CN110054313A - 一种粘胶纤维酸性废水预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粘胶纤维酸性废水脱色预处理方法，包括：(1)吹脱处理步骤：将粘胶纤维酸性废水集中收集至原水池，随后导入吹脱池内使用吹脱气进行吹脱处理，将溶解在废水中的酸性气体带出；(2)脱色处理步骤：在吹脱处理后，废水经脱色剂脱色处理，所用脱色剂可为吸附剂或氧化剂等，经过脱色处理原废水中橙黄色物质被去除；(3)分级过滤步骤：脱色处理后，再经过精密过滤器去除液体中细小颗粒悬浮物。经过以上预处理后废水的水质得到了很大的改善，超滤和反渗透的性能及运行周期得到了提升。

Description

一种粘胶纤维酸性废水预处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种粘胶纤维酸性废水预处理方法。

背景技术

粘胶纤维工厂排放的酸性废水主要来自于纺炼车间和酸站，包括冲毛水、纺丝机清洗水、纺丝清洗水、酸站洗涤过滤排水、外排酸浴以及后处理酸洗水；酸性废水含有浓度较高的硫酸和硫酸钠，同时也含有硫酸锌、硫酸铝、二硫化碳、硫化氢、溶解性有机物、悬浮物等；这种废水具有较高的含盐量、COD含量、硫酸含量以及较高的有毒气体含量等特性，导致生化处理难度较大，且处理效果不稳定；与传统的工艺相比，采用膜分离技术可以回收废水中的盐和硫酸，减少资源浪费，并且处理效率高、能耗低。然而，在使用膜分离工艺的过程中，发现膜的运行周期很短，难以满足工程需求；主要是由于废水中可溶性的胶体和大分子物质在膜的表明富集，导致膜通量下降很快，水处理能力也随之下降。因此，经过预处理后的水质直接关系到膜的使用周期和效率。

基于现有技术中，酸性废水难以直接进行膜处理，本发明因此而来。

发明内容

本发明旨在提供一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，脱除酸性废水中带颜色物质和大部分悬浮物，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于所述方法包括：

1.1吹脱处理步骤：将粘胶纤维酸性废水集中收集至原水池，导入到吹脱池内进行吹脱处理，吹脱时间控制在0.5～10小时以上，将溶解在废水中的酸性气体带出；

1.2脱色处理步骤：在吹脱处理后，废水经脱色剂脱色处理，经过脱色处理原废水中橙黄色物质被去除；

1.3分级过滤步骤：脱色后的清液再经过精密过滤器去除液体中细小颗粒悬浮物；过滤后废水的浊度控制在10NTU以下，得到满足超滤入水条件的预处理酸性废水。

优选的技术方案中，所述步骤1.1中吹脱池内通入的吹脱气选自压缩或者非压缩的空气；所述吹脱池顶设置有集气罩，用于收集酸性气体。

优选的技术方案中，所述步骤1.2的脱色处理使用的脱色剂选自吸附剂和/或氧化剂，所述吸附剂选自活性炭、气凝胶、分子筛及蒙脱石中的一种或者多种组合，所述吸附剂颗粒的平均粒径控制在20～200目，且以质量/体积比计算，所述吸附剂的添加量不大于废水总量的0.1％；所述氧化剂选自双氧水。

优选的技术方案中，所述步骤1.2中脱色处理步骤包括在搅拌池内依次加入吸附剂和絮凝剂，充分搅拌混合；加入吸附剂后的搅拌时间控制在5min以上，加入吸附剂和絮凝剂的组合物后搅拌时间控制在1min以上；搅拌后进入澄清池，絮凝后的吸附剂快速沉降至池底的步骤。优选的技术方案中，所述絮凝剂与酸性废水的质量/体积配比不大于20ppm。

优选的技术方案中，所述步骤1.2中脱色处理步骤包括将吹脱处理后的废水通入树脂填料塔充分循环，保证废水在树脂塔中与树脂接触时间在30min以上，收集树脂塔排出的澄清液体的步骤。优选的技术方案中，所述树脂采用大孔树脂。

优选的技术方案中，所述步骤1.2中脱色处理步骤包括在搅拌池内加入双氧水，充分搅拌混合，控制搅拌时间在1h以上的步骤。优选的技术方案中，加入双氧水的量不大于废水总量的2.5％，搅拌时间≥1h。

本发明具体的粘胶纤维酸性废水预处理方法，具体包括以下步骤：

(1)吹脱处理步骤：

将粘胶纤维酸性废水集中收集至原水池，导入到吹脱池内使用吹脱气进行吹脱处理，吹脱时间控制在数小时以上，将溶解在废水中的酸性气体带出；

(2)脱色处理步骤：

在吹脱处理后，废水经脱色剂脱色处理，所用脱色剂可为吸附剂或氧化剂等，本发明中主要脱色剂分别为高效吸附剂或树脂或者双氧水，但不仅限于以上脱色剂，各脱色剂用法如下：

方法1在搅拌池内依次加入高效吸附剂和絮凝剂，充分搅拌混合；加入高效吸附剂后的搅拌时间控制在5min以上，加入吸附剂和絮凝剂的组合物后搅拌时间控制在1min以上；搅拌后进入澄清池，絮凝后的粉状吸附剂快速沉降至池底；

方法2通入树脂填料塔充分循环，保证废水在树脂塔中与树脂接触实时间30min以上；

方法3在搅拌池内加入一定量的双氧水，充分搅拌混合，控制搅拌时间1h以上。

(3)分级过滤步骤：

脱色后的清液先经再经过精密过滤器去除液体中细小颗粒悬浮物；精密过滤器过滤后废水的浊度控制在10NTU以下，得到满足超滤入水条件的预处酸性废水。

优选的技术方案中，所述步骤(1)中吹脱池内通入的气体选自压缩或者非压缩的空气。

所述吹脱池顶设置有集气罩，用于收集酸性气体。

优选的技术方案中，所述步骤(2)方法1中高效吸附剂为活性炭、气凝胶、分子筛及蒙脱石等，选择其中的一种或者多种组合，尽可能选用比表面面积大、容重小的物质作为吸附剂。

优选的技术方案中，所述高效吸附剂的使用形式选自固体粉末状、粉末水溶液或者细颗粒分散液。

优选的技术方案中，所述高效吸附剂颗粒的平均粒径控制在20～200目，且以质量/体积比计算，所述吸附剂的添加量不大于废水总质量的0.1％。

优选的技术方案中，所述步骤(2)方法1中絮凝剂与酸性废水的质量/体积配比为不大于20ppm。

优选的技术方案中，所述步骤(2)方法2中吸附树脂为大孔树脂，大孔树脂网状结构较为舒展，且比表面积较大，可以有效的将水中大分子物质吸附。

优选的技术方案中，所述步骤(2)方法3中双氧水具体使用量需根据实际工况确定，过多会氧化超滤和反渗透膜丝，过少将无法有效的氧化水中造成膜件污染的物质。

优选的技术方案中，所述粘胶纤维酸性废水原水的水温为50～98℃，包括硫酸、硫酸钠、硫酸锌、硫酸铝，COD含量≥500mg/L；所述粘胶纤维酸性废水的原水来自纺练车间和酸站，包括冲毛水、纺丝机清洗水、纺丝清洗水、酸站洗涤过滤排水、外排酸浴以及后处理酸洗水。

本发明提供了一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，属于粘胶纤维生产领域，尤其是粘胶纤维酸性废水的处理领域。该工艺能够去除粘胶纤维废水中带颜色物质、可溶性有机物、胶体和大分子物质，减少后续膜过滤的运行负担，减少膜的反洗周期，提高膜的性能及运行效率。

该预处理方法的特点在于：

本发明的预处理工艺将废水输送至吹脱池中进行吹脱处理，然后经过脱色处理，本发明主要采用脱色剂为高效吸附剂、树脂或双氧水吸附或者氧化水中可溶性胶体和大分子物质，将酸性废水颜色脱除，再经分级过滤，减缓了膜的污染速度，延长了使用周期，提高了膜的性能和处理效率。

“高效吸附剂+絮凝剂”体系可稳定吸附水中污染物，且时间短、效率高，但是吸附后的高效吸附剂再生性能较差；树脂具有再生性能，洗脱后可回用，然而吸附效果低于所述高效吸附剂；使用双氧水脱色效率低，见效时间长，然而工艺简单，成本低。脱色处理步骤为本专利关键步骤，不仅限于以上脱色方法，不同的脱色工艺区别较大，可根据不同工况出水水质的要求以及经济性自行选择。

具体的，本发明一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，包括以下步骤：

(1)吹脱处理步骤：

将粘胶纤维酸性废水集中收集至原水池，随后进入吹脱池。吹脱池中设置多处隔板，尽量减少水流的返混，保证原水吹脱时间达到数小时，将溶解在水中的硫化氢、二硫化碳等物质带出，吹脱池顶设置有集气罩，用于酸性气体的收集；

(2)脱色处理步骤：

方法1：“高效吸附剂+絮凝剂”体系进行沉降处理

“高效吸附剂+絮凝剂”体系包括在搅拌池中加入高效吸附剂和絮凝剂，以及后续的澄清处理。搅拌池中同样设置多处隔板，尽量减少水流的返混，池子上方设置若干搅拌器，保证废水能够在搅拌池中搅拌数小时；在搅拌池适当位置加入适量的高效吸附剂溶液(粉末水溶液、细颗粒水溶液或固体粉碳)，在搅拌池适当位置加入适量的絮凝剂溶液。吸附剂和絮凝剂可同时加入，也可分别加入，加入絮凝剂和高效吸附剂后充分搅拌混合；吸附剂搅拌时间不宜小于5min，高效吸附剂和絮凝剂混合后搅拌时间不宜小于1min。随后进入澄清槽，絮凝后的吸附剂快速沉降至槽底，得到含极少悬浮物的无色或淡黄色清液，降低后续精密过滤器的处理难度。

方法2：树脂吸附处理

由步骤(1)吹脱处理后的废水进入搅拌池，搅拌时间0.5～10h，搅拌处理后进入树脂填料塔，废水在填料塔中充分循环，保证废水在树脂塔中与树脂接触实时间≥30min，废水颜色变为无色或淡黄色清液。树脂可通过洗涤再生，达到循环利用的目的，处理水的树脂用量可由具体工况确定。

方法3：双氧水氧化处理

由步骤(1)吹脱处理后的废水进入搅拌池，加入双氧水量不大于总水量的2.5％，搅拌搅拌时间≥1h，同量的双氧水搅拌时间越长脱色效果越好。双氧水与废水混合搅拌时间越长效果越佳，以充分发挥双氧水的氧化性能，能够达到较好的脱色效果。

(3)分级过滤步骤：

澄清液再经过精密过滤器进一步去除液体中细小颗粒悬浮物，得到预处理后的废水，浊度降至超滤进水的要求；预处理后的废水近似无色、清澈透明，有极少量悬浮物。精密过滤器可选择微孔过滤器、丝束过滤器、袋式过滤器任意一种或多种，滤精度尽可能≤20μm。

所述粘胶纤维酸性废水原水来自纺练车间和酸站，包括冲毛水、纺丝机清洗水、纺丝清洗水、酸站洗涤过滤排水、外排酸浴以及后处理酸洗水。所述粘胶纤维酸性废水原水的水温为50～98℃，主要含有硫酸、硫酸钠、硫酸锌、硫酸铝，COD含量≥500mg/L，但不限于此。

本发明通过吹脱、脱色、过滤，将酸性废水颜色脱除，同时大部分可溶性胶体和大分子物质被去除，超滤和反渗透膜的运行周期和处理效率得到很大的提升。

具体实施方式

本发明的具体实施方式提供了一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其包括如下步骤：

(1)吹脱处理步骤：

将粘胶纤维酸性废水集中收集至原水池，导入到吹脱池内使用吹脱气进行吹脱处理，吹脱时间控制在数小时，将溶解在废水中的酸性气体带出；

(2)脱色处理步骤：

在吹脱处理后，废水经脱色剂脱色处理，所用脱色剂可为吸附剂或氧化剂等，本发明中主要脱色剂为分别为高效吸附剂或树脂或者双氧水，但不仅限于以上脱色剂，各脱色剂用法如下：

方法1：在搅拌池内依次加入高效吸附剂和絮凝剂，充分搅拌混合；加入高效吸附剂后的搅拌时间控制在5min以上，加入高效吸附剂和絮凝剂的组合物后搅拌时间控制在1min以上；搅拌后进入澄清池，絮凝后的吸附剂快速沉降至池底；

方法2：通入树脂填料塔充分循环，保证废水在树脂塔中与树脂接触实时间30min以上；

方法3：在搅拌池内加入一定量的双氧水，充分搅拌混合，控制搅拌时间1h以上。

(3)分级过滤步骤：

脱色后的清液再经过精密过滤器去除液体中细小颗粒悬浮物；精密过滤器过滤后废水的浊度控制在10NTU以下，得到满足超滤入水条件的预处酸性废水。

步骤(1)吹脱池顶部设有废气收集器，可以将吹脱池中产生的硫化氢和二硫化碳收集起来。

步骤(2)方法1搅拌池中设置多处隔板，尽量减少水流的返混，池子上方设置若干搅拌器，保证废水能够在搅拌池中搅拌0.5h以上；在适当的位置加入高效吸附剂，在加入高效吸附剂下游适当的位置加入絮凝剂，此时也可将高效吸附剂和絮凝剂同时加入，可根据实际情况调整。为充分达到吸附剂的吸附效果，尽量保证其在废水中有足够的停留时间。因此，高效吸附剂搅拌时间不宜小于5min，高效吸附剂和絮凝剂混合后搅拌时间不宜小于1min。

方法2吹脱后的废水经过树脂填料塔，填料塔的高度及树脂的量需保证废水能与树脂接触时间≥30min，废水经过树脂塔颜色被脱除。树脂作为吸附材料尽可能选择大孔树脂，树脂吸附饱和后可通过清水洗脱，洗脱后的树脂可再次回用。

方法3吹脱后的废水进入搅拌池，双氧水加入搅拌池中充分搅拌，加入双氧水的量不大于废水总量的2.5％，搅拌时间≥1h，废水的颜色在搅拌的过程中缓慢褪去。

步骤(2)方法1所使用的高效吸附剂尽量选择，比表面大且容重较小的物质，易在水中分散，达到较好的吸附效果。步骤(2)方法1中高效吸附剂的添加量不大于废水量的0.1％，吸附剂宜为粉末状，粉末状吸附剂能够与废水充分接触，能够将吸附剂的吸附效果发挥到最佳。

步骤(2)方法1中絮凝剂的作用是将废水中粉末吸附剂快速沉降，粉状吸附剂若直接通过精密过滤器，将会造成精密过滤器清洗频繁，不利于长期运行。经研究发现，废水中的粉状吸附剂只需加少量的絮凝剂即可达到很好的沉降效果，絮凝剂的添加量不大于20ppm。

步骤(2)方法2中树脂作为吸附材料尽可能选择大孔树脂，大孔树脂对废水中大分子物质有较好的吸附效果，且洗脱容易，再生性能好。

步骤(2)方法3中双氧水氧化脱色需充分搅拌，尽可能与废水完全发生反应，搅拌时间可根据双氧水具体添加量及反应程度延长。

本发明以酸性废水脱色为预处理的主要优化环节，吹脱后橙黄色的废水经过此方法处理后，再经过精密过滤器得到近似无色的液体；废水中大量的胶状物质被去除，后续膜过滤的性能和运行周期得到很大的提升，缩短了膜的清洗周期，提高了膜在粘胶废水处理的适用性。

实施例1

原水的温度为88℃左右，经过换热器的出水温度为45℃左右，进入吹脱池中，废水中溶解的硫化氢和二硫化碳被吹脱气带出；废水经过2h的吹脱处理，浊度由7NTU左右升高至23NTU左右，硫化氢和二硫化碳总量由4～12mg/L降至0.3mg/L以下。

经过2h的吹脱后，废水从溢流口进入搅拌池，搅拌池中加入废水总量0.1％的活性炭，搅拌40min，加入絮凝剂15ppm，继续搅拌5min后进入澄清槽，澄清15min后依次进入过滤精度为0.5μm的精密过滤器；随后依次进入超滤和反渗透，超滤运行168h以上达到反洗要求；反渗透在6MPa的条件下，运行72h膜通量下降10％左右。

实施例2

原水的温度为88℃左右，经过换热器的出水温度为45℃左右，进入吹脱池中，废水中溶解的硫化氢和二硫化碳被吹脱气带出；废水经过2h的吹脱处理，浊度由7NTU左右升高至23NTU左右，硫化氢和二硫化碳总量由4～12mg/L降至0.3mg/L以下。

吹脱后废水以2m³/h左右的量通入2m³的树脂填料塔，树脂填料塔进入过滤精度为0.5μm的精密过滤器，随后进入超滤和反渗透，超滤运行150h以上达到反洗要求；反渗透在6MPa的条件下，运行72h膜通量下降20％左右。

实施例3

原水的温度为88℃左右，经过换热器的出水温度为45℃左右，进入吹脱池中，废水中溶解的硫化氢和二硫化碳被吹脱气带出；废水经过2h的吹脱处理，浊度由7NTU左右升高至23NTU左右，硫化氢和二硫化碳总量由4～12mg/L降至0.3mg/L以下。

废水进入搅拌池，加入废水总量1/50的双氧水，搅拌6h后，在搅拌的过程中废水颜色逐渐褪去；处理后的废水经过过滤精度为0.5μm的精密过滤器，随后进入膜浓缩单元的超滤和反渗透装置。在进入超滤之前废水中检测到双氧水的含量＜0.1％，超滤运行180h以上达到反洗要求；反渗透在6MPa的条件下，运行72h膜通量下降10％左右。

对比例1

原水的温度为88℃左右，经过换热器的出水温度为45℃左右，进入吹脱池中，废水中溶解的硫化氢和二硫化碳被吹脱气带出；废水经过2h的吹脱处理，浊度由7NTU左右升高至23NTU左右，硫化氢和二硫化碳总量由4～12mg/L降至0.3mg/L以下。

吹脱后废水进入过滤精度为0.5μm的精密过滤器，随后进入超滤和反渗透，超滤运行24h左右达到反洗要求；反渗透在6MPa的条件下，运行24h膜通量下降37％左右。

由此可见，此废水经过三种脱色处理后，废水中带颜色物质及大部分可溶性胶体和大分子物质被通过吸附或者氧化去除，超滤和反渗透膜的运行周期和处理效率得到很大的提升。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于所述方法包括：

1.1吹脱处理步骤：将粘胶纤维酸性废水集中收集至原水池，导入到吹脱池内进行吹脱处理，吹脱时间控制在0.5～10h，将溶解在废水中的酸性气体带出；

1.2脱色处理步骤：在吹脱处理后，废水经脱色剂脱色处理，经过脱色处理原废水中橙黄色物质被去除；

1.3分级过滤步骤：脱色后的清液再经过精密过滤器去除液体中细小颗粒悬浮物；过滤后废水的浊度控制在10NTU以下，得到满足超滤入水条件的预处理酸性废水。

2.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于，所述步骤1.1中吹脱池内通入的吹脱气选自压缩或者非压缩的空气；所述吹脱池顶设置有集气罩，用于收集酸性气体。

3.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于，所述步骤1.2的脱色处理使用的脱色剂选自吸附剂和/或氧化剂，所述吸附剂选自活性炭、气凝胶、分子筛及蒙脱石中的一种或者多种组合，所述吸附剂颗粒的平均粒径控制在20～200目，且以质量/体积比计算，所述吸附剂的添加量不大于废水总量的0.1％；所述氧化剂选自双氧水。

4.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于，所述步骤1.2中脱色处理步骤包括在搅拌池内依次加入吸附剂和絮凝剂，充分搅拌混合；加入吸附剂后的搅拌时间控制在5min以上，加入吸附剂和絮凝剂的组合物后搅拌时间控制在1min以上；搅拌后进入澄清池，絮凝后的吸附剂快速沉降至池底的步骤。

5.根据权利要求4所述的一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于，所述絮凝剂与酸性废水的质量/体积配比不大于20ppm。

6.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于，所述步骤1.2中脱色处理步骤包括将吹脱处理后的废水通入树脂填料塔充分循环，保证废水在树脂塔中与树脂接触时间在30min以上，收集树脂塔排出的澄清液体的步骤。

7.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于，所述步骤1.2中脱色处理步骤包括在搅拌池内加入双氧水，充分搅拌混合，控制搅拌时间在1h以上的步骤。

8.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于，所述步骤1.3中精密过滤器过滤后废水的浊度控制在10NTU以下，过滤精度≤20μm；精密过滤器选自微孔过滤器、丝束过滤器、袋式过滤器任意一种或多种，过滤要求需满足所用超滤要求的进水条件即可。

9.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于，所述粘胶纤维酸性废水原水的水温为50～98℃，包括硫酸、硫酸钠、硫酸锌、硫酸铝，COD含量≥500mg/L。

10.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维酸性废水预处理方法，其特征在于，所述粘胶纤维酸性废水的原水来自纺练车间和酸站，包括冲毛水、纺丝机清洗水、纺丝清洗水、酸站洗涤过滤排水、外排酸浴以及后处理酸洗水。