一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法
2023-05-30 12:02:36 2
一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法
【專利摘要】一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，將鹼減量廢水和染整廢水併入廢水調節池或將鹼減量廢水併入廢水調節池，向調節池中加入酸後出現固形物，將固形物清除後的廢水轉入轉盤式固液分離裝置中；再加入聚丙烯醯胺絮凝劑和聚合氯化鋁絮凝劑，將固形物和固-液分離出的汙泥在蒸濃罐中進行蒸濃，同時通過冷凝收集蒸餾水；將固-液分離的廢水轉入多效蒸發器中進行蒸發，通過冷凝收集蒸餾水；對蒸發器中剩餘殘渣併入汙泥濃縮罐繼續進行處理。本發明以定島型超細纖維合成革生產為基本系統，嵌入生產廢水和固形廢物收集處理、綜合利用技術，解決了生產過程廢水零排放的技術瓶頸，可以生產出環境友好型、高質量的定島型超細纖維合成革產品。
【專利說明】一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及超細纖維合成革生產製造過程中廢水、廢物處理及其綜合利用技術，特別涉及一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法。
【背景技術】
[0002]中國是合成革的生產大國，其生產總量排名世界第一，年產量佔世界總產量的56%以上。根據國家統計局信息資料顯示，目前從事人造革、合成革、超細纖維合成革的加工企業包括從事後處理加工企業已經超過了 4000家。據中國人造革合成革網的調查統計，2010年全國I3U合成革生產線統計為1575條，30多條超細纖維合成革生產線。2011年按國家統計局數據顯示:規模以上企業(新的劃分標準:年銷售收入2000萬以上企業)495家，產量241萬噸，增長9.57% ;工業生產總值925.35億元，增長29.55% ;利稅69.85億元，增長32.12% ;利潤總額47.86億元，增長36.15%。根據中國塑料加工工業協會人造革合成革專業委員會預測，2011~2014年期間，超纖纖維合成革的需求年均增速將達到20.56%。 [0003]生產超細纖維合成革的超細纖維多用海島溶離法進行生產。傳統技術生產體系中，大多數海組分選擇PE (聚苯乙烯)，島組分選擇PA6 (尼龍6)。這種海島纖維基本採用甲苯減量法進行溶離，即利用熱的甲苯溶解PS，從而得到PA6超細纖維。這種工藝要用到大量的甲苯，不但汙染環境，對工人的身體健康造成威脅，而且甲苯易燃，操作危險性很大。所以，開發無溶劑化的海島纖維溶離技術是超細纖維合成革清潔生產的核心技術之一。
[0004]無溶劑化的海島纖維溶離技術，已經工業化應用的技術是鹼減量技術。這種技術主要針對PA6/C0PET (水溶性聚酯)、PET (聚酯)/C0PET等海島纖維的溶離，即利用強鹼，在強鹼性條件下將COPET組分水解溶掉，形成PA6、PET等超細纖維。這種技術使用大量的強鹼(一般採用10%的氫氧化鈉)，溶離液中的鹼和聚酯消解物也有一定的汙染，廢液的處理難度較大，成為實施鹼減量清潔生產系統實施的技術瓶頸。
[0005]定島型超細纖維合成革生產過程中採用鹼減量技術，可以避免非定型島超細纖維合成革生產過程中使用甲苯而產生的環境危害和對人體的危害，可以開發出環境友好型的超細纖維合成革，徹底解決溶劑型生產系統帶來的溶劑汙染問題和溶劑殘留帶來的產品安全問題。定島型超細纖維合成革已經成為合成革行業未來發展的趨勢。但是，定島型超細纖維合成革生產過程中採用鹼減量技術也會產生大量的含鹼和聚酯消解物的廢水。目前，在國內外範圍內採用鹼減量技術的生產企業還是沿用中和、沉降、壓濾、生化處理的傳統技術對廢水進行處理；傳統處理技術需要較大的佔地和汙處費用，產生的沉降物幾乎沒有綜合利用的價值。目前，全球範圍內對鹼減量廢液進行處理和資源化綜合利用的研究和應用尚屬空白。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其能夠達到廢水零排放。[0007]為實現上述目的，本發明採用如下的技術方案:
[0008](I)廢水收集:
[0009]分別構築鹼減量廢水收集池和染整廢水收集池，構建廢水調節池，將鹼減量廢水收集在鹼減量廢水收集池中，將染整廢水收集在染整廢水收集池中；
[0010](2)廢水中和與初步沉澱:
[0011 ] 將鹼減量廢水和染整廢水併入廢水調節池或將鹼減量廢水併入廢水調節池，再向調節池中加入酸並在攪拌下進行中和反應，當pH值為6.5-7.5時停止加酸，廢水調節池內漂浮有固形物，將固形物清除後的廢水轉入轉盤式固液分離裝置中；
[0012]⑶廢水固-液分離:
[0013]向轉盤式固液分離裝置中加入聚丙烯醯胺絮凝劑和聚合氯化鋁絮凝劑；開通氣浮，進行固-液分離；同時監測廢水PH值，並使廢水pH值維持在6.5-7.5 ;其中，加入聚丙烯醯胺絮凝劑的質量為廢水質量的0.1%~5%,加入聚合氯化招絮凝劑的質量為廢水質量的 0.5% ~5% ；
[0014](4)汙泥蒸濃和幹化:
[0015]將固形物和固-液分離出的汙泥在蒸濃罐中進行蒸濃，得到濃縮汙泥，同時通過冷凝收集蒸餾水；
[0016](5)廢水多效蒸發:
[0017]將固-液分離的廢水轉入多效蒸發器中進行蒸發，通過冷凝收集蒸餾水；對蒸發器中剩餘殘渣併入汙泥濃縮罐`繼續進行處理，完成廢水的零排放。
[0018]所述的酸為甲酸、乙酸或鹽酸。
[0019]所述的聚丙烯醯胺絮凝劑的平均分子量為200萬~1500萬。
[0020]所述的聚合氯化鋁絮凝劑為粉狀，且聚合氯化鋁絮凝劑中Al2O3質量含量>25%~28%。
[0021]所述固-液分離的時間為2-3小時。
[0022]所述蒸濃的溫度為120°C，時間為1-1.5小時。
[0023]所述的多效蒸發器為六效蒸發器。
[0024]將步驟(4)中的濃縮汙泥傾入攪拌機，摻入粉煤、黏土、粉煤灰，混勻後，採用壓榨式成型機將汙泥製成蜂窩煤樣固體混合燃料，幹化後進入固體焚燒爐進行燃燒；產生的熱量應用於生產和廢水多效蒸發。
[0025]所述粉煤的用量為濃縮汙泥質量的5%~10%，黏土的用量為濃縮汙泥質量的1%~5%，粉煤灰的用量為濃縮汙泥質量的3%~5%。
[0026]將冷凝收集的蒸餾水回用於生產。
[0027]相對於現有技術，本發明具有的有益效果:
[0028]本發明以定島型超細纖維合成革(鹼減量)生產為基本系統，嵌入生產廢水和固形廢物收集處理、綜合利用技術，解決了生產過程廢水零排放的技術瓶頸，可以生產出環境友好型、高質量的定島型超細纖維合成革產品。本發明的優點有以下幾個方面:
[0029](I)根據廢水特點，採取清濁分流的方法，盡最大可能將廢水循環利用，最後混合後進行綜合回收利用處理，最大程度減少廢水的處理量。
[0030](2)採用多效蒸發技術，從廢水中有效回收蒸餾水，減少水資源消耗，實現了廢水零排放；
[0031](3)本發明的應用可以提高企業生產技術水平、裝備水平和產品質量水平，可以實現環境友好型生產，為超細纖維合成革的可持續發展奠定了基礎。
[0032]進一步的，本發明是鹼減量廢水和染整廢水進行綜合處理和綜合利用的系統新技術，可以達到廢水零排放，回收蒸餾水回用於生產，聚酯消解物通過燃燒和熱交換系統為廢水濃縮以及生產提供熱源。本發明可以提高我國超細纖維合成革工業在國際產業中的技術水平和地位，為我國超細纖維合成革產業注入持續發展的動力。
[0033]採用定島型超細纖維合成革製造過程廢水零排放方法可以取得三個最明顯的好處:
[0034](I)環境效益:傳統的生產技術會帶來汙水中的BOD、COD、SS、鹽類和色度的處理難度，處理費用高，不能產生綜合利用效益。而本發明的應用完全消除了 B0D、C0D、SS、鹽類和色度產生的環境汙染，達到廢水零排放和固體廢物綜合利用的目的。
[0035](2)社會效益:對於新建或進行技術升級的合成革工廠，有機固廢、廢水和鹽類減排一直是限制其發展的瓶頸問題。而本發明的應用，可以完全擺脫有機固廢、廢水和鹽類排放給企業發展帶來的限制，實現真正意義上的節能減排；同時有利於企業技術水平和裝備水平的升級，有利於環境友好型產品的開發，為企業參與更多的國際化商貿帶來更多的機遇。
[0036](3)經濟效益: 本發明的應用，可以完全改變傳統技術對汙染物處理只有投入，沒有效益的單純環境治理概念；通過回收利用蒸餾水，有機固形廢物，通過燃燒產生熱量作為生產和廢水處理的補充能源，實現了原材料利用最大化，廢棄物利用資源化。有機廢物燃燒產生熱能利用，可以顯著節約工廠的綜合運行成本；通過裝備改造，加強運行管理，還可以取得較好的能源效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖對本發明做詳細說明。
[0039]參見圖1，本發明包括以下幾方面內容:
[0040]1.不同工段的廢水分池收集
[0041]定島型超細纖維合成革生產過程中，廢水來源分為鹼減量廢水和染整廢水兩個方面。鹼減量廢水直接進行回收處理；染整廢水可以將淺色廢水直接用於深色基布的染整，然後併入鹼減量廢水進行回收處理；染整過程中的水洗水也可以直接用於深色基布的染整，然後併入鹼減量廢水進行回收處理。因此，分池收集廢水有利於實施廢水的工序內部直接循環使用，染整工序平均每工作日減少用水量50%~65%，顯著降低了廢水處理量。
[0042]2.廢水中固形物的初步沉澱
[0043]鹼減量廢水中的鹼性較強(含NaOH約1%左右)，主要固形物為COPET (水溶性聚酯)，加入酸性物質進行中和，當PH值達到6.5-7.5時，大量的COPET水解產物就會聚集成固體物漂浮在廢液上層，將其清理收集，進行幹化處理；廢水進行固液分離處理。染整廢水屬於酸性，適量的將染整廢水混入鹼減量廢水中可以起到中和作用，可以減少酸的用量。
[0044]本發明除採用甲酸、乙酸調節pH值外，還可以採用鹽酸調節pH值，採用甲酸、乙酸或鹽酸做為中和劑，主要的目的是它們不含硫和氮，以至於在汙泥焚燒時不產生硫和氮的氧化物餾分，在固體焚燒爐的尾氣淨化裝置中不用考慮氧化硫和氧化氮的回收，減少了設備資金投入。
[0045]由於COPET固形物有一定的黏著性，因此對廢水調節池的構造採用了敞開式，易清理，便於固形物傳送到指定的堆積位置的針對性設計。
[0046]3.廢水固-液分離
[0047]除去COPET水解產物的廢水中，主要固形物為部分水溶性的COPET小分子物質、染料、纖維屑、整理劑、鹽類，向廢水中加入非離子型聚丙烯醯胺(PAM)絮凝劑和聚合氯化鋁(PAC)絮凝劑，可以有效地將其大部進行絮凝，再通過氣浮和採用機械刮板，將其從廢水中分離出去，聚合氯化鋁絮凝劑中Al2O3質量含量> 25%~28%。
[0048]4.汙泥蒸濃和幹化
[0049]將汙泥和收集的COPET固形物放入蒸濃釜，加熱蒸出水分，通過冷凝器收集蒸餾水，排出半乾化的濃縮汙泥；向 濃縮汙泥中加入粉煤、黏土和粉煤灰，混勻；採用壓榨式成型機將濃縮汙泥製成蜂窩煤樣固體混合燃料，通過自然晾曬或烘道乾燥，使其水分含量達到20%以下，然後送入固體焚燒爐進行燃燒，有機固形廢物轉化為CO2，燃燒後的爐渣中，除中性鹽組分含量有一定增加外，與傳統鍋爐爐渣無區別。
[0050]5.廢水多效蒸發
[0051]採用6效蒸發裝置，對經過處理的鹼減量廢水、染整廢水進行蒸發，通過冷凝器收集蒸餾水，回用於生產。對蒸餾水進行測試分析，如有必要，可進行二次蒸餾，達到生產用蒸餾水的標準。
[0052]下面通過具體實施例進行詳細說明。
[0053]實施例1
[0054]產量為7.5萬米/天的定島型超細纖維合成革的工廠，鹼減量汙水產生量大約1500噸/天，每年可回收蒸餾水36萬噸，蒸餾水製造成本按5元/噸計，僅蒸餾水一項，年節約成本180萬元。本發明廢水處理成本約為每米產品0.56元，傳統技術汙水處理成本約為每米產品0.8元，本發明降低了汙處成本。本實施例以處理鹼減量廢水為例，介紹具體的
生產方法。
[0055](I)廢水收集:
[0056]構築鹼減量廢水收集池，構建廢水調節池；將每天產生的1500噸鹼減量廢水收集於鹼減量廢水收集池(容量為2500m3)中儲存，可以持續儲存到次日下午2:30。
[0057](2)廢水中和與初步沉澱:
[0058]將鹼減量廢水泵入廢水調節池，再向廢水調節池中加入甲酸，攪拌下進行中和反應，當廢水表面出現COPET凝聚物時，測量廢液pH值，pH值達到6.5-7.5後，停止加甲酸，持續反應I小時；同時將漂浮的COPET凝聚物(約1.5噸)移出廢水調節池，轉入幹化處理；將廢水轉入轉盤式固液分離裝置中。
[0059](3)廢水固-液分離:
[0060]廢水泵入轉盤式固液分離裝置後，向固液分離裝置中加入廢水質量0.1%~5%的非離子型聚丙烯醯胺(PAM)絮凝劑和廢水質量0.5%~5%的聚合氯化鋁(PAC)絮凝劑，開通氣浮，進行固-液分離2小時~3小時，收集汙泥(約I噸)。同時監測廢液pH值，並通過加甲酸維持pH值為6.6-7.5。
[0061](4)汙泥蒸濃和幹化:
[0062]將汙泥和COPET凝聚物置入蒸濃罐中進行蒸濃(I噸的蒸濃罐3個，用2備1)，溫度控制在120°C，蒸濃I小時~1.5小時，得到濃縮汙泥，通過冷凝收集蒸餾水，並回用於生產。
[0063]將濃縮汙泥傾入攪拌機，摻入濃縮汙泥質量5%~10%的粉煤，濃縮汙泥質量1%~5%的黏土，濃縮汙泥3%~5%的粉煤灰，混勻後，採用壓榨式成型機將汙泥製成蜂窩煤樣固體混合燃料，幹化後進入固體焚燒爐進行燃燒；產生熱量應用於生產和廢水多效蒸發。
[0064](5)廢水多效蒸發:
[0065]經固-液分離的廢水，進入6效蒸發器中進行蒸發(4臺蒸發器，用3備1)，通過冷凝收集蒸餾水，並回用於生產；剩餘殘渣(固形物)併入汙泥蒸濃罐繼續進行處理，從而完成廢水的零排放。
[0066]實施例2
[0067]產量為7.5萬米/天的定島型超細纖維合成革的工廠，鹼減量汙水產生量大約1500噸/天，染整廢水2000噸/天，每年可回收蒸餾水84萬噸，蒸餾水製造成本按5元/噸計，僅蒸餾水一項，年節約成本420萬元。本發明廢水處理成本約為每米產品1.3元，傳統技術汙水處理成本約為每米產 品1.5元，本發明降低了汙處成本。本實施例以處理鹼減量廢水和染整廢水為例，介紹具體的生產方法。
[0068](I)廢水收集:
[0069]分別構築鹼減量廢水收集池和染整廢水收集池，構建廢水調節池，將每天產生的1500噸鹼減量廢水收集於鹼減量廢水收集池(容量為2000m3)中儲存，可以持續儲存到次日下午2:30 ;將每天產生的2000噸染整廢水收集於染整廢水池(容量為1500m3的池子兩個)儲存，可以持續儲存到次日下午6:00。
[0070](2)廢水中和與初步沉澱:
[0071]將鹼減量廢水和染整廢水(鹼減量廢水和染整廢水質量比為3:4)泵入廢水調節池(容量為1500m3池子兩個)，再向廢水調節池中加入乙酸，攪拌下進行中和反應，當廢水表面出現COPET凝聚物時，測量廢液pH值，pH值達到6.5-7.5後，停止加乙酸，持續反應I小時；同時將漂浮的COPET凝聚物(約1.5噸)移出廢水調節池；然後將廢水轉入轉盤式固液分離
裝置中。
[0072](3)廢水固-液分離:
[0073]廢水泵入轉盤式固液分離裝置後，再向固液分離裝置中加入廢水質量2%~5%的非離子型聚丙烯醯胺(PAM)絮凝劑和廢水質量2%~5%聚合氯化鋁(PAC)絮凝劑，開通氣浮，進行固-液分離2小時~3小時，收集汙泥(約2噸)。同時監測廢液pH值，並通過加乙酸維持pH值為6.6-7.5。
[0074](4)汙泥蒸濃和幹化:
[0075]將汙泥和COPET凝聚物置入蒸濃罐中進行蒸濃(I噸的蒸濃罐4個，用3備1)，溫度控制在120°C，蒸濃I小時~1.5小時得到濃縮汙泥，通過冷凝裝置冷凝後收集蒸餾水於蒸餾水儲罐，並回用於生產。
[0076]將濃縮汙泥傾入攪拌機，摻入濃縮汙泥質量10%~15%的粉煤，濃縮汙泥質量3%~8%的黏土，濃縮汙泥質量1%~3%的粉煤灰，混勻後，採用壓榨式成型機將濃縮汙泥製成蜂窩煤樣固體混合燃料，幹化後進入固體焚燒爐進行燃燒；產生熱量應用於生產和廢水多效蒸發。
[0077](5)廢水多效蒸發:
[0078]經固-液分離的廢水，進入6效蒸發器中進行蒸發(5臺蒸發器，用4備I )，通過冷凝裝置冷凝後收集蒸餾水於蒸餾水儲罐，並回用於生產；剩餘殘渣併入汙泥蒸濃罐繼續進行處理。
[0079]本發明在採用鹼減量技術生產定島型超細纖維合成革的系統中，結合應用廢水收集、處理、回收新技術，形成一種在全生產過程中廢水完全回收利，達到廢水零排放的生產技術方法，徹底突破了原來生產系統存在廢水排放量大、處理難度大、環境負荷大的技術瓶頸。新的生產技術系統，採用完全收集鹼減量、染整廢水進入收集池；在調節池中對廢水進行混合、中和，加入特效絮凝劑；在轉盤式固-液分離裝置中，通過氣浮和刮板分離進行固-液分離，得到廢水和汙泥；在蒸濃罐中對汙泥進行蒸濃，收集冷凝出的蒸餾水，並用於生產，收集幹化汙泥；採用多效蒸發器對廢水進行蒸發，收集冷凝出的蒸餾水，並用於生產，剩餘殘渣併入汙泥蒸濃罐；得到的幹化汙泥在固體焚燒爐中燃燒，產生的熱量應用於生產和廢水處理。燃燒過程中不產`生硫、氮氧化物，不產生重金屬，不造成二次汙染。
【權利要求】
1.一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)廢水收集: 分別構築鹼減量廢水收集池和染整廢水收集池，構建廢水調節池，將鹼減量廢水收集在鹼減量廢水收集池中，將染整廢水收集在染整廢水收集池中； (2)廢水中和與初步沉澱: 將鹼減量廢水和染整廢水併入廢水調節池或將鹼減量廢水併入廢水調節池，再向調節池中加入酸並在攪拌下進行中和反應，當pH值為6.5-7.5時停止加酸，廢水調節池內漂浮有固形物，將固形物清除後的廢水轉入轉盤式固液分離裝置中； (3)廢水固-液分離: 向轉盤式固液分離裝置中加入聚丙烯醯胺絮凝劑和聚合氯化鋁絮凝劑；開通氣浮，進行固-液分離；同時監測廢水PH值，並使廢水pH值維持在6.5-7.5 ;其中，加入聚丙烯醯胺絮凝劑的質量為廢水質量的0.1%~5%,加入聚合氯化招絮凝劑的質量為廢水質量的0.5% ~5% ； (4)汙泥蒸濃和幹化: 將固形物和固-液分離出的汙泥在蒸濃罐中進行蒸濃，得到濃縮汙泥，同時通過冷凝收集蒸餾水；` (5)廢水多效蒸發: 將固-液分離的廢水轉入多效蒸發器中進行蒸發，通過冷凝收集蒸餾水；對蒸發器中剩餘殘渣併入汙泥濃縮罐繼續進行處理，完成廢水的零排放。
2.根據權利要求1所述的一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，所述的酸為甲酸、乙酸或鹽酸。
3.根據權利要求1所述的一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，所述的聚丙烯醯胺絮凝劑的平均分子量為200萬~1500萬。
4.根據權利要求1所述的一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，所述的聚合氯化鋁絮凝劑為粉狀，且聚合氯化鋁絮凝劑中Al2O3質量含量^ 25% ~28%。
5.根據權利要求1所述的一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，所述固-液分離的時間為2-3小時。
6.根據權利要求1所述的一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，所述蒸濃的溫度為120°C，時間為1-1.5小時。
7.根據權利要求1所述的一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，所述的多效蒸發器為六效蒸發器。
8.根據權利要求1所述的一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，將步驟(4)中的濃縮汙泥傾入攪拌機，摻入粉煤、黏土、粉煤灰，混勻後，採用壓榨式成型機將汙泥製成蜂窩煤樣固體混合燃料，幹化後進入固體焚燒爐進行燃燒；產生的熱量應用於生產和廢水多效蒸發。
9.根據權利要求8所述的一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，所述粉煤的用量為濃縮汙泥質量的5%~10%，黏土的用量為濃縮汙泥質量的1%~5%，粉煤灰的用量為濃縮汙泥質量的3%~5%。
10.根據權利要求1所述的一種定島型超細纖維合成革製造過程中廢水零排放方法，其特徵在於，將冷凝收集的蒸 餾水回用於生產。
【文檔編號】C02F103/24GK103693792SQ201310670290
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】張曉鐳, 牛建民, 馬興元, 施凌山 申請人:福建可利盛超細纖維有限公司