CN209322627U - 基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，属于粘胶纤维生产中的废物回收及环保处理技术领域。包括离心机、中转槽、调配罐、粗过滤机构、精过滤机构及双极膜膜堆；还包括树脂塔，树脂塔包括塔体及设置在塔体内的树脂、上滤板和下滤板，塔体顶部设置有进液口，底部设置有出液口；上滤板设置在塔体上部，下滤板设置在塔体下部，上滤板与下滤板之间形成滤腔，树脂设置在滤腔内。本实用新型形成循环环保处理装置，完成对硫酸、氢氧化钠、稀硫酸钠溶液的回收利用；同时，通过对树脂塔的设置，除尽锌离子，有效保证硫酸、氢氧化钠的纯度和浓度，且无处理工序中的二次污染，可直接回用于粘胶纤维生产工艺或储存，实现零排放。

Description

基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种环保处理装置，尤其的，涉及基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，属于粘胶纤维生产中的废物回收及环保处理技术领域。

背景技术

粘胶纤维是利用含有天然纤维素的高分子材料木浆、棉浆等经过化学与机械方法加工而成的化学纤维，其为化纤中与天然纤维服装性能最为接近的品种，具有手感柔软、吸湿透气、垂悬飘逸、染色鲜艳、抗静电较易于纺织加工等特点，是源于天然而优于天然的再生纤维素纤维，是纺织工业原料的重要材料之一。我国目前有粘胶纤维企业约40家，除生产普通粘胶纤维（长丝、短纤维）和强力丝外，高湿模量类纤维及特种性能的粘胶纤维也有生产。

粘胶纤维生产过程中需要大量的化工原料，会产生大量的废水，这些废水含有硫酸、硫酸锌、二硫化碳、纤维素、溶解性有机物等，均对环境产生很大的危害，是纺织工业的主要污染源之一。

其中，在粘胶纤维成型过程中，粘胶与酸性凝固浴作用，使碱被中和，纤维素磺酸钠被分解而再生成水化纤维素，此过程中粘胶中的纤维素磺酸酯、游离NaOH以及因副反应生成的Na₂CS₃、多硫化合物等副反应产物均会与凝固浴中的硫酸反应生成硫酸钠。粘胶纤维生产中包括消耗硫酸的酸浴工序，还包括消耗氢氧化钠的浆粕浸渍工序、碱纤维素磺酸酯溶解工序、废气吸收工序、精练压洗工序和酸水中和处理工序。

凝固浴中硫酸钠的主要作用是促使粘胶液流凝固和抑制硫酸解离，使纤维素磺酸酯的再生速度延缓，提高凝固浴中硫酸钠的浓度，纺丝操作较容易，丝束不易断头，并能降低硫酸的离解度，使丝束在离开凝固浴时仍具有一定的剩余酯化度，但凝固浴中的硫酸钠也不宜过高，否则会使纤维凝固过速，不能形成微细结构，而生成粗大的结晶粒子，纤维的内外层也不均一。

在纺丝过程中，凝固浴中的硫酸钠含量不断增加使得其无法满足工艺的要求，如果只通过添加凝固浴中被消耗的原料以补充其浓度再循环利用就会使得凝固浴的总量增加而无法储存，只能定时定量的将凝固浴排放，其中的酸、盐、金属离子等将引起严重的环境污染、给污水处理带来巨大的压力并且造成资源的巨大浪费。而将酸浴中多余的硫酸钠进行高温结晶，分离出硫酸钠晶体，使酸浴中的硫酸钠的含量符合工艺要求，而不需每天排掉酸来平衡酸浴，通过加料后直接供纺丝车间继续使用，可减少排酸，产出元明粉，降低环保压力，但是由于凝固浴中硫酸钠高温结晶生产出来的元明粉含杂质多、本身附加值低使得其并不能产生经济效益，大量的固体盐无法处理，仍然给环保带来了一定的压力。

国知局于2009年01月14日公开一种公开号为CN101343124，名称为“基于循环罐的粘胶废液环保处理装置”的专利文献，公开：设备包括吸收灌、收集槽、中和池、沉淀池。该发明综合考虑粘胶纤维生产中废碱、废气及含锌废水的治理问题，既达到资源的综合利用，又降低废物排放，解决了粘胶纤维生产过程中长期制约行业发展的环保问题。该技术方案虽然对粘胶废液进行环保处理，但未对废物进行分离、提纯、浓缩等处理，以及进行回收利用，不满足循环再利用要求。

国知局于2017年11月24日公开一种公开号为CN206666261U，名称为“一种粘胶化纤酸性废水处理装置”的专利文献，公开：多介质滤器、超滤膜、纳滤膜、一级产水池、增压泵、RO反渗透膜和回收水储罐；多介质滤器的出口与超滤膜的进口连通；超滤膜的出口与纳滤膜的进口连通；纳滤膜的出口与一级产水池的进口连通；一级产水池的出口与增压泵的进口连通；增压泵的出口与RO反渗透膜的进口连通，RO反渗透膜的出口与回收水储罐的进液口连通。该实用新型解决了现阶段采用的中和沉淀池装置处理粘胶化纤酸性废水而带来的高成本负担、大量无法使用的石灰渣造成的二次污染等问题，且经该实用新型处理的废水可以回收利用，净化效果好、效率高，减少了水资源浪费，节能环保。但该技术方案侧重对粘胶废水进行环保处理，而并未具体、循环及高效等的对粘胶废水进行回收利用。

对于现有技术而言，还存在以下问题：已有的粘胶废液处理装置无法扩大到工业化生产，仅限于实验阶段；粘胶废液进行处理后，还存在废物有排放，不利于环保生产；对粘胶废液进行硫酸、氢氧化钠、稀硫酸钠回收后，纯度及浓度不能满足实际需求，即杂质多、浓度小，返回至粘胶纤维生产工艺后对产品质量影响极大，故需进一步处理后才能用于生产工艺中。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术问题，而提出了基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置。本技术方案通过对离心机、中转槽、调配罐、粗过滤机构、精过滤机构树脂塔及双极膜膜堆的设置，有效解决粘胶废液处理困难、资料浪费等问题，完成对硫酸、氢氧化钠、稀硫酸钠溶液的回收利用，同时，实现零排放。

为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：

基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，包括将粘胶废液分离为粉状固体与浓缩酸浴液的离心机、将粉状固体溶解为溶解液的中转槽、将溶解液通过调节温度和调pH和调硫酸钠浓度而有悬浮物生成的调配罐、将含悬浮物溶液过滤为滤渣Ⅰ和粗滤液的粗过滤机构、将粗滤液过滤为滤渣Ⅱ和精滤液的精过滤机构及将硫酸钠电渗析为硫酸和氢氧化钠的双极膜膜堆，中转槽设置在离心机工位一侧，中转槽与调配罐连接，调配罐与粗过滤机构连接，粗过滤机构与精过滤机构连接；

还包括将精滤液通过螯合吸附生成纯净硫酸钠的树脂塔，树脂塔设置在精过滤机构与双极膜膜堆之间，树脂塔进料口与精过滤机构滤液出口连接，树脂塔出料口与双极膜膜堆连接；

树脂塔包括塔体及设置在塔体内的树脂、上滤板和下滤板，塔体顶部设置有进液口，底部设置有出液口；上滤板设置在塔体上部，下滤板设置在塔体下部，上滤板与下滤板之间形成滤腔，树脂设置在滤腔内。

进一步的，所述树脂塔至少3个，树脂塔与树脂塔之间通过管道连接，管道上设有阀门和锌离子检测仪。

进一步的，所述锌离子检测仪检测范围0～3ppm。

进一步的，所述上滤板、下滤板均为带有布水孔的隔板，布水孔处设有布水器。

进一步的，所述中转槽连有除盐水储罐。

进一步的，所述调配罐连有调温度的换热器、调pH的储碱罐和调硫酸钠浓度的除盐水储罐。

进一步的，所述调配罐上设有pH检测仪、温度检测仪和观测机构。

进一步的，所述观测机构为液位管，液位管设置在调配罐外，且液位管两端分别与调配罐连通。

进一步的，所述粗过滤机构为孔径10～15μm的袋式过滤器，精过滤机构为孔径0.01～0.05μm的超滤器。

进一步的，所述树脂塔出料口与双极膜膜堆之间通过循环罐连接，树脂塔出料口与循环罐进口连接，循环罐出口与双极膜膜堆进口连接，双极膜膜堆出盐口与循环罐回流口连接，循环罐与双极膜膜堆之间形成一个独立循环的通路；双极膜膜堆出酸口连有储酸罐，用于粘胶纤维生产工艺中的酸浴工序；双极膜膜堆出碱口连有储碱罐，用于粘胶纤维生产的浸渍工序，或者，用于调配罐的调pH等等；双极膜膜堆出盐口连有储盐水罐，用于中转槽的溶解工序。

所涉及的粘胶废液包括硫酸钠、硫酸锌及硫酸。

环保处理装置的工作原理为：

离心机：将粘胶废液进行离心分离，得含有硫酸钠、硫酸锌及硫酸的粉状固体和含有硫酸钠、硫酸锌及硫酸的浓缩酸浴液，通过管道直接将浓缩酸浴液输送至粘胶纤维生产工艺中的酸站酸储罐，将含有硫酸钠、硫酸锌及硫酸的粉状固体置于中转槽中；

中转槽：粉状固体被通入至中转槽内后，经除盐水储罐向中转槽内通入除盐水，粉状固体溶解，得溶解液；溶解液被通入至调配罐；

调配罐：溶解液被通入至调配罐内后，经换热器调节调配罐内温度，经储碱罐和除盐水储罐调节调配罐内的pH及硫酸钠浓度，此过程中，有约80%的锌离子形成沉淀，而硫酸钠最大溶解；将调节后含有沉淀悬浮物溶液通入至除杂机构中的袋式过滤器；

袋式过滤器：含有沉淀悬浮物溶液被通入至袋式过滤器内后，过滤，除去大颗粒氢氧化锌沉淀，得粗滤液，将粗滤液通入至超滤器；

超滤器：粗滤液被通入至超滤器后，过滤，除去较小颗粒氢氧化锌沉淀，得精滤液，将精滤液通入至树脂塔；

收集大颗粒氢氧化锌沉淀和较小颗粒氢氧化锌沉淀，将其回用到粘胶纤维生产中的浸渍工序；

树脂塔：精滤液被通入至树脂塔内后，通过螯合吸附除去剩余的锌离子，得到纯净的硫酸钠溶液（锌离子是否被除尽，可利用锌离子检测仪检测，若能检测到锌离子，说明该树脂塔中树脂吸附树脂已达饱和，并利用阀门切换管道，连接另外的树脂塔），将该硫酸钠溶液通入至盐循环罐；

循环罐：硫酸钠溶液被通入至循环罐后，硫酸钠溶液自循环罐出口被通入至双极膜膜堆；经双极膜膜堆的错流过滤原理和离子交换膜选择透过性，得到稀盐、硫酸和氢氧化钠，稀盐自双极膜膜堆出盐口被通入至储盐水罐内，储存，备用，或用于中转槽的溶解工序；硫酸自双极膜膜堆出酸口被通入至储酸罐内，储存，备用，或用于粘胶纤维生产的酸浴工序；氢氧化钠自双极膜膜堆出碱口被通入至储碱罐内，储存，备用，或用于粘胶纤维生产的浸渍或黄化工序，以及用于调配罐的调pH等等。

采用本技术方案，带来的有益技术效果为：

本实用新型通过对离心机、中转槽、调配罐、粗过滤机构、精过滤机构及双极膜膜堆的设置，形成循环环保处理装置，完成对硫酸、氢氧化钠、稀硫酸钠溶液的回收利用；同时，通过对树脂塔的设置，除尽锌离子，有效保证硫酸、氢氧化钠的纯度和浓度，且无处理工序中的二次污染，可直接回用于粘胶纤维生产工艺或储存，实现零排放；

在本实用新型中，树脂塔塔体内的树脂、上滤板和下滤板的设置，以及限定其位置和连接关系，保证精滤液进入塔体后顺利、稳定、有序落下，并增加精滤液与树脂的接触面积和时间，有效除去锌离子，提高后续产物的浓度和纯度；同时，该设置能够防止树脂溢出，避免滤腔堵塞，保证粘胶废液环保处理工序稳定进行；

本实用新型适用于工业化大生产，不仅可直接设置于粘胶纤维生产工艺的工序中，对粘胶废液进行回收处理，实现零排放，并将产物回用至粘胶纤维生产工艺的酸浴、黄化或浸渍工序中，节约生产成本，并提高设备安装的整体性；而且本装置也可单独设置，专用于粘胶废液的处理，提高设备集成度。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图

图2为本实用新型的工作流程图

图3为本实用新型中树脂塔的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例2中树脂塔与树脂塔逻辑连接示意图；

图5为本实用新型中树脂塔、循环罐及双极膜膜堆逻辑连接示意图；

其中，图中：1、离心机，2、中转槽，3、调配罐，4、粗过滤机构，5、精过滤机构，6、树脂塔，601、塔体，602、滤腔，603、上滤板，604、下滤板，605、进液口，606、出液口，7、双极膜膜堆，8、循环罐，9、储盐水罐，10、储酸罐，11、储碱罐，12、除盐水储罐，13、换热器，14、管道，15、阀门，16、锌离子检测仪，17、布水孔，18、布水器。

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

基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，包括将粘胶废液分离为粉状固体与浓缩酸浴液的离心机1、将粉状固体溶解为溶解液的中转槽2、将溶解液通过调节温度和调pH和调硫酸钠浓度而有悬浮物生成的调配罐3、将含悬浮物溶液过滤为滤渣Ⅰ和粗滤液的粗过滤机构4、将粗滤液过滤为滤渣Ⅱ和精滤液的精过滤机构5及将硫酸钠电渗析为硫酸和氢氧化钠的双极膜膜堆7，中转槽2设置在离心机1工位一侧，中转槽2与调配罐3连接，调配罐3与粗过滤机构4连接，粗过滤机构4与精过滤机构5连接；

还包括将精滤液通过螯合吸附生成纯净硫酸钠的树脂塔6，树脂塔6设置在精过滤机构5与双极膜膜堆7之间，树脂塔6进料口与精过滤机构5滤液出口连接，树脂塔6出料口与双极膜膜堆7连接；

如图3所示：树脂塔6包括塔体601及设置在塔体601内的树脂、上滤板603和下滤板604，塔体601顶部设置有进液口605，底部设置有出液口606；上滤板603设置在塔体601上部，下滤板604设置在塔体601下部，上滤板603与下滤板604之间形成滤腔602，树脂设置在滤腔602内。

实施例2

在实施例1的基础上，更进一步的，

若图4所示：所述树脂塔6为3个，树脂塔6与树脂塔6之间通过管道14连接，管道14上设有阀门15和锌离子检测仪16，锌离子检测仪16检测范围0～3ppm。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例区别在于：

若图4所示：所述树脂塔6为4个，树脂塔6与树脂塔6之间通过管道14连接，管道14上设有阀门15和锌离子检测仪16，锌离子检测仪16检测范围0～3ppm。

所述上滤板603、下滤板604均为带有布水孔17的隔板，布水孔17处设有布水器18。

实施例4

在实施例1-3的基础上，更进一步的，

如图1-2所示：所述中转槽2连有除盐水储罐12。

所述调配罐3连有调温度的换热器13、调pH的储碱罐11和调硫酸钠浓度的除盐水储罐12。

所述调配罐3上设有pH检测仪、温度检测仪和观测机构。

实施例5

在实施例4的基础上，更进一步的，

所述观测机构为液位管，液位管设置在调配罐3外，且液位管两端分别与调配罐3连通。

实施例6

在实施例1-5的基础上，更进一步的，所述粗过滤机构4为孔径10μm的袋式过滤器，精过滤机构5为孔径0.01μm的超滤器。

实施例7

在实施例6的基础上，本实施例区别在于：所述粗过滤机构4为孔径15μm的袋式过滤器，精过滤机构5为孔径0.05μm的超滤器。

实施例8

在实施例6-7的基础上，本实施例区别在于：所述粗过滤机构4为孔径13μm的袋式过滤器，精过滤机构5为孔径0.04μm的超滤器。

实施例9

在实施例1-8的基础上，更进一步的，

如图1、2及5所示：所述树脂塔6出料口与双极膜膜堆7之间通过循环罐8连接，树脂塔6出料口与循环罐8进口连接，循环罐8出口与双极膜膜堆7进口连接，双极膜膜堆7出盐口与循环罐8回流口连接，循环罐8与双极膜膜堆7之间形成一个独立循环的通路；双极膜膜堆7出酸口连有储酸罐10，用于粘胶纤维生产的酸浴工序；双极膜膜堆7出碱口连有储碱罐11，用于粘胶纤维生产的浸渍或黄化工序，或者，用于调配罐3的调pH等等；双极膜膜堆7出盐口连有储盐水罐9，用于中转槽2的溶解工序。

Claims (10)

1.基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：包括将粘胶废液分离为粉状固体与浓缩酸浴液的离心机（1）、将粉状固体溶解为溶解液的中转槽（2）、将溶解液通过调节温度和调pH和调硫酸钠浓度而有悬浮物生成的调配罐（3）、将含悬浮物溶液过滤为滤渣Ⅰ和粗滤液的粗过滤机构（4）、将粗滤液过滤为滤渣Ⅱ和精滤液的精过滤机构（5）及将硫酸钠电渗析为硫酸和氢氧化钠的双极膜膜堆（7），中转槽（2）设置在离心机（1）工位一侧，中转槽（2）与调配罐（3）连接，调配罐（3）与粗过滤机构（4）连接，粗过滤机构（4）与精过滤机构（5）连接；

还包括将精滤液通过螯合吸附生成纯净硫酸钠的树脂塔（6），树脂塔（6）设置在精过滤机构（5）与双极膜膜堆（7）之间，树脂塔（6）进料口与精过滤机构（5）滤液出口连接，树脂塔（6）出料口与双极膜膜堆（7）连接；

树脂塔（6）包括塔体（601）及设置在塔体（601）内的树脂、上滤板（603）和下滤板（604），塔体（601）顶部设置有进液口（605），底部设置有出液口（606）；上滤板（603）设置在塔体（601）上部，下滤板（604）设置在塔体（601）下部，上滤板（603）与下滤板（604）之间形成滤腔（602），树脂设置在滤腔（602）内。

2.根据权利要求1所述的基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：所述树脂塔（6）至少3个，树脂塔（6）与树脂塔（6）之间通过管道（14）连接，管道（14）上设有阀门（15）和锌离子检测仪（16）。

3.根据权利要求1或2所述的基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：所述锌离子检测仪（16）检测范围0～3ppm。

4.根据权利要求1或2所述的基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：所述上滤板（603）、下滤板（604）均为带有布水孔（17）的隔板，布水孔（17）处设有布水器（18）。

5.根据权利要求1所述的基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：所述中转槽（2）连有除盐水储罐（12）。

6.根据权利要求1所述的基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：所述调配罐（3）连有调温度的换热器（13）、调pH的储碱罐（11）和调硫酸钠浓度的除盐水储罐（12）。

7.根据权利要求1或6所述的基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：所述调配罐（3）上设有pH检测仪、温度检测仪和观测机构。

8.根据权利要求7所述的基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：所述观测机构为液位管，液位管设置在调配罐（3）外，且液位管两端分别与调配罐（3）连通。

9.根据权利要求7所述的基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：所述粗过滤机构（4）为孔径10～15μm的袋式过滤器，精过滤机构（5）为孔径0.01～0.05μm的超滤器。

10.根据权利要求1所述的基于树脂塔的粘胶废液环保处理装置，其特征在于：所述树脂塔（6）出料口与双极膜膜堆（7）之间通过循环罐（8）连接，树脂塔（6）出料口与循环罐（8）进口连接，循环罐（8）出口与双极膜膜堆（7）进口连接，双极膜膜堆（7）出盐口与循环罐（8）回流口连接，循环罐（8）与双极膜膜堆（7）之间形成一个独立循环的通路；双极膜膜堆（7）出酸口连有储酸罐（10），双极膜膜堆（7）出碱口连有储碱罐（11），双极膜膜堆（7）出盐口连有储盐水罐（9）。