CN211078673U - 基于膜过滤技术的pta精制母液处理装置 - Google Patents
基于膜过滤技术的pta精制母液处理装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，包括原料罐、膜过滤器、吸附柱、离交柱、换热器、回水管线和若干管路，所述原料罐的输出口通过管路连接膜过滤器的输入口，膜过滤器设置悬浮颗粒收集口、第一废水排出管路和第二废水排出管路，第一废水排出管路连接吸附柱的进水口，第二废水排出管路连接换热器，吸附柱的出水口和换热器的废水输出口均通过管路连接离交柱的进水口，离交柱的出水口连接回水管线。本实用新型采用具有双废水输出管路的膜过滤器设计，集悬浮颗粒滤除、吸附废水杂质和防止有机物在离交树脂中析出功能为一体，有效提高了离交柱的运行效率，无需反渗透设计，占地小，投资和运行费用低。
Description
技术领域
本实用新型属于环境工程及工业废水回用技术领域，具体涉及一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置。
背景技术
精对苯二甲酸(Purified Terephthalic Acid，PTA)是产量最大的二元羧酸，主要从对二甲苯制得，是生产聚酯的主要原料。PTA生产过程中会产生大量的废水，目前大多采用生化技术将有机物降解后达标排放，造成资源的极大浪费。
专利CN103896443A中描述了一种对苯二甲酸精制母液回用的方法，采用絮凝、生化、反渗透组合工艺，出水达到了PTA生产工艺回水的要求，特别是采用的反渗透工艺可以将废水中所有的金属离子进行去除，具有非常好的效果。但是由于前期絮凝剂的加入，反渗透膜的运行周期收到了很大的影响，且由于有机膜无法使用强酸强碱再生，导致絮凝剂在膜通道内不断累积，导致***无法连续稳定的运行。专利CN203429005U提供了一套回收PTA废水中催化剂和工艺水的装置，采用过滤、离交、反渗透的组合工艺，对催化剂回收有一定的效果，出水品质也比较稳定，但是过滤后的废水直接进离交***导致离交床层中有大量有机物结晶，离交***无法长期正常运行。专利CN102030433A首先通过调节PH值溶解部分悬浮颗粒，然后进入离交***去除金属离子，再经过反渗透，最终出水达到回用水要求。该工艺通过碱液溶解悬浮颗粒的方法代替了过滤，节省了设备的投资，但是大量的钠离子存在导致反渗透产水量降低，从而需要设计多级反渗透***，使得***能耗偏高，经济性差。
实用新型内容
技术目的：针对上述技术问题，本实用新型提供了一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其结构紧凑、占地面积小，采用具有双废水输出管路的膜过滤器设计，集悬浮颗粒滤除、吸附废水杂质和防止有机物在离交树脂中析出功能为一体，有效提高了离交柱的运行效率，无需反渗透设计，节约了设备成本，提高了精制母液中催化剂和废水的回用率。
技术方案：为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：包括原料罐、膜过滤器、吸附柱、离交柱、换热器、回水管线和若干管路，所述原料罐用于存储PTC精制母液，原料罐的输出口通过管路连接膜过滤器的输入口，膜过滤器用于分离PTA精制母液中的悬浮颗粒和废水；所述膜过滤器设置悬浮颗粒收集口、第一废水排出管路和第二废水排出管路，第一废水排出管路连接吸附柱的进水口，吸附柱内设有用于吸附分离废水中杂质的吸附材料，第二废水排出管路连接换热器，换热器用于对第二废水排出管路中的废水进行加热处理；所述吸附柱的出水口和换热器的废水输出口均通过管路连接离交柱的进水口，离交柱内设有用于去除废水中金属离子的离交树脂，离交柱的出水口连接回水管线，回水管线用于输送处理后得到的水。
优选地，所述第一废水排出管路和第二废水排出管路上均设有用于调节液体流量的调节阀。
优选地，所述膜过滤器采用陶瓷膜、碳化硅膜或者金属膜中的一种或几种。
优选地，所述膜过滤器的过滤精度为10-500nm。
优选地，所述膜过滤器采用的过滤形式为错流过滤、死端过滤和半死端过滤中的一种或几种。
优选地，所述吸附材料采用活性炭、大孔树脂或硅藻土的一种或几种。
优选地，所述离交树脂采用苯乙烯系树脂或丙烯酸系树脂中的一种或几种。
优选地，所述的PTA精制母液中含有有机悬浮颗粒、溶解性有机物以及多种金属离子。
优选地，所述膜过滤器的悬浮颗粒收集口连接PTA氧化***。
技术效果：由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下技术效果：
(1)、本实用新型的基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置占地面积较小，采用的都是静设备，工艺流程短，将PTA精制母液中最有回收价值的悬浮颗粒和水都回用到PTA生产***中，能减排的同时降低投资和运行成本，实现废水循环利用的目的；
(2)、本实用新型通过膜技术去除悬浮有机颗粒，精制废水中的悬浮颗粒经膜过滤器去除后的清液，采用部分吸附、部分加热、然后以预设比例混合输入到离交柱中的方式，将废水中溶解性有机物变为不饱和状态，有效控制了有机物在离子交换树脂中结晶及堆积，确保了离交柱的连续稳定运行；
(3)、采用本实用新型装置对PTA精制母液进行处理，能够实现将PTA精制废水中金属离子完全去除，水和部分有机物可以直接返回至生产工艺中，金属离子去除率达到99％，水回收率达90％以上，废水处理后的各项金属指标远低于工业要求排放标准中钴、锰、铁、镍和COD的最高含量指标，出水完全可以返回PTA生产工艺中。
附图说明
图1为本实用新型的基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置的结构示意图；
其中：原料罐-1、膜过滤器-2、吸附柱-3、离交柱-4、换热器-5、回水管线-6、悬浮颗粒收集口-21、第一废水排出管路-22和第二废水排出管路-23。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1所示的一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，包括原料罐1、膜过滤器2、吸附柱3、离交柱4、换热器5、回水管线6和若干管路，其中，原料罐1用于存储PTC精制母液，原料罐1的输出口通过管路连接膜过滤器2的输入口，膜过滤器2用于分离PTA精制母液中的悬浮颗粒和废水。
膜过滤器2设置悬浮颗粒收集口21、第一废水排出管路22和第二废水排出管路23，第一废水排出管路22连接吸附柱3的进水口，吸附柱3内设有用于吸附分离废水中杂质的吸附材料，第二废水排出管路23连接换热器5，换热器4用于对第二废水排出管路23中的废水进行加热处理。
吸附柱3的出水口和换热器5的废水输出口均通过管路连接离交柱4的进水口，离交柱4内设有用于去除废水中金属离子的离交树脂，离交柱4的出水口连接回水管线6，回水管线6用于输送处理后得到的水。
具体地，第一废水排出管路22和第二废水排出管路23上均设有用于调节液体流量的调节阀，用于调节两条管路进入离交柱中的废水比例。可通过在离交柱的进水口前端设置采样装置，用于检测混合后的废水中的有机物的含量，通过调试将两条废水排出管路上的调节阀的开度调到合适大小，确保混合后的废水中的可溶解性有机物为非饱和状态。
本实用新型中PTA精制母液中一般含有有机悬浮颗粒、溶解性有机物以及多种金属离子，膜过滤器2可采用陶瓷膜、碳化硅膜或者金属膜中的一种或几种，膜过滤器2采用的过滤形式为错流过滤、死端过滤和半死端过滤中的一种或几种，优选膜过滤器2的过滤精度为10-500nm，膜过滤器2的悬浮颗粒收集口21连接PTA氧化***，即实现将收集到的有机悬浮颗粒回收利用到PTA工艺中去。
具体地，吸附材料可采用活性炭、大孔树脂或硅藻土的一种或几种，离交树脂采用苯乙烯系树脂或丙烯酸系树脂中的一种或几种。
实施例一至四为采用本实用新型的基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置对PTA精制母液进行处理的实施例。
实施例一：
PTA精制母液首先通过陶瓷膜***，精度50nm，采用错流过滤形式，过滤出水按照1：1比例分别进入吸附柱和换热器中，吸附柱中装填活性炭，换热器温度设定为70℃，吸附和换热器出水混合后进入离子交换柱，树脂柱中装有苯乙烯系树脂，该工艺条件下离交树脂柱的运行周期为5天。
实施例二：
PTA精制母液首先通过金属膜***，精度500nm，采用死端过滤形式，过滤出水按照1：2比例分别进入吸附柱和换热器中，吸附柱中装填吸附树脂，换热器温度设定为80℃，吸附和换热器出水混合后进入离子交换柱，树脂柱中装有苯乙烯系树脂，该工艺条件下离交树脂柱的运行周期为5天。
实施例三：
PTA精制母液首先通过碳化硅膜***，精度10nm，采用半死端形式，过滤出水按照1：3比例分别进入吸附柱和换热器中，吸附柱中装填硅藻土，换热器温度设定为90℃，吸附和换热器出水混合后进入离子交换柱，树脂柱中装有丙烯酸系树脂树脂。该工艺条件下离交树脂柱的运行周期为3天。
实施例四：
PTA精制母液首先通过碳化硅膜***，精度10nm，采用错流过滤形式，过滤出水按照1：1比例分别进入吸附柱和换热器中，吸附柱中装填吸附树脂，换热器温度设定为90℃，吸附和换热器出水混合后进入离子交换柱，树脂柱中装有苯乙烯系树脂。该工艺条件下离交树脂柱的运行周期为7天。
实施例一至四的出水指标见下表1：
表1
从上表1可以看出，采用本实用新型的装置对PTA精制母液进行处理，PTA废水处理后的各项金属指标能够更好地符合工业要求排放的标准，远低于标准中钴、锰、铁、镍和COD的最高含量指标。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：包括原料罐(1)、膜过滤器(2)、吸附柱(3)、离交柱(4)、换热器(5)、回水管线(6)和若干管路，所述原料罐(1)用于存储PTC精制母液，原料罐(1)的输出口通过管路连接膜过滤器(2)的输入口，膜过滤器(2)用于分离PTA精制母液中的悬浮颗粒和废水；所述膜过滤器(2)设置悬浮颗粒收集口(21)、第一废水排出管路(22)和第二废水排出管路(23)，第一废水排出管路(22)连接吸附柱(3)的进水口，吸附柱(3)内设有用于吸附分离废水中杂质的吸附材料，第二废水排出管路(23)连接换热器(5)，换热器(5)用于对第二废水排出管路(23)中的废水进行加热处理；所述吸附柱(3)的出水口和换热器(5)的废水输出口均通过管路连接离交柱(4)的进水口，离交柱(4)内设有用于去除废水中金属离子的离交树脂，离交柱(4)的出水口连接回水管线(6)，回水管线(6)用于输送处理后得到的水。
2.根据权利要求1所述的一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：所述第一废水排出管路(22)和第二废水排出管路(23)上均设有用于调节液体流量的调节阀。
3.根据权利要求1所述的一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：所述膜过滤器(2)采用陶瓷膜、碳化硅膜或者金属膜中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：所述膜过滤器(2)的过滤精度为10-500nm。
5.根据权利要求1所述的一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：所述膜过滤器(2)采用的过滤形式为错流过滤、死端过滤和半死端过滤中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：所述吸附材料采用活性炭、大孔树脂或硅藻土的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：所述离交树脂采用苯乙烯系树脂或丙烯酸系树脂中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：所述的PTA精制母液中含有有机悬浮颗粒、溶解性有机物以及多种金属离子。
9.根据权利要求1所述的一种基于膜过滤技术的PTA精制母液处理装置，其特征在于：所述膜过滤器(2)的悬浮颗粒收集口(21)连接PTA氧化***。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115105858A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-27 | 重庆大学 | Ito刻蚀液结晶抑制装置 |
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2019
- 2019-08-30 CN CN201921425846.4U patent/CN211078673U/zh active Active
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