CN109574274A - 一种纤维素纤维生产中高温酸性含锌废水的回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种纤维素纤维生产中高温酸性含锌废水的回收利用方法，该回收利用包括：步骤一、将高温酸性含锌废水进行过滤处理；步骤二、将预处理后的废水进行热能回收；步骤三、采用大孔吸附树脂对热能回收后的废水进行吸附净化；步骤四、采用反渗透膜对吸附后的废水进行过滤浓缩，得到含有硫酸、硫酸钠、硫酸锌的浓缩液和滤出液，随后，将浓缩液回收利用；将滤出液作为原水使用；本发明回收利用方法能够现实对废水中能量和硫酸、硫酸锌和硫酸钠的回收利用，以及软水的回收利用，实现循环经济，减少整厂的排放；此外，该方法操作简单，成本较低，通过资源的循环利用，极大提高了经济效益。

Description

一种纤维素纤维生产中高温酸性含锌废水的回收利用方法
技术领域
本发明实施例涉及废水处理技术领域，具体涉及一种纤维素纤维生产中高温酸性含锌废水的回收利用方法。
背景技术
粘胶纤维(Viscose)，是粘纤的全称，以“木”作为原材料，从天然木纤维素中提取并重塑纤维分子而得到的纤维素纤维；粘胶纤维的吸湿性符合人体皮肤的生理要求，具有光滑凉爽、透气、抗静电、防紫外线，色彩绚丽，染色牢度较好等特点；其具有棉的本质，丝的品质；是地道的植物纤维，源于天然而优于天然。
目前，中国已经成为世界上粘胶纤维的主要生产国家，但是生产方法污染比较严重；粘胶纤维的环保问题主要是大量的工业废水和中和沉淀废渣的污染；每生产一吨粘胶纤维，大概会产生40-50吨的酸性废水；酸性废水主要通过中和法处理，这样会产生大量的中和沉淀废渣，造成资源的浪费，而且处理成本较高。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种纤维素纤维生产中高温酸性含锌废水的回收利用方法，以解决现有技术中采用中和沉淀法处理废水而导致的产物大量沉淀废渣，造成污染，而且废水中的能量和物质得不到有效利用，造成资源浪费以及处理成本较高的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明实施例第一方面提供一种纤维素纤维生产中高温酸性含锌废水的回收利用方法，该方法包括如下步骤：
步骤一、将高温酸性含锌废水进行过滤处理；
步骤二、将预处理后的废水进行热能回收；
步骤三、采用大孔吸附树脂对热能回收后的废水进行吸附净化；
步骤四、采用反渗透膜对吸附后的废水进行过滤浓缩，得到含有硫酸、硫酸钠、硫酸锌的浓缩液和滤出液，随后，将浓缩液回收利用；将滤出液作为原水使用。
本发明上述方法，通过过滤处理去除高温酸性含锌废水中的颗粒物质，再通过对废水中的热能回收，能够提高能量的利用率；另外，通过大孔吸附树脂能够显著降低废水中的COD值，避免废水中COD值过高，增加酸站的负荷，甚至造成整体酸浴体系得崩溃；此外，本发明通过反渗透膜处理，能够现实对废水中的硫酸、硫酸锌和硫酸钠的回收利用，以及软水的回收利用，实现循环经济，减少整厂的排放；本发明上述方法操作简单，成本较低，通过资源的循环利用，极大提高了经济效益。
优选地，所述过滤处理为将高温酸性含锌废水依次通过丝束过滤器和微孔过滤器。本发明通过特定过滤器的选择，能够避免锌离子的在过滤器内的停留，提高锌离子的回收利用率，并避免锌离子排放导致的污染。
更优选地，所述微孔过滤器的孔径为5μm。通过对微孔过滤器孔径的进一步限制，避免过大的颗粒物在后续处理中造成堵塞，以及无法由大孔径吸附树脂吸附，不能满足后续处理要求。
在本发明的一实施方式中，所述热能回收方式包括：采用换热器将预处理后的废水中热量传递到冷流体中，再采用余热制冷机组将冷流体中热量转化为冷量，并对外供给。通过先将预处理中的废水中热量通过换热器传递到冷流体中，再通过冷流体将热量带到余热制冷机组中进行冷量的制备，能够避免预处理后的废水与余热制冷机组直接接触，对余热制冷机组造成腐蚀，而且，采用换热器与预处理后的废水接触能够更好地清洗，因此，能够提高设备的使用寿命。
优选地，所述热能回收方式还包括：采用步骤四中的浓缩液和滤出液作为冷流体对降温后的废水再次进行降温处理。更优选地，热能回收后的废水温度不大于25℃。通过再次降温处理，实现对废水中热能的充分利用，并能够提高浓缩液和滤出液的问题，利于后续浓缩液的进一步浓缩处理，节约能源。
在本发明的又一实施方式中，所述换热器选自板式换热器、列管换热器和螺旋管换热器中的任意一种；所述余热制冷机组为热水型溴化锂吸收式制冷机组。通过特定换热器和余热制冷机组的选择，能够更好地提高热转化效率，提高利用率。
在本发明的另一实施方式中，每立方所述大孔吸附树脂处理热能回收后的废水量为20-30m3。通过对大孔吸附树脂对废水处理量的限定，能够更好地保证吸附效果。
在本发明的再又一实施方式中，所述大孔吸附树脂为XDA-1大孔吸附树脂。本发明通过上述特定的大孔吸附材料的选择，能够在不改变强酸、高盐的含锌废水体系得情况下，有效降低了废水中的COD值。
在本发明的再另一实施方式中，所述反渗透膜为耐酸反渗透膜。通过反渗透膜的限定，能够有效对废水进行浓缩处理，减少了蒸发体积，降低了回收成本，而且相对于蒸发浓缩具有较佳的经济价值，并避免废水对反渗透膜造成损坏。
本发明实施例具有如下优点：
(1)本发明回收利用方法能够现实对废水中能量和硫酸、硫酸锌和硫酸钠的回收利用，以及软水的回收利用，实现循环经济，减少整厂的排放。
(2)本发明回收利用方法操作简单，成本较低，通过资源的循环利用，极大提高了经济效益。
(3)本发明通过特定过滤器的选择，能够避免锌离子的在过滤器内的停留，提高锌离子的回收利用率，并避免锌离子排放导致的污染。
(4)本发明通过上述特定的大孔吸附材料的选择，能够在不改变强酸、高盐的含锌废水体系得情况下，有效降低了废水中的COD值。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下各实施例中采用的原料如下：
高温酸性含锌废水：其中，高温酸性含锌废水温度为95℃、硫酸含量为15g/L、硫酸钠含量为45g/L、硫酸锌含量为1.5g/L、硬度为300ppm、COD为1500ppm；来源于纤维素纤维生产工艺中产生的废水。
实施例1
本实施例为一种纤维素纤维生产中高温酸性含锌废水的回收利用方法，该方法包括如下步骤：
步骤一、将高温酸性含锌废水依次通过丝束过滤器和微孔过滤器，其中微孔过滤器孔径为5μm；
步骤二、采用板式换热器将预处理后的废水中热量传递到冷流体中，再采用热水型溴化锂吸收式制冷机组将冷流体中热量转化为冷量并对外供给，再通过板式换热器并以步骤四中的浓缩液和滤出液作为冷流体对降温后的废水进行降温处理，降温处理后的废水温度23℃；
步骤三、将降温处理后的废水流经XDA-1大孔吸附树脂装填柱，对降温处理后的废水进行吸附净化，其中，每立方XDA-1大孔吸附树脂处理废水的量为30m3；
步骤四、采用耐酸反渗透膜对吸附后的废水进行过滤浓缩，得到含有硫酸、硫酸钠、硫酸锌的浓缩液和滤出液，随后，将浓缩液回收利用；将滤出液作为原水使用。
采用消解法对步骤三中吸附后的废水进行检测，检测结果为吸附后的废水COD值为303ppm；
热量计算公式为Q＝CM(T1－T2)，其中，Q为热量；C为水的比热容；M为废水的质量；T1-T2为温度变化量；按照上述公式分别计算废水释放热量、转化冷量以及浓缩液和滤出液吸收的热量，并将冷量与浓缩液和滤出液吸收的热量的总和除以废水释放热量乘以100％，得到热能回收利用率，计算结果为85％；
采用滴定法检测浓缩液中硫酸、硫酸钠和硫酸锌的浓度，并计算浓缩液中各物质量，并将各物质的量除以高温酸性含锌废水中各物质的含量乘以100％得到各物质的收率，计算结果为硫酸90％；硫酸锌99％；硫酸钠98％；
统计滤出液的量，并根据滤出液与高温酸性含锌废水总量的比值乘以100％计算得到，水的回收利用率为95％。
对照例1
本对照例为一种纤维素纤维生产中高温酸性含锌废水的回收利用方法，该方法与实施例3的回收利用方法基本相同，区别仅在于将步骤三中装填柱内的大孔吸附树脂替换为D101大孔吸附树脂。
采用实施例1的方法对步骤三中吸附后的废水进行检测，检测结果为吸附后的废水COD值为1062ppm。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种纤维素纤维生产中高温酸性含锌废水的回收利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将高温酸性含锌废水进行过滤处理；
步骤二、将预处理后的废水进行热能回收；
步骤三、采用大孔吸附树脂对热能回收后的废水进行吸附净化；
步骤四、采用反渗透膜对吸附后的废水进行过滤浓缩，得到含有硫酸、硫酸钠、硫酸锌的浓缩液和滤出液，随后，将浓缩液回收利用；将滤出液作为原水使用。
2.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，所述过滤处理为将高温酸性含锌废水依次通过丝束过滤器和微孔过滤器。
3.根据权利要求2所述的回收利用方法，其特征在于，所述微孔过滤器的孔径为5μm。
4.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，所述热能回收方式包括：采用换热器将预处理后的废水中热量传递到冷流体中，再采用余热制冷机组将冷流体中热量转化为冷量。
5.根据权利要求4所述的回收利用方法，其特征在于，所述热能回收方式还包括：采用步骤四中的浓缩液和滤出液作为冷流体对降温后的废水再次进行降温处理。
6.根据权利要求4所述的回收利用方法，其特征在于，所述换热器选自板式换热器、列管换热器和螺旋管换热器中的任意一种；所述余热制冷机组为热水型溴化锂吸收式制冷机组。
7.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，每立方所述大孔吸附树脂处理热能回收后的废水量为20-30m3。
8.根据权利要求1-7任一所述的回收利用方法，其特征在于，所述大孔吸附树脂为XDA-1大孔吸附树脂。
9.根据权利要求1-7任一所述的回收利用方法，其特征在于，所述反渗透膜为耐酸反渗透膜。
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