CN103387300A

CN103387300A - 一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法

Info

Publication number: CN103387300A
Application number: CN2013103096302A
Authority: CN
Inventors: 薛向东
Original assignee: SUZHOU INTER INDUSTRIAL WATER TREATMENT ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SUZHOU INTER INDUSTRIAL WATER TREATMENT ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-11-13

Abstract

本发明公开了一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，包括以下步骤：（1）收集印染碱减量废水，采用聚四氟乙烯中空纤维膜进行超滤，超滤后得到超滤浓缩液和超滤透过液，（2）将超滤浓缩液进入污水处理场，（3）将超滤透过液经过选择性纳滤膜组件进行纳滤，纳滤后得到纳滤浓缩液和纳滤透过液，（4）向纳滤浓缩液加入浓硫酸调节pH值至2-3，析出对苯二甲酸，母液处理后回收循环使用，（5）纳滤透过液为氢氧化钠稀溶液，循环回用于丝光机或碱量机工艺生产。通过上述方式，本发明印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法操作简单、节约水资源、降低了生产成本、实现经济效益和环境效益双丰收。

Description

一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法。

背景技术

目前聚酯纤维已成为服装行业的重要原料，人们利用碱减量技术，赋予聚酯纤维织物具有丝绸般的优良特征。随着我国涤纶纤维产量的增长，涤纶用量约占我国纺织品市场的50%，全国涤纶纤维年产量2009年为2204．4万吨，2010年1-11月已达到2278．4万吨。以2009年产量为例，约有20％的涤纶纤维需要用碱减量工艺，按减量率为15％计算得出，当年将有66.1万吨聚酯纤维被水解于废水中，相当向水环境中排放约112.4万吨的COD。

碱减量工艺产生的废水极难处理，废水的COD高达数万mg／L，且废水中的对苯二甲酸浓度和PH值也较高难以降解，对苯二甲酸对微生物生长有抑制作用，对鱼类有刺激毒害性，对动物有致畸和致突变的作用。若不经过有效的预处理，直接进入污水处理***，很难使后续处理***达标排放，将造成严重的环境污染和资源浪费。目前大多数印染工厂对碱减量废水预处理没有重视，将碱减量废水混入管网送入下游废水处理场进行统一处理，部分工厂采用废硫酸，简单进行加酸中和沉淀，某些工厂逼于当地环境压力，花费数百万元，购买98%的浓硫酸，得到粗对苯二甲酸等杂质，低价处理。由于碱减量废水的碱度大，污染物浓度高，可生化性差，未经预处理采用生化处理方法分解其中的有机物需耗时1-2周或者更长的时间，因此未经预处理的碱减量废水直接与其他工序产生的染整废水混合，采用生化工艺进行处理，不仅工程投资大，运行成本高，而且出水很难达到排放标准。

为了减少碱减量废水对周围环境的污染，近几年人们提出了不少方案尝试着从碱减量废水中回收对苯二甲酸。如国外研究最多的主要集中在日本、韩国和美国，主要方法有：（1）直接向废水中投加酸中和得到TA（对苯二甲酸）；（2）让碱减量废水通过离子交换膜或用超滤先过滤除杂质，再用酸中和；（3）高温高压下用酸中和，例如在120℃、1.7个大气压以上；（4）分两步加酸中和回收TA，例如先加酸到调节pH到5-6，将析出的TA除去，再加酸调节PH到2-4，回收TA。在国内印染行业碱减量废水普遍采用酸析法：即利用加硫酸，TA析出的方法。一般先将碱减量废水PH值调节至2-4，TA从废水中析出，去除率达到70％，COD的去除率也较低不足70%。如公开号CN101244857A的中国发明专利碱减量废水的PH调节到6.5-7，进行酸析的到含对苯二甲酸的溶液，将所得对苯二甲酸在甲醇存在下进行酯化反应，得到粗制品TA。

又如公开号CN102219672A中国发明专利碱减量废水残渣生产精对苯二甲酸的方法及其装置，其特征在于包括溶解脱色、蒸馏、第二次脱色、结晶、回收等。

上述回收方法存在酸析技术简单、操作方便，不足是：（1）回收的对苯二甲酸杂质较多，纯度不高，要使碱减量废水pH由12-14降低至2-4，无机酸消耗量较大，运行费用提高，有报道每吨废水的处理成本约8-12元。（2）废水中的NaOH被硫酸中和而没有回收利用，浪费资源。（3）酸析出的TA颗粒非常细小，粒径以5um为主，长时间在水中悬浮难以沉降，沉淀分离较为困难，TA脱水性差。为了克服上述回收工艺的不足，人们试着回收后利用溶剂重结晶的方法提高回收TA的纯度，如采用吡啶、二甲基亚枫、二甲基甲酰胺等作为溶剂，对回收的TA进行重结晶，但此类溶剂容易和TA结合，产生副产品，而且成本太高，不利于实际应用。除此之外，有人采用了CaCL₂处理碱减量废水，使TA变为对苯二甲酸钙沉淀，再利用，但由于回收同等重量的TA需要1-2倍的CaCL₂原料，成本费用很高，经济实用性差。

如今，随着高分子材料膜科学技术的发展，有人试着采用膜分离技术来处理碱减量废水，如专利公开号CN101148298A报道了一种碱减量废水膜法集成处理回收的方法，该方法由陈欢林等在采用预处理+超滤+纳滤回收利用了废水中大部分的NaOH、回收利用80-90%的水资源等特性，此方法回收前处理需要絮凝、过滤等复杂工艺，不易调控，而且在操作过程中，微粒子和胶体状物引起的膜堵塞会使过滤速度降低。因此，寻找新的膜技术来处理碱减量废水回收工艺，就显得尤为必须和重要。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种操作简单、印染碱减量废水前处理少、生产成本低、节约水资源的印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，包括以下步骤：

（1）收集印染碱减量废水，采用聚四氟乙烯中空纤维膜进行超滤，超滤后得到超滤浓缩液和超滤透过液，所述超滤压力为0.1-0.3MPa,

（2）将超滤浓缩液进入污水处理场，

（3）将超滤透过液经过选择性纳滤膜组件进行纳滤，纳滤后得到纳滤浓缩液和纳滤透过液，所述纳滤压力为0.2-0.5MPa,

（4）向纳滤浓缩液加入浓硫酸调节PH值至2-3，析出对苯二甲酸，母液处理后回收循环使用，

（5）纳滤透过液为氢氧化钠稀溶液，循环回用于丝光机或碱量机工艺生产。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中所得的超滤透过液中的颗粒大小为0.2μm以下，所述超滤透过液体积占所述印染碱减量废水处理量的90-95%，所述超滤透过液PH范围为13-14。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中的超滤透过液经过纳滤后得到10-20%体积的纳滤浓缩液和80-90%体积的纳滤透过液，所述纳滤透过液中的颗粒大小为0.001μm以下，所述纳滤透过液PH范围为12-14。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中析出的对苯二甲酸制品的纯度为95%以上，含水率为10-20%。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）中的纳滤透过液中加入片碱，得到的混合液循环回用于丝光机或碱量机工艺生产，所述每吨纳滤透过液中加入10-100kg的片碱。

本发明的有益效果是：本发明印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法印染碱减量废水前处理少、操作简单、减少了后续废水处理工艺的负荷、有效地解决废水达标排放的难题、达到治理污染、节约水资源、降低了生产成本、实现经济效益和环境效益双丰收。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法实施例1的流程示意图；

图2是本发明的印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法实施例2和实施例3的流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示：一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，包括以下步骤：

（1）收集印染碱减量废水，采用聚四氟乙烯中空纤维膜进行超滤，超滤后得到超滤浓缩液和超滤透过液，所述超滤压力为0.3MPa，

（2）将超滤浓缩液进入污水处理场，

（3）向超滤透过液中加入浓硫酸调节PH值至2，析出对苯二甲酸，

另外，所述步骤（1）中所得的超滤透过液中的颗粒大小为0.2μm以下，所述超滤透过液体积占所述印染碱减量废水处理量的90%，超滤浓缩液体积占所述印染碱减量废水处理量的10%，所述超滤透过液PH为13。

聚四氟乙烯中空纤维膜能够截留0.02-0.2um大小的絮凝物等杂质，只有颗粒小于0.02um的物质可以透过聚四氟乙烯中空纤维膜进入超滤透过液中，而大于0.02um的颗粒杂质残留在超滤浓缩液中进入污水处理场。

步骤（3）中向超滤透过液中加入浓硫酸调节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制品，所述对苯二甲酸粗制品纯度范围为70-85%，其中对苯二甲酸的回收率达到70%以上，本实施例1中，向PH为13的超滤透过液中加入浓硫酸调节PH值至2，析出对苯二甲酸粗制品，所述苯二甲酸粗制品纯度为70%，其中对苯二甲酸的回收率为70%。

实施例2

如图2所示：一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，包括以下步骤：

（1）收集印染碱减量废水，采用聚四氟乙烯中空纤维膜进行超滤，超滤后得到超滤浓缩液和超滤透过液，所述超滤压力为0.1MPa,

（2）将超滤浓缩液进入污水处理场，

（3）将超滤透过液经过选择性纳滤膜组件进行纳滤，纳滤后得到纳滤浓缩液和纳滤透过液，所述纳滤压力为0.2MPa,

（4）向纳滤浓缩液加入浓硫酸调节PH值至2，析出对苯二甲酸，母液处理后回收循环使用，

另外，所述步骤（1）中所得的超滤透过液中的颗粒大小为0.2μm以下，所述超滤透过液体积占所述印染碱减量废水处理量的90%，所述超滤透过液PH为13。

另外，所述步骤（3）中的超滤透过液经过纳滤后得到5%体积的纳滤浓缩液和95%体积的纳滤透过液，所述纳滤透过液中的颗粒大小为0.001μm以下，所述纳滤透过液PH为12。

所述选择性纳滤膜组件能够截留0.001-0.2um大小的絮凝物等杂质，因而只有颗粒小于0.001um的物质可以透过选择性纳滤膜组件进入纳滤透过液中，而大于0.001um的颗粒杂质残留在纳滤浓缩液中。

另外，所述步骤（4）中析出的对苯二甲酸制品的纯度为95%，含水率为20%，对苯二甲酸的回收率为95%。

另外，所述步骤（5）中的纳滤透过液中加入片碱，得到的混合液循环回用于丝光机或碱量机工艺生产，所述每吨纳滤透过液中加入10kg的片碱。经添加片碱调整浓度后，可在碱减量生产工艺用循环使用，提高了水资源的利用率，降低了水资源的浪费，降低了生产成本，减少了环境污染。

实施例3

再如图2所示：一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，包括以下步骤：

（1）收集印染碱减量废水，采用聚四氟乙烯中空纤维膜进行超滤，超滤后得到超滤浓缩液和超滤透过液，所述超滤压力为0.3MPa,

（2）将超滤浓缩液进入污水处理场，

（3）将超滤透过液经过选择性纳滤膜组件进行纳滤，纳滤后得到纳滤浓缩液和纳滤透过液，所述纳滤压力为0.5MPa,

（4）向纳滤浓缩液加入浓硫酸调节PH值至3，析出对苯二甲酸，母液处理后回收循环使用，

另外，所述步骤（1）中所得的超滤透过液中的颗粒大小为0.2μm以下，所述超滤透过液体积占所述印染碱减量废水处理量的95%，所述超滤透过液PH为14。

另外，所述步骤（3）中的超滤透过液经过纳滤后得到10%体积的纳滤浓缩液和90%体积的纳滤透过液，所述纳滤透过液中的颗粒大小为0.001μm以下，所述纳滤透过液PH为14。

另外，所述步骤（4）中析出的对苯二甲酸制品的纯度为99%，含水率为10%，对苯二甲酸的回收率为98%。

另外，所述步骤（5）中的纳滤透过液中加入片碱，得到的混合液循环回用于丝光机或碱量机工艺生产，所述每吨纳滤透过液中加入100kg的片碱。经添加片碱调整浓度后，可在碱减量生产工艺用循环使用，提高了水资源的利用率，降低了水资源的浪费，降低了生产成本，减少了环境污染。

区别于现有技术，本发明印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法首次采用聚四氟乙烯中空纤维超滤膜、选择性分离纳滤膜分离提纯集成工艺，对印染工艺产生的碱减量废水均能处理，回收的对苯二甲酸及氢氧化钠溶液均有很高的实用价值，本发明将收集的印染碱减量废水通过聚四氟乙烯中空纤维膜进行超滤得到超滤透过液，再将超滤透过液通过选择性纳滤膜组件进行纳滤得到纳滤浓缩液和纳滤透过液，在纳滤浓缩液中加入浓硫酸析出对苯二甲酸，母液处理后回收循环使用，在纳滤透过液中加入片碱调整浓度后，循环回用于丝光机或碱量机工艺生产，本发明方法的优点在于：(1)回收并且提纯碱减量废液中的对苯二甲酸，(2)回收利用碱减量废液中的NaOH溶液，(3)节约利用了80～90%的水资源，(4)减少酸析工艺中浓硫酸的用量，(5)去除印染废水约70%以上COD的含量，(6)降低了析出、沉淀、过滤、脱水的成本。

本发明印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法印染碱减量废水前处理少、操作简单、减少了后续废水处理工艺的负荷、有效地解决废水达标排放的难题、达到治理污染、节约水资源、降低了生产成本、实现经济效益和环境效益双丰收。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（2）将超滤浓缩液进入污水处理场，

2.根据权利要求1所述的印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，其特征在于，所述步骤（1）中所得的超滤透过液中的颗粒大小为0.2μm以下，所述超滤透过液体积占所述印染碱减量废水处理量的90-95%，所述超滤透过液PH范围为13-14。

3.根据权利要求1所述的印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，其特征在于，所述步骤（3）中的超滤透过液经过纳滤后得到10-20%体积的纳滤浓缩液和80-90%体积的纳滤透过液，所述纳滤透过液中的颗粒大小为0.001μm以下，所述纳滤透过液PH范围为12-14。

4.根据权利要求1所述的印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，其特征在于，所述步骤（4）中析出的对苯二甲酸制品的纯度为95%以上，含水率为10-20%。

5.根据权利要求1所述的印染碱减量废水膜回收对苯二甲酸及氢氧化钠的方法，其特征在于，所述步骤（5）中的纳滤透过液中加入片碱，得到的混合液循环回用于丝光机或碱量机工艺生产，所述每吨纳滤透过液中加入10-100kg的片碱。