一种染缸废水硫酸钠的回用方法与流程

1.本发明涉及染缸废水回用技术领域，尤其涉及一种染缸废水硫酸钠的回用方法。


背景技术：

2.纺织印染企业是我国主要的支柱产业之一，纺织品印染是纺织企业的主要工序。
3.染缸印染在印染过程中需要用到活性染料，活性染料具有色谱齐全、色泽鲜艳、应用工艺简单、适用性强、价格相对便宜等优点，成为纤维素用染料中最重要的一类染料。但是，活性染料上染率一般维持在60-70％，染色率低，为提高活性染料的染色率一般在染缸中添加大量的na2so4作为促染剂或缓染剂帮助固色。因此，纺织品在染缸染色完成后产生大量的染缸废水，染缸废水需要经过废水处理水质达标后才能排放，染缸废水处理不仅成本高，还会浪费染缸废水中大量的无机盐，增加企业的生产成本。废水的处理采用膜技术不仅绿色环保，而且能够实现硫酸钠的资源化回用。使用膜技术处理染缸废水通常包含三个工艺段，分别为超滤除杂工艺段、一次脱色工艺段和二次脱色工艺段，经过二次脱色工艺段后硫酸钠溶液可以直接回用于印染工艺。
4.中国专利公开号cn109336270公开了一种染缸残留液资源化利用方法及其系统，现将收集的染缸残留液通入保安过滤器除杂，然后通入特种膜分离系统，最后经过树脂吸附得到产水回用于染色工艺。该专利技术方案中超滤除杂工艺段采用保安过滤器，一次脱色工艺段采用特种膜分离系统，二次脱色工艺段采用树脂吸附脱色。上述工艺存在的问题一是保安过滤器中使用的滤袋要频繁更换，影响染缸废水处理效果；二是采用特种膜分离系统分离染料和无机盐，但是需要多次将树脂脱色后的浓水导入特种膜系统前端进行循环才能达到将染料与无机盐分离，产水效率低下，工业化可行性低；三是树脂吸附后洗涤需要耗费大量的酸碱，而且吸附量恢复程度不理想。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供一种染缸废水硫酸钠的回用方法。本发明染缸废水经过一次脱色处理即可完成染缸废水脱色，降低运行成本；另外，本发明染缸废水经过处理得到的硫酸钠溶液中不含碳酸钠杂质，避免碳酸钠杂质对染色工艺造成影响。
6.本发明的发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种染缸废水硫酸钠的回用方法，包括以下步骤：1)将染缸废水经过超滤处理；2)将超滤处理后得到的产水导入纳滤系统处理，收集纳滤系统产水；3)将纳滤系统产水回用于染色工艺。
7.作为优选，所述步骤1)中过滤预处理使用可反洗滤膜对染缸废水进行过滤。
8.作为优选，所述步骤1)中过滤预处理先使用中空纤维或管式膜对染缸废水进行过滤，然后使用滤袋对染缸废水进行过滤。
9.本发明超滤处理工序采用可反洗滤膜或者先中空纤维膜再滤袋或先管式膜再滤袋，除去大部分悬浮物，避免悬浮物对后续脱色纳滤膜造成污堵，进而缩短脱色纳滤膜的使用寿命。普通的超滤工序不能满足本发明保护脱色纳滤膜的需求，本发明采用可反洗滤膜或先中空纤维膜再滤袋或先管式膜再滤袋的超滤方式，不仅很好的避免了脱色纳滤膜的污堵，延长脱色纳滤膜的使用寿命，而且有助于提高硫酸钠盐的回收率，这是发明团队没有预料到的，也是本领域技术人员不能预料到的。
10.作为优选，所述步骤2)中纳滤系统由2段过滤单元串联组成，每段过滤单元由4-6个膜元件串联组成，膜元件中使用的滤膜为脱色纳滤膜；所述脱色纳滤膜截留分子量为500-600da，硫酸钠截留率为30％-40％。
11.现有技术中对染缸废水的资源化利用工艺包含三个工艺段，分别为超滤除杂工艺段、一次脱色工艺段和二次脱色工艺段，经过二次脱色工艺段后硫酸钠溶液可以直接回用于印染工艺，现有技术中采用二次脱色工艺处理染缸废水，工序繁杂，影响硫酸钠的回收效率。本发明采用截留分子量为500-600da，硫酸钠截留率为30％-40％的脱色纳滤膜及其构成的系统处理染缸废水，本发明脱色纳滤膜包括双层结构，包括基膜层和分离层，基膜层起到对分离层的支撑作用，相比技术背景中专利中通过相转化制成单层磺化聚醚砜过滤膜通量大、盐透过率高。本发明脱色纳滤系统能够一次实现对染缸废水的脱色处理，相比传统的二次脱色处理减少处理工序，提高硫酸钠的回收效率，降低成本。
12.作为优选，所述脱色纳滤膜的运行压力为8-10bar，所述脱色纳滤膜的运行温度为25-40℃，所述脱色纳滤膜运行环境的ph为7-10。
13.作为优选，所述步骤3)中纳滤系统产水回用于染纳滤系统产水中除了含有硫酸钠，还有部分碳酸钠杂质，碳酸钠杂质的存在会对织物染色过程中造成影响，降低织物的色牢度。对此，本发明在纳滤系统产水中添加硫酸去除碳酸钠，避免碳酸钠杂质对后续织物染色造成不利影响；另一方面，硫酸与碳酸钠发生生成硫酸钠，进一步纳滤产水中硫酸钠的含量，进而提高硫酸钠回收率。
14.作为优选，所述添加硫酸调节纳滤系统产水ph至2-3。
15.作为优先，所述添加硫酸调节纳滤系统产水ph至2-3，然后加碱调节ph至7-9。
16.因此，本发明具有以下有益效果：本发明脱色纳滤系统能够一次实现对染缸废水的脱色处理，相比传统的二次脱色处理减少处理工序，提高硫酸钠的回收效率，降低回收成本；2)本发明在纳滤系统产水中添加硫酸去除碳酸钠，避免碳酸钠杂质对后续织物染色造成不利影响；另一方面，硫酸与碳酸钠发生生成硫酸钠，进一步纳滤产水中硫酸钠的含量，进而提高硫酸钠回收率。
具体实施方式
17.为使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明，以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但应当理解的是，以下实施例仅为本发明的优选实施例，而本发明要求的保护范围并不局限于此。
18.本发明所提及的可反洗滤膜为可反洗折叠式滤芯。实施例使用的脱色纳滤膜为浙江美易膜科技有限公司生产，膜型号为tcrnf，膜性能参数为截留分子量500-600da，硫酸钠
截留率为30％-40％。
19.收集某印染厂染缸废水，染缸废水水质参数为：色度2760，含盐量为54300mg/l，悬浮物200mg/l，浊度20ntu，总量1000l。
20.实施例1染缸废水硫酸钠的回用方法，包括以下步骤：1)将染缸废水导入可反洗滤膜进行过滤预处理，可反洗滤膜的孔径大小为0.03μm，运行压力为2bar，工作温度为25℃；2)将可反洗滤膜出水导入纳滤系统中进行过滤处理，纳滤系统由两段过滤单元串联组成，每段过滤单元由4个膜元件串联组成，膜元件中使用的滤膜为脱色纳滤膜，运行压力10bar，水系统回收率为95％，工作温度为25℃，运行环境ph为10，收集纳滤产水，浓水蒸发结晶作为危废处理；3)将步骤2)中纳滤产水ph加氢氧化钠调节至7后回用于染色工艺。
21.实施例2实施例2与实施例1的区别在于将步骤2)中纳滤脱色纳滤膜操作压力由10bar降低为8bar。
22.实施例3实施例3与实施例1的区别在于步骤2)中脱色纳滤膜的工作温度为40℃。
23.实施例4实施例4与实施例1的区别在于步骤2)中脱色纳滤膜的运行ph环境为由10降为7。
24.实施例5染缸废水硫酸钠的回用方法，包括以下步骤：1)将染缸废水导入可反洗滤膜进行过滤预处理，过滤预处理先使用中空纤维超滤膜对染缸废水进行过滤，中空纤维膜孔径为0.05μm，运行压力为2bar，运然后使用滤袋对染缸废水进行过滤，滤袋孔径为5μm，运行压力为1bar，运行温度为25℃；2)将可反洗滤膜出水导入纳滤系统中进行过滤处理，纳滤系统由两段过滤单元串联组成，每段过滤单元由4个膜元件串联组成，膜元件中使用的滤膜为脱色纳滤膜，运行压力10bar，水系统回收率为95％，工作温度为25℃，运行环境ph为10，收集纳滤产水，浓水蒸发结晶作为危废处理；3)将步骤2)中纳滤产水ph加氢氧化钠调节至9后回用于染色工艺。
25.实施例6染缸废水硫酸钠的回用方法，包括以下步骤：1)将染缸废水导入可反洗滤膜进行过滤预处理，过滤预处理先使用管式膜对染缸废水进行过滤，管式膜孔径为0.05μm，运行压力为2bar，然后使用滤袋对染缸废水进行过滤，滤袋孔径为5μm，运行压力为1bar，运行温度为25℃；2)将可反洗滤膜出水导入纳滤系统中进行过滤处理，纳滤系统由两段过滤单元串联组成，每段过滤单元由4个膜元件串联组成，膜元件中使用的滤膜为脱色纳滤膜，运行压力10bar，水系统回收率为95％，工作温度为25℃，运行环境ph为10，收集纳滤产水，浓水蒸发结晶作为危废处理；3)将步骤2)中纳滤产水ph加氢氧化钠调节至8后回用于染色工艺。
26.实施例7染缸废水硫酸钠的回用方法，包括以下步骤：1)将染缸废水导入可反洗滤膜进行过滤预处理，可反洗滤膜的孔径大小为0.03μm，运行压力为2bar，工作温度为25℃；2)将可反洗滤膜出水导入纳滤系统中进行过滤处理，纳滤系统由两段过滤单元串联组成，每段过滤单元由4个膜元件串联组成，膜元件中使用的滤膜为脱色纳滤膜，运行压力10bar，水系统回收率为95％，工作温度为25℃，运行环境ph为10，收集纳滤产水，浓水蒸发结晶作为危废处理；3)向步骤2)中纳滤产水中添加硫酸调节ph至3，再添加氢氧化钠回调产水ph至8后回用于染色工艺。
27.对比例1对比例1与实施例1的区别在于将可反洗滤膜替换为滤袋。
28.由实施例1与对比例1对比可以得到使用滤袋对染缸废水预处理效果远低于可反洗滤膜，使用可反洗滤膜对染缸废水的浊度和悬浮物去除率较高，可以起到对后续脱色纳滤膜更好的保护作用，延长脱色纳滤膜的使用寿命。另外，由对比例1与实施例对比可以得到对比例1对盐的回收率显著低于实施例，证明超滤工序使用实施例的超滤工艺步骤还能够提后续脱色纳滤膜对盐的回收率，这是本领域技术人员没有预料到的。
29.对比例2对比例2与实施例1的区别在于将步骤2)脱色纳滤膜替换为磺化聚醚砜超滤膜进行一次脱色处理，然后产水经过树脂吸附进行二次脱色处理。
30.对比例3对比例3与实施例1的区别在于将步骤2)脱色纳滤膜替换为市场上普通的纳滤膜，然后产水经过树脂吸附处理。
31.由实施例1与对比例2和对比例3对比可以得到本发明实施例1脱色效果和盐回收率均高于对比例2和对比例3，且投资费用和运行费用均低于对比例2和对比例例3，本发明处理工艺具有较高的经济价值和实用价值。
32.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例作出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权力要求范围内都受到专利法的保护。