一種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性劑的方法

2023-06-13 22:45:11 3

一種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性劑的方法
【專利摘要】本發明公開了一種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性劑的方法，本發明的方法包括如下步驟：(1)將上述含有離子型表面活性劑的低濃度含有有機廢水進行軟化預處理至鈣含量≤20mg/L，濁度≤3NTU，得預處理水；(2)將上述預處理水通過反滲透膜循環濃縮得反滲透濃水和反滲透產水，其中反滲透濃水中有機物的形貌為高分子球狀、棒狀、層狀或不規則狀的締合膠束，所得反滲透產水可外排或返回生產過程；(3)將上述濃縮水通過納濾膜進行二次濃縮與脫鹽得納濾濃水和納濾產水，所得納濾濃水即為直接回用的離子型表面活性劑，所得納濾產水可外排或返回生產過程。本發明的方法的分離效果高效、穩定、顯著。
【專利說明】-種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性 劑的方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於工業有機廢水處理領域，具體涉及一種處理低濃度含鹽有機廢水並回 收其中離子型表面活性劑的方法。

【背景技術】
[0002] 吸附材料膨潤±經深加工後能夠獲得高附加值的產品，其加工過程中產生W含離 子型表面活性劑為主的有機廢水，同時廢水中還含有一定量的無機鹽。現有技術中主要採 用"氣浮+水解酸化+生物吸附氧化"的聯合生化法對該廢水進行處理，但該方法的出水水 質不穩定、水力停留時間長、汙泥需要定時清理且操作管理不便。而採用常規化學氧化法或 者物理吸附法處理成本較高。W上多種方式都不能回收廢水中的有機物，無法實現對其的 循環利用，造成有價生產物料的流失。
[0003] 採用單膜反滲透或者單膜納濾工藝處理，前者只能實現生產廢水中有機活性劑與 無機鹽的無差別濃縮富集，無法實現兩者的分離；同時，由於原水中有機物濃度較低，僅W 單分子的形式存在，納濾膜的靜電與物理篩分對其僅能夠實現50%左右的截留率。另外，在 膜材料的選型上，使用傳統帶負電荷的濾膜處理類表面活性劑廢水，滲透通量下降明顯，甚 至導致對膜元件的不可逆汙染。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的在於克服現有技術缺陷，提供一種處理低濃度含鹽有機廢水並回收 其中離子型表面活性劑的方法。
[0005] 本發明的技術方案如下：
[0006] -種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性劑的方法，包括如下步 驟：
[0007] (1)將上述含有水溶性離子型表面活性劑的低濃度有機廢水進行軟化預處理至巧 鹽脫除率> 95%，巧含量《20mg/l，濁度《3NTU，得預處理水，上述低濃度有機廢水的電 導率為1000?5000 y s/cm，其中的巧離子主要W硫酸巧和氯化巧的形式存在；上述離子 型表面活性劑的單分子量為200?800道爾頓，其在所述低濃度有機廢水中的濃度範圍為 0. 005 ?0. 1%，對應的 COD 範圍為 100 ?2000mg/L ;
[0008] (2)在上述預處理水中投加鹽酸調節抑至6. 5?6. 8,並加入2?5ppm的邸TA 作為阻垢劑後通過過濾精度為1?5 y m的保安過濾器過濾，然後再通過反滲透膜循環濃縮 得反滲透濃水和反滲透產水，其中反滲透濃水中有機物的的形貌為高分子球狀、棒狀、層狀 或不規則狀的締合膠束，所得反滲透產水可外排或返回生產過程；所述反滲透膜為精密反 滲透膜，其材質為改性有機高分子，抗陰、陽離子型有機物汙染、電中性並親水，其操作壓力 為10?30bar，濃縮倍數為5?30倍，該反滲透膜採用一段一級回流循環過濾的運行方式， 其膜芯排列方式為H支模殼並聯排列，且每支膜殼中四支膜芯串聯排列；
[0009] (3)將上述濃縮水通過納濾膜進行二次濃縮與脫鹽得納濾濃水和納濾產水，所得 納濾濃水即為直接回用的離子型表面活性劑，所得納濾產水可外排或返回生產過程；上述 納濾膜的平均截留分子量為100?2000道爾頓，其材質為改性有機高分子，抗陰、陽離子型 有機物汙染並親水，其對有機物的截留率為50?98%，一價離子的透過率> 90%，二價離 子的透過率為5?40%，其操作壓力為5?25bar，濃縮倍數為2?25倍，該納濾膜採用一 段一級回流循環過濾的運行方式，其膜芯排列方式為H支模殼並聯排列，且每支膜殼中四 支膜芯串聯排列。
[0010] 在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟（2)中所用的反滲透膜的膜芯為4040 膜芯，膜芯總面積為91. 2m2。
[0011] 在本發明的一個優選實施方案中，所述反滲透膜的操作壓力為18?20bar，濃縮 倍數為8?15倍。
[0012] 在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟（3)中所用的納濾膜的膜芯為2540膜 芯，膜芯總面積為33. 6m2。
[0013] 在本發明的一個優選實施方案中，所述納濾膜的操作壓力為5?20bar，濃縮倍數 為3?20倍。
[0014] 本發明的有益效果是：
[0015] 1、本發明的方法結合反滲透和納濾分離的優點，實現對廢水中離子型表面活性劑 的二次濃縮與脫鹽，其可直接回用於生產工藝中，減少了浪費，避免了環境汙染；
[0016] 2、本發明的方法的分離效果高效、穩定、顯著，使用反滲透膜分離做為納濾膜的預 濃縮，納濾膜對離子型表面活性劑的截留率可達到90% W上，膜透析液可直接回用或者達 標排放；
[0017] 3、本方明的方法快速、操作管理簡單且設備佔地面積小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明的工藝流程示意圖。
[0019] 圖2為本發明【具體實施方式】中反滲透膜組件電導率連鎖自控系統示意圖；
[0020] 圖3本發明【具體實施方式】中反滲透膜濃縮倍數與CTAB回收率之間的關係示意圖。

【具體實施方式】
[0021] W下通過【具體實施方式】對本發明的技術方案進行進一步的說明和描述。
[0022] 本發明的工藝流程示意圖如圖1所示。
[0023] 吸附材料膨潤±在加工過程中產生低濃度含鹽有機物廢水，其中無機鹽主要W 化Cl為主，佔總鹽度的90% W上。有機物主要成分為離子型表面活性劑（本具體實施案例 W十六焼基H甲基漠化饋CTAB為例，，CTAB在上述廢水中的濃度範圍為0. 005?0. 1 %，對 應的COD範圍為100?2000mg/L)。該離子型表面活性劑在濃度與無機鹽體系的影響下，在 水溶液中具有形成球狀或者棒狀膠束的物化特性。廢水處理量為4mVh，總處理量為30mV d。
[0024] 1、水質調節單元；生產廢水來源包括生產過程中的工藝廢水和後期加工的洗塗廢 水，前者有機物與鹽含量遠高於後者，後者水量遠多於前者，同時廢水的產生具有間歇性， 前端設一調節池可調勻水質水量，有利於後續工藝單元處理的穩定與連續。原水池體積 40m3。
[0025] 2、純鹼軟化水質單元；根據後續雙膜法濃縮分離的倍數與廢水抑值確定巧鹽的 合理值範圍。原水化"主要W少量硫酸巧（Ksp = 7. 1 X 1(T7)、氯化巧存在，使用計量粟投加 一定濃度的碳酸軸溶液攬拌可生成Ksp = 2. 9 X ICT9的化C〇3沉澱。在反應時間=30min， 沉澱HRT為1.化的條件下，巧鹽脫除率> 95 %，軟化處理後巧離子含量《20mg/L。上清液 再經纖維束過濾器處理後粟入反滲透進水池，其中纖維束過濾器過濾精度為20 y m，處理量 為4mVh，該上清液的濁度《3NTU。
[0026] 3、反滲透（RO)處理單元；反滲透膜組件使用4040膜芯（本領域普通技術人員 可知其他具備下述條件的精密反滲透膜亦可達到相同的技術效果：材質為改性有機高分 子，抗陰、陽離子型有機物汙染、電中性並親水），膜芯總面積為91. 2m2,採用一段一級回流 循環過濾的運行方式，膜芯排列方式為4X3(4芯串聯，3支膜殼）。通過計量粟投加一定 濃度的鹽酸調節廢水PH值為6. 5?6. 8,同時添加2?5ppm的邸TA作為阻垢劑，由離也 粟輸送至保安過濾器進行預過濾，其中過濾器濾芯為PP材質，過濾精度為1?5 y m(優選 5 U m)。預過濾出水再由增壓粟輸送至反滲透組件，膜分離操作壓力為10?30bar (優選 18?20bar)，在濃縮8倍（濃縮倍數可根據需要在5?30倍之間調節，優選8?15倍）的 條件下對有機物的回收率> 95%。反滲透膜為精密反滲透膜，對總鹽度的截留率> 99%。 如圖2所示，當反滲透膜2的進水中有機物與鹽濃度過低時，在線電導率儀監控系統5在 濃水側連續測定電導率14000 y S ? cnT 1超過2min時，回流管路電動閥3自動關閉或者處於常閉狀態，反滲透濃 縮液進入納濾膜進水池，期間通過電導率數值發生電信號反饋對電動閥開關的連鎖控制， 將反滲透濃縮液的電導率穩定在12000?14000 y S ?cnTi之間，此時有機物在濃縮液中維 持一定的濃度，且其濃度穩定維持在第一臨界膠束濃度與第二臨界膠束濃度之間，膠束形 態為球狀，有機物分子聚集數範圍為40?60,締合膠束平均分子量為16000左右。
[0027] 4、納濾（NF)處理單元：納濾膜組件使用2540膜芯（本領域普通技術人員可知 其他具備下述條件的納濾膜亦可達到相同的技術效果；平均截留分子量為100?2000道 爾頓，其材質為改性有機高分子，抗陰、陽離子型有機物汙染並親水，其對有機物的截留率 為50?98%，一價離子的透過率> 90%，二價離子的透過率為5?40%。），膜芯總面積 為33. 6m2,採用一段一級回流循環過濾的運行方式，膜芯排列方式為4X3(4芯串聯，3支膜 殼）。使用分離分子量範圍為100?2000的納濾膜對反滲透濃縮液做進一步濃縮，同時在 納濾膜產水側實現一價鹽與部分二價鹽的脫除。納濾分離操作壓力為5?25bar (優選5? 2化ar)，在濃縮3倍（濃縮倍數可根據需要在2?25倍之間調節，優選3?20倍）的條件 下對有機物的回收率> 80 %，脫鹽率> 60%。
[002引表1 CTAB在不同濃度氯化軸溶液體系中的臨界膠束濃度
[0029]

【權利要求】
1. 一種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性劑的方法，其特徵在於： 包括如下步驟： (1) 將上述含有水溶性離子型表面活性劑的低濃度有機廢水進行軟化預處理至鈣鹽脫 除率彡95%，鈣含量彡20mg/L，濁度彡3NTU，得預處理水，上述低濃度有機廢水的電導率為 1000?5000ii s/cm，其中的鈣離子主要以硫酸鈣和氯化鈣的形式存在；上述離子型表面活 性劑的單分子量為200?800道爾頓，其在所述低濃度有機廢水中的濃度範圍為0. 005? 0? 1%，對應的COD範圍為100?2000mg/L ; (2) 在上述預處理水中投加鹽酸調節pH至6. 5?6. 8,並加入2?5ppm的EDTA作為阻 垢劑後通過過濾精度為1?5 y m的保安過濾器過濾，然後再通過反滲透膜循環濃縮得反滲 透濃水和反滲透產水，其中反滲透濃水中有機物的的形貌為高分子球狀、棒狀、層狀或不規 則狀的締合膠束，所得反滲透產水可外排或返回生產過程；所述反滲透膜為精密反滲透膜， 其材質為改性有機高分子，抗陰、陽離子型有機物汙染、電中性並親水，其操作壓力為10? 30bar，濃縮倍數為5?30倍，該反滲透膜採用一段一級回流循環過濾的運行方式，其膜芯 排列方式為三支模殼並聯排列，且每支膜殼中四支膜芯串聯排列； (3) 將上述濃縮水通過納濾膜進行二次濃縮與脫鹽得納濾濃水和納濾產水，所得納濾 濃水即為直接回用的離子型表面活性劑，所得納濾產水可外排或返回生產過程；上述納濾 膜的平均截留分子量為100?2000道爾頓，其材質為改性有機高分子，抗陰、陽離子型有機 物汙染並親水，其對有機物的截留率為50?98%，一價離子的透過率> 90%，二價離子的 透過率為5?40%，其操作壓力為5?25bar，濃縮倍數為2?25倍，該納濾膜採用一段一 級回流循環過濾的運行方式，其膜芯排列方式為三支模殼並聯排列，且每支膜殼中四支膜 芯串聯排列。
2. 如權利要求1所述的一種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性劑 的方法，其特徵在於：所述步驟（2)中所用的反滲透膜的膜芯為4040膜芯，膜芯總面積為 91. 2m2。
3. 如權利要求2所述的一種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性劑 的方法，其特徵在於：所述反滲透膜的操作壓力為18?20bar，濃縮倍數為8?15倍。
4. 如權利要求1所述的一種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性 劑的方法，其特徵在於：所述步驟（3)中所用的納濾膜的膜芯為2540膜芯，膜芯總面積為 33. 6m2。
5. 如權利要求4所述的一種處理低濃度含鹽有機廢水並回收其中離子型表面活性劑 的方法，其特徵在於：所述納濾膜的操作壓力為5?20bar，濃縮倍數為3?20倍。
【文檔編號】C02F9/04GK104341062SQ201410313607
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月2日 優先權日:2013年8月2日
【發明者】陳啟斌, 黃懷國, 張卿, 葉志勇, 季常青, 馬龍 申請人:廈門紫金礦冶技術有限公司