化纖印染鹼減量廢水資源化預處理方法
2023-04-24 20:45:01
專利名稱：化纖印染鹼減量廢水資源化預處理方法
技術領域：
本發明涉及一種廢水處理方法，特別是一種化纖織物印染過程中鹼減量廢水的資源化預處理方法。
背景技術：
鹼減量是近十年來印染行業為改善化纖織物的舒適性、柔軟性等服用性能所採取的新生產工藝。所謂鹼減量工藝是用鹼(NaOH)處理化纖(聚酯)織物，在較高溫度下使化纖織物的表層聚對苯二甲酸乙二醇酯(以下簡稱PET)降解，水解，從而使織物減量變柔，具有真絲的質感。但在鹼減量生產工藝過程中要產生鹼減量廢水，其主要成分是化纖織物PET的水解產物對苯二甲酸二鈉、乙二醇(EG)、少量的低聚物和過量的鹼。這部分廢水雖然只佔化纖印染廢水總量的5～10％，其汙染物卻佔混合廢水中總CODcr的40％左右。由於鹼減量廢水的鹼度大，汙染物濃度高，可生化性差，處理難度大，未經預處理微生物分解其中的有機物需耗時1～2周，因此採用現行的「厭氧+好氧+物化」法處理包含大量未經預處理鹼減量廢水的化纖印染廢水，不僅投資大，費用高，而且很難達到穩定達標排放。
近五年來，印染企業為降低鹼耗，提高鹼減量效果和生產效率，在設備、工藝、助劑等方面作了較大的改進，如間歇式鹼減量機是將原有鹼減量槽浸泡式改成布料能循環轉動，鹼減量完成後，鹼液提升至高位槽，待漂洗完成、布料更換後再放入鹼減量機，使大部分鹼液循環使用；工藝上採用加鹼減量促進劑，提高鹼減量溫度等，使聚酯水解過程能進行的更快、更均勻和便於控制。
另外，隨著紡絲、紡織技術的進步，鹼減量比例和幅度也不斷變化，如1998-2001年重度鹼減量幅度一般為20～30％，而2002年以後鹼減量幅度降為10～15％，而更大比例的減量過程改為輕度，減量為2～3％，減量過程在染缸中進行，減量溫度也進一步提高。
根據對幾家年加工億米以上大規模化纖印染企業進行測試，其間歇式鹼減量機鹼減量廢水CODcr為18000-30000mg/L，游離鹼15～40g/L，pH值為12～13.5，日排放量800t/d以上。
中國發明專利(專利號971606539.x)公開了一種鹼減量廢水處理方法，該方法是在反應器(池)廢水中投加三價鐵鹽，投加量為(Fe3+)CODcr＝0.01～0.05；用酸調pH3.8～5.5；用攪拌器把藥劑與廢水混合，邊投加，邊作攪拌反應，攪拌轉速為200～500rpm，反應時間為5～60min。並根據廢水濃度高低間歇式和連續式兩種工藝流程。該專利認為採用該方法廢水COD去除率達70～90％，但從廢水中去除的CODcr仍殘留在汙泥中，並且析出物沉澱不完全，不僅造成資源浪費，還會對環境造成二次汙染，導致後期投資大，廢水處理總成本居高不下。
發明內容
本發明主要是解決現有技術中所存在的化纖印染鹼減量廢水處理難度大，投資和處理費用高，資源浪費，不能穩定達標排放等問題。
本發明的目的主要是通過下述技術方案得以實現的一種化纖印染鹼減量廢水資源化預處理方法，先用酸調節廢水的pH值至2.5～5.0，再向廢水中加入絮凝劑，經充分混合後進行固液分離；所述固液分離後的固體物質用清水進行漂洗；所述的酸為硫酸、鹽酸、硝酸或磷酸；所述的絮凝劑為陽離子型聚丙烯醯胺，其在廢水中的濃度為3～50ppm；所述的清水與所述的固體物質的體積比為0.5～10倍。
本發明具有如下特點1.在廢水中加入了酸，調節廢水的pH值至2.5～5.0，酸調節經歷兩個過程首先使鹼減量廢水中的游離鹼中和，第二步將廢水中的對苯二甲酸二鈉轉化為對苯二甲酸(PTA)從廢水中析出，並通過添加絮凝劑形成較大固體顆粒，經固液分離後，將其從廢水去除(去除率＞95％)，從而將廢水中75～90％CODcr汙染物質去除，提高了廢水可生化性，大大降低了汙染物的濃度和鹼度，大幅減輕了末端廢水處理的負荷，降低了末端汙水處理成本，實現廢水最終的穩定達標排放；2.自廢水分離出的固體有機物可用於資源化回收，用作鍋爐的燃料或進一步處理後用作工業原料，對環境不產生二次汙染。用作鍋爐燃料，其碳氫含量為62％相當於燃料煤，每40～150t廢水中可回收固體有機物1.0t，價值200～300元，可抵消20～50％的預處理成本；如將固體有機物進一步精製處理，製成化工原料對苯二甲酸，其回收價值超過投入成本，從而降低了廢水處理成本。3.本發明設計合理，工藝路線簡潔穩定，工藝設施佔地面積小，投資少，廢水處理成本低，如建設1500t/d鹼減量廢水處理裝置，佔地600m2，設備投資50萬元。採用本發明的方法後，可為化纖印染企業建綜合汙水處理廠節約投資20～40％，節約處理費用30～50％。
圖1為本發明的工藝流程圖；圖2為本發明實施例一工藝流程示意圖；具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體說明。
實施例一某化纖印染企業鹼減量廢水處理，廢水處理規模1500t/d，工藝流程如圖2所示，先將染缸1、間歇式鹼減量機2、連續式鹼減量機3所產生的鹼減量廢水分別匯集到中間槽4，中間槽4選擇體積2～20m3，數量可根據企業規模與分片收集的便利設置多個。本實施例尚未接入染缸中鹼減量廢水。通過泵5將廢水輸送到預處理儲存槽6中，廢水中的CODcr濃度為23660mg/l，pH值為12.5，因這部分廢水呈鹼性，必須選用耐鹼性的泵和管道。在提升泵7(聚丙烯耐酸離心泵)與儲存槽6之間設一三通，使反應槽8內液體和鹼減量廢水都能提升到反應槽8內。投加的酸為硫酸，也可為鹽酸、硝酸或磷酸等強酸，酸通過酸高位槽10滴加，利用泵7使廢水循環和攪拌器的不斷攪拌，使廢水與酸充分混合，將混合液的pH值調為2.5～5.0，使廢水中的PTA析出率與加酸的成本之間處於最經濟的狀態，如果pH＜2.5濾液的酸性過強，易造成後續過程腐蝕性增大，酸耗高。如果pH＞5.0則中和未到第二個等當點，PTA析出不完全。待pH值穩定後，廢水形成白色懸浮液，在反應槽8中加入一定量的絮凝劑，如國產含固量5％陽離子型聚丙烯醯胺。絮凝劑加入量為使其在廢水中的濃度為3～50ppm，保持攪拌15～16min後將混合液壓入板框式壓濾機9進行固液分離。出水的CODcr去除率為83.9％，然後與該印染企業的其他廢水混合進入末端廢水處理設施進一步處理。分離出的固體物為含水分45％的PTA粗品(PTA幹基含量96.4％)，用0.5～10倍體積比的清水漂洗後用於資源化回收，進一步處理後作為化工原料。由於自提升泵7與儲存槽6之間三通閥以後排出的廢水呈弱酸性，應選用耐酸鹼性管道，反應槽8及其配置管應為耐酸材料，如增強聚丙烯。鹼減量廢水預處理前後水質分析結果對比表如表1所示。
表1鹼減量廢水預處理前後水質分析結果對比
實施例二某化纖織物印染公司主要從事化纖織物的印染加工，年加工能力1.2億米，共有間歇式鹼減量機12臺，連續式鹼減量機1臺，日排放高濃度鹼減量廢水約1000m3。反應槽容積25m3×4臺，配60m2聚丙烯板框式壓濾機2臺，儲存槽為混凝土高位池400m3(利用原廢水池)，日處理鹼減量廢水的能力為1000m3。採用本發明的化纖印染鹼減量廢水資源化預處理工藝流程(如圖1所示)，用30％硫酸調節廢水的pH值至2.5～5.0，(如果pH值＞5.0則析出不完全)，絮凝劑加入量為使其在廢水中的濃度為3～50ppm，保持攪拌15～45min。鹼減量廢水預處理前後水質分析結果對比如表2所示。
表2鹼減量廢水預處理前後水質分析結果對比
經預處理後廢水呈酸性，清澈透明，與該印染公司其他鹼性廢液混合後進入汙水處理廠。
實施例三某從事化纖、棉布印染加工集團公司，現有間歇式鹼減量機40臺，連續鹼減量機1臺，日排放鹼減量廢水1500～2000噸。處理裝置設500m3儲存槽一隻，25m3反應槽6隻，板框式壓濾機2臺，日處理能力1500t/d。採用本發明所述的工藝流程(如圖1所示)。用25％硫酸調節廢水pH值為2.5～5，絮凝劑加入量為3～50ppm，保持攪拌15～45min。鹼減量廢水預處理前後水質分析結果對比如表3所示。
表3鹼減量廢水預處理前後水質分析結果對比
權利要求
1.一種化纖印染鹼減量廢水資源化預處理方法，其特徵在於先用酸調節廢水的pH值至2.5～5.0，再向廢水中加入絮凝劑，經充分混合後進行固液分離。
2.根據權利要求1所述的一種化纖印染鹼減量廢水資源化預處理方法，其特徵在於所述固液分離後的固體物質用清水進行漂洗。
3.根據權利要求1或2所述的一種化纖印染鹼減量廢水資源化預處理方法，其特徵在於所述的酸為硫酸、鹽酸、硝酸或磷酸。
4.根據權利要求1或2所述的一種化纖印染鹼減量廢水資源化預處理方法，其特徵在於所述的絮凝劑為陽離子型聚丙烯醯胺，其在廢水中的濃度為3～50ppm。
5.根據權利要求2所述的一種化纖印染鹼減量廢水資源化預處理方法，其特徵在於所述的清水與所述的固體物質的體積比為0.5～10倍。
全文摘要
本發明涉及一種化纖印染鹼減量廢水資源化預處理方法，先用酸調節廢水的pH值至2.5～5.0，再向廢水中加入絮凝劑，經充分混合後進行固液分離，從而將廢水中75～90％CODcr汙染物質去除，提高了廢水可生化性，大大降低了汙染物的濃度和鹼度，大幅減輕了末端廢水處理的負荷，實現廢水最終的穩定達標排放，自廢水分離出的固體有機物還可用於資源化回收。本發明設計合理，工藝路線簡潔穩定，工藝設施佔地面積小，投資少，廢水處理成本低。
文檔編號C02F9/02GK1590321SQ0315080
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月2日 優先權日2003年9月2日
發明者陳柏校 申請人:杭州國泰環保科技有限公司