一種染料鹽析廢水的處理方法及處理系統的製作方法
2023-10-04 20:43:59
一種染料鹽析廢水的處理方法及處理系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種染料鹽析廢水的處理方法和處理系統，其處理前段採用沉澱和超濾預處理去除鹽析廢水中的懸浮固體和膠體雜質，其處理後段通過多段脫鹽系統DSS濃縮廢水中的有效染料成分，最終產生的濃縮液可作為染料產品回收利用，而產生的含鹽廢水則經催化氧化後達標排放。本發明採用多段脫鹽濃縮方式逐級提高鹽析廢水中的染料濃度最終達到有效物質回收並產生經濟效益；並通過多次等量投加自來水方式代替傳統的一次大量投加，減少總用水量；而且濃縮後產生的含鹽廢水通過系統內部設置的深度處理系統處理後可滿足排放要求，不會產生二次汙染。
【專利說明】一種染料鹽析廢水的處理方法及處理系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業廢水處理【技術領域】，特別涉及一種染料鹽析廢水的處理方法及處
理系統。
【背景技術】
[0002]鹽析一般是指溶液中加入無機鹽類而使某種物質溶解度降低而析出的過程。在活性染料生產過程中，鹽析是從溶液中提取出染料的一道關鍵的工藝，採用鹽析工藝提取染料成本較低，但是，所產生的鹽析廢水鹽度高達20%-25%，染料成分約2%，COD為30000-60000mg/L,處理難度極大。
[0003]對鹽析廢水進行處理的現有工藝有以下幾種:
a、鹽析廢水與低鹽度、低COD廢水混合採用生化處理。一般來說，鹽析廢水所佔染料生產廢水水量較低，採用此方法較為簡便。但是，此類工藝缺點是:由於鹽析廢水含鹽量高達20%~25%，而生化處理要求廢水鹽度不得超過1.5%，因此需要採用大量水稀釋的方式降低鹽度，此外由於染料廢水的B0D/C0D較低，可生化性很差，而且高濃度、高鹽度廢水進入生化系統會對微生物造成衝擊，影響處理效果，使得系統存在於超標風險；
b、蒸乾處理。此類工藝的缺點是:能耗大；廢水中鹽含量高，腐蝕性強，對蒸發設備要求極高；另外，每蒸乾一噸廢水產生200kg以上的固體廢物，且產生的固體廢物為危險廢物，處置費用較高；
C、採用膜分離濃縮設備例如納濾膜組件濃縮。此類工藝的缺點是:水消耗量大，投資費用高，且染料回收率較低，出水難以達標排放。
【發明內容】
[0004]本發明的目的提供一種染料鹽析廢水的處理方法及處理系統，實現染料鹽析廢水的資源化，取代現有的高能耗、低效率的末端處理工藝。
[0005]本發明的技術方案如下:
一種染料鹽析廢水的處理方法，主要包括以下步驟:
將分離去除懸浮固體和膠體雜質後的鹽析廢水依次進行多段逐級脫鹽濃縮處理，每段脫鹽濃縮處理程序包括:將鹽析廢水與水進行混合，然後經由選擇透過性的脫鹽膜濃縮處理，選擇透過性的脫鹽膜的截留分子量小於染料分子量且大於鹽析廢水中鹽的分子量，經每段脫鹽濃縮處理後形成的含鹽廢水經過氧化處理達標後排放，經每段脫鹽濃縮處理後形成的含有染料的鹽析廢水濃縮液與水混合後進入下一脫鹽濃縮處理程序，直至產出的含有染料的鹽析廢水濃縮液滿足染料產品標準。
[0006]以上方法在用於工業應用時，通常在多段逐級脫鹽濃縮處理程序之前具有分離去除鹽析廢水中懸浮固體和膠體雜質的預處理程序，常用方法為通過沉澱和超濾。
[0007]一種染料鹽析廢水的處理系統，主要包括:
多段脫鹽系統，用於對鹽析廢水進行多段逐級脫鹽濃縮處理，其主要包括多級串聯的脫鹽系統DSS(Discharging Salt System),所述每個脫鹽系統DSS均設有選擇透過性的脫鹽膜、排出脫鹽濃縮處理後的含鹽廢水的廢液排出口，以及排出脫鹽濃縮後的含有染料的鹽析廢水濃縮液的濃縮液排出口，其中，所述選擇透過性的脫鹽膜的截留分子量小於染料分子量且大於鹽析廢水中鹽的分子量。
[0008]在本發明的優選實施方式中，上述染料鹽析廢水的處理系統還包括深度處理系統，用於對所有脫鹽系統DSS中排出的含鹽廢水進行氧化處理。
[0009]以外，本發明的染料鹽析廢水的處理系統在應用於工業領域時，通常還設有用於對鹽析廢水中的懸浮固體和膠體雜質進行分離去除的預處理系統如沉澱池和超濾裝置，以及用於儲存所述最後一段脫鹽系統DSS脫鹽濃縮後排出的滿足染料產品標準的含有染料的濃縮液的濃縮液儲存裝置。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果如下:
第一.本發明採用回收廢水中的有效成分的方式代替常規的末端處理技術，克服了常規技術中高能耗、高耗水量、低效率的缺陷；
第二.本發明採用多段脫鹽濃縮方式逐級提高鹽析廢水中的染料濃度最終達到有效物質回收效果並產生 經濟效益，鹽析廢水經過本發明的系統和方法脫鹽濃縮處理後，得到的廢水中能回收利用的染料濃度提高四倍，鹽含量降至原水的1/10至1/20，將該些廢水經過進一步噴霧乾燥處理後可作為產品回收利用；
第三.本發明通過多次等量投加水的方式代替傳統的一次大量投加，減少總用水量；第四.本發明濃縮後產生的含鹽廢水通過系統內部設備處理後可滿足排放要求，並且對處理過程中產生的所有形式的廢棄物(固體、液體、廢氣)都妥善處置，避免因處理不當造成的二次汙染問題。
[0011]當然，實施本發明的任一產品並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明一實施例的鹽析廢水處理系統及處理流程示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本發明提供一種染料鹽析廢水的處理方法和處理系統，其處理前段優選採用沉澱和超濾預處理去除鹽析廢水中的懸浮固體和膠體雜質，其處理後段通過多段脫鹽系統DSS濃縮廢水中的有效染料成分，最終產生的濃縮液可作為染料產品回收利用，而產生的含鹽廢水則經催化氧化後達標排放。其中，處理前端的預處理過程可以設於多段脫鹽濃縮過程之前，在同一工序周期中進行，或者預先在其他工序中進行。
[0014]其中，本發明的染料鹽析廢水處理方法主要包括以下步驟:
將分離去除懸浮固體和膠體雜質後的鹽析廢水依次進行多段逐級脫鹽濃縮處理，每段脫鹽濃縮處理程序包括:將鹽析廢水與水進行混合，然後經由選擇透過性的脫鹽膜濃縮處理，選擇透過性的脫鹽膜的截留分子量小於染料分子量且大於鹽析廢水中鹽的分子量，經每段脫鹽濃縮處理後形成的含鹽廢水經過氧化處理達標後排放，經每段脫鹽濃縮處理後形成的含有染料的鹽析廢水濃縮液與水混合後進入下一脫鹽濃縮處理程序，直至產出的含有染料的鹽析廢水濃縮液滿足染料產品標準。本發明採用多段脫鹽濃縮方式逐級提高鹽析廢水中的染料濃度最終達到有效物質回收效果並產生經濟效益，鹽析廢水經過本發明的上述處理方法脫鹽濃縮處理後，得到的廢水中能回收利用的染料濃度大幅提高，鹽含量顯著降低，例如可降至原水的1/10至1/20，將得到的染料濃度大幅提高的廢水經過進一步噴霧乾燥處理後可作為產品回收利用。通過脫鹽濃縮處理程序中選擇脫鹽膜的截留分子量小於染料分子量且大於鹽析廢水中鹽的分子量，使其能夠截留鹽析廢水中的染料分子，同時排出鹽析廢水中的氯化鈉。經每段脫鹽濃縮處理後形成的含鹽廢水的氧化處理方法例如但不限於為催化氧化處理。
[0015]在本發明的上述處理方法中，多段逐級脫鹽濃縮處理的段數不進行具體限定，本領域技術人員可以根據實際情況進行選擇，通常多段逐級脫鹽濃縮處理程序所需的段數以廢水原水水質及最終產物可作為產品回收的濃度為依據進行選取。每段脫鹽濃縮處理的脫鹽濃縮過程可在脫鹽系統DSS中進行。
[0016]在本發明的一實施方式中，每段脫鹽處理程序中，鹽析廢水或處理後所排出的含有染料的鹽析廢水濃縮液與水的混合比例優選為等量混合。這是發明人經過理論分析和多次試驗後的結論，因此一般情況下選擇稀釋水量與染料廢水量相同，如果稀釋水量太多，會造成水資源浪費，並且造成所需系統規模過大，如果稀釋水量過小，會有染料析出的風險。與鹽析廢水或所述含有染料的鹽析廢水濃縮液混合的水可使用自來水或與自來水具有等同效果的其它水，通常工業生產中優選使用自來水。[0017]本發明的上述處理方法中，優選通過「選擇透過性的脫鹽膜」參數的選擇控制每一段脫鹽濃縮處理程序後，可產生約60%的含鹽廢水及約40%的含有染料的濃縮液，濃縮效率較高。一般來說這一濃縮效果現有的DSS系統就能達到，但對於不同類型的廢水，需要對現有DSS系統中的「選擇透過性的脫鹽膜」參數加以調整以保證達到預期處理效果。
[0018]在通常的處理方法中，在多段脫鹽濃縮處理步驟之前設有預處理步驟，用於分離去除鹽析廢水中懸浮固體和膠體雜質，預處理方法可以選擇沉澱和超濾。
[0019]本發明還提供一種可用於上述處理方法的染料鹽析廢水處理系統，該處理系統主要包括:
多段脫鹽系統，用於對鹽析廢水進行多段逐級脫鹽濃縮處理，其主要包括多級串聯的脫鹽系統DSS，所述每個脫鹽系統DSS均設有選擇透過性的脫鹽膜、排出脫鹽濃縮處理後的含鹽廢水的廢液排出口，以及排出脫鹽濃縮後的含有染料的鹽析廢水濃縮液的濃縮液排出口，其中，所述選擇透過性的脫鹽膜的截留分子量小於染料分子量且大於鹽析廢水中鹽的分子量。
[0020]在本發明的優選實施方式中，染料鹽析廢水處理系統還包括深度處理系統，用於對脫鹽系統DSS中排出的含鹽廢水進行氧化處理。
[0021]以上處理系統在應用於工業領域時，通常還設有用於對鹽析廢水中的懸浮固體和膠體雜質進行分離去除的預處理系統如沉澱池和超濾裝置(例如但不限於管式超濾)，以及用於儲存所述最後一段脫鹽系統DSS脫鹽濃縮後排出的滿足染料產品標準的含有染料的濃縮液的濃縮液儲存裝置。具體地，濃縮液儲存裝置可以採用儲液池或儲液罐等常用儲液設備。
[0022]本發明提供的上述染料鹽析廢水處理方法和處理系統能夠截留絕大部分染料分子，同時對鹽類物質無截留作用，通過多段式脫鹽濃縮逐步降低含鹽量，並隨著鹽含量逐段降低和廢水體積逐漸減小，染料的溶解度和濃度也逐段升高，因此最終所得染料廢水體積遠小於原廢水體積，僅為其幾分之一或以下，同時染料濃度提高几倍以上，可以產生較好的經濟效益。本發明的處理方法及系統用於回收鹽析廢水中的有效染料成分，將鹽排放，在本發明的一些實施例中，經過本發明的上述處理系統處理後，染料濃度提高至8%，含鹽量降至
1.5%以下，符合染料回收利用的要求。
[0023]下方結合具體實施例對本發明做進一步的描述。
[0024]實施例1
請參見圖1，其示出了本實施例的染料鹽析廢水處理系統的【具體實施方式】。該處理系統主要包括:
(1)預處理系統，其主要包括沉澱池和管式超濾裝置，用於對鹽析廢水中的懸浮固體和膠體雜質進行分離去除，避免對後續系統處理產生影響；其鹽析廢水處理流程為:鹽析廢水首先經過沉澱池進行沉澱主要去除膠體雜質，之後進入管式超濾去除懸浮固體。其中，沉澱池中沉澱的底部沉澱物經濃縮桶處理後進入板框壓濾機處理，得到的濾餅可以回收利用，上清液則回流至沉澱池中；在此處，為了舉例說明該處理過程中各步驟所得含鹽廢水和鹽析廢水濃縮液的量，設定進入的鹽析廢水的量，如為IVm3 ；
(2)多段脫鹽系統DSS，其包括多級串聯的脫鹽系統DSS，每個脫鹽系統DSS均設有選擇透過性的脫鹽膜、排出脫鹽濃縮處理後的含鹽廢水的廢液排出口，以及排出脫鹽濃縮後的含有染料的濃縮液的濃縮液排出口，其中，上述選擇透過性的脫鹽膜的截留分子量小於染料分子量且大於鹽析廢水中鹽的分子量；該多段脫鹽系統DSS的處理流程為:經管式超濾裝置超濾後的鹽析廢水在與等量的自來水(IVm3)混合後進入I段DSS，由於DSS內的選擇透過性的脫鹽膜所具有的選擇透過性，約60%的含鹽廢水(1.2 Vm3)通過I段DSS後排出，而剩餘40%含有染料的濃縮液(0.8 Vm3)再與等量的自來水(0.8 Vm3)混合後進入2段DSS,並經過2段DSS的選擇透過性的脫鹽膜的處理後，約60%的含鹽廢水(0.96Vm3)通過2段DSS後排出，而剩餘40%含有染料的濃縮液(0.64 Vm3)再與等量的自來水(0.64 Vm3)混合後進入下一段DSS，以此類推直至產出的含有染料的濃縮液可滿足染料產品標準，經本實施例的N段(如6段)DSS系統處理後，得到0.25 Vm3含有染料的濃縮液，最終所得染料廢水濃縮液體積為原廢水體積的1/4，因此廢水中能回收利用的染料濃度提高四倍；鹽析廢水經過本實施例的處理系統和處理方法脫鹽濃縮處理後，得到的廢水中能回收利用的染料濃度提高四倍，鹽含量降至原水的1/10至1/20 ；
(3)深度處理系統，其主要包括催化氧化裝置，用於通過催化氧化方法處理多段脫鹽系統DSS每一級排出的含鹽廢水，達標排放，不會造成二次汙染；具體地，可將每一級DSS的含鹽廢水收集到一起之後，統一在深度處理系統中進行處理；
(4)濃縮液儲池，用於儲存所述最後一級脫鹽系統DSS濃縮後排出的滿足染料產品標準的含有染料的濃縮液。該含有染料的濃縮液經過進一步噴霧乾燥處理後可作為產品回收利用。
[0025] 本實施例提供的上述染料鹽析廢水處理方法和處理系統能夠截留絕大部分染料分子，同時對鹽類物質無截留作用，通過多段式脫鹽濃縮逐步降低含鹽量，並隨著鹽含量逐段降低，染料的溶解度也逐段升高，因此最終所得染料廢水體積為原廢水體積的1/4以下，同時染料濃度提高4倍以上，可以產生較好的經濟效益。[0026]本發明及上述實施例中提供的染料鹽析廢水處理系統及處理方法，採用多段濃縮方式逐級提高鹽析廢水中的染料濃度最終達到有效物質回收並產生經濟效益；並通過多次等量投加自來水方式代替傳統的一次大量投加，減少總用水量；而且濃縮後產生的含鹽廢水通過系統內部設置的深度處理系統處理後可滿足排放要求，不會產生二次汙染。
[0027]以上公開的本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬【技術領域】技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全 部範圍和等效物的限制。
【權利要求】
1.一種染料鹽析廢水的處理方法，其特徵在於，主要包括以下步驟: 將分離去除懸浮固體和膠體雜質後的鹽析廢水依次進行多段逐級脫鹽濃縮處理，每段脫鹽濃縮處理程序包括:將鹽析廢水與水進行混合，然後經由選擇透過性的脫鹽膜濃縮處理，選擇透過性的脫鹽膜的截留分子量小於染料分子量且大於鹽析廢水中鹽的分子量，經每段脫鹽濃縮處理後形成的含鹽廢水經過氧化處理達標後排放，經每段脫鹽濃縮處理後形成的含有染料的鹽析廢水濃縮液與水混合後進入下一脫鹽濃縮處理程序，直至產出的含有染料的鹽析廢水濃縮液滿足染料產品標準。
2.如權利要求1所述的染料鹽析廢水的處理方法，其特徵在於，所述多段逐級脫鹽濃縮處理程序所需的段數以廢水原水水質及最終產物可作為產品回收的濃度為依據進行選取。
3.如權利要求1或2所述的染料鹽析廢水的處理方法，其特徵在於，每段脫鹽處理程序中，鹽析廢水或處理後所排出的含有染料的鹽析廢水濃縮液與水進行等量混合，然後經由選擇透過性的脫鹽膜脫鹽濃縮處理。
4.如權利要求1所述的染料鹽析廢水的處理方法，其特徵在於，在多段逐級脫鹽濃縮處理之前具有通過沉澱和超濾方法進行分離去除鹽析廢水中懸浮固體和膠體雜質的步驟。
5.如權利要求1所述的染料鹽析廢水的處理方法，其特徵在於，所述含鹽廢水的氧化處理方法為催化氧化。
6.一種染料鹽析廢水的處理系統，其特徵在於，主要包括: 多段脫鹽系統，用於對鹽析廢水進行多段逐級脫鹽濃縮處理，其主要包括多級串聯的脫鹽系統DSS，所述每個脫鹽系統DSS均設有選擇透過性的脫鹽膜、排出脫鹽濃縮處理後的含鹽廢水的廢液排出口，以及排出脫鹽濃縮後的含有染料的鹽析廢水濃縮液的濃縮液排出口，其中，所述選擇透過性的脫鹽膜的截留分子量小於染料分子量且大於鹽析廢水中鹽的分子量。
7.如權利要求6所述的染料鹽析廢水的處理系統，其特徵在於，還包括深度處理系統，用於對所述脫鹽系統DSS中排出的含鹽廢水進行氧化處理。
8.如權利要求6或7所述的染料鹽析廢水的處理系統，其特徵在於，還包括預處理系統，用於對鹽析廢水中的懸浮固體和膠體雜質進行分離去除。
9.如權利要求8所述的染料鹽析廢水的處理系統，其特徵在於，所述預處理系統主要包括沉澱池和超濾裝置。
10.如權利要求6或7或9所述的染料鹽析廢水的處理系統，其特徵在於，還包括濃縮液儲存裝置，用於儲存所述最後一段脫鹽系統DSS脫鹽濃縮後排出的滿足染料產品標準的含有染料的濃縮液。
【文檔編號】C02F9/04GK103910448SQ201410110359
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】張東曙, 甘寶鵬, 邱立俊 申請人:上海世淵環保科技有限公司