艺废水总体积的90%透过纳滤膜即为纳滤透过液，纳滤透 过液是与纳滤前的碱减量工艺废水的NaOH浓度相同的清洁碱液，经添加 固碱或液碱调整浓度后，可在碱减量工艺用循环使用，碱减量工艺废水总 体积的8%被纳滤膜截留，即为纳滤浓缩液，向纳滤浓缩液加入浓硫酸调 pH值至2，析出对苯二甲酸，滤出对苯二甲酸得到无色对苯二甲酸精品。
