絲光印染廢堿液回用技術(shù)的研究

盧玲玲，曾鳴剛

（1.廣州益方田園環(huán)保科技開發(fā)有限公司，廣州 510655；2.五洲富士化水工程有限公司，北京 100000）

絲光印染廢堿液回用技術(shù)的研究

盧玲玲1，曾鳴剛2

（1.廣州益方田園環(huán)?？萍奸_發(fā)有限公司，廣州 510655；2.五洲富士化水工程有限公司，北京 100000）

印染企業(yè)絲光機(jī)排出的廢堿液，Na0H質(zhì)量濃度為3%～5%，廢水溫度在50℃～70℃，色度>1000倍，SS>400mg/L，含較多棉紗線等，為探討廢堿液回收技術(shù)的合理性及可行性，本中試系統(tǒng)采用“濾網(wǎng)過(guò)濾+板框壓濾+陶瓷膜過(guò)濾+蒸發(fā)濃縮”的耦合技術(shù)，對(duì)絲光機(jī)排放的廢堿液進(jìn)行預(yù)處理及濃縮，中試結(jié)果表明，該技術(shù)可達(dá)到廢堿液100%回用，處理后的堿液濃度可達(dá)15%～25%，SS<30mg/L，色度<100倍，達(dá)到印染行業(yè)絲光工序回用的要求。

印染;廢堿回收;濾網(wǎng)過(guò)濾;板框壓濾;陶瓷膜過(guò)濾;蒸發(fā)濃縮

1 技術(shù)背景

紡織印染行業(yè)絲光機(jī)排出的廢堿液因濃度較低、色度及SS含量較高，不能滿足車間用堿標(biāo)準(zhǔn)，排至廢水站處理則會(huì)增加廢水站處理負(fù)荷，還需消耗大量的酸，在該部分堿全部浪費(fèi)的同時(shí)，又大大增加了廢水的鹽度，增加了后續(xù)處理的難度。因而若能采用經(jīng)濟(jì)、合理的工藝將該廢堿液進(jìn)行預(yù)處理及濃縮，產(chǎn)生濃度較高、色度及SS降低至符合生產(chǎn)要求的堿，實(shí)現(xiàn)廢堿液回收，則既能使印染企業(yè)節(jié)省能源，又能降低廢水處理站的處理負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)“雙贏”的目標(biāo)。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)絲光廢堿液的處理技術(shù)主要有3種：1）進(jìn)行簡(jiǎn)單的中和處理后排放，堿沒(méi)有回收，不符合清潔生產(chǎn)的要求；2）蒸發(fā)濃縮，只有水分被去除，雜質(zhì)沒(méi)有被去除；3）超濾技術(shù)，只是把雜質(zhì)截留，堿液并沒(méi)有得到濃縮。這3種處理方式均存在許多缺點(diǎn)。

結(jié)合目前印染行業(yè)絲光廢堿液回收處理技術(shù)的現(xiàn)狀，以及以上存在的技術(shù)問(wèn)題，需要開發(fā)一種新的回用技術(shù)，達(dá)到廢堿液回收率高、運(yùn)行費(fèi)用低的要求。為此，新的回用技術(shù)需要滿足以下幾個(gè)要求：1）回收的堿液要得到濃縮，濃縮后堿的濃度需要達(dá)到15%以上；2）回收堿液中的雜質(zhì)含量要降低，滿足絲光工序的回用要求；3）運(yùn)行成本低，更加節(jié)能。

本中試系統(tǒng)采用“濾網(wǎng)過(guò)濾+板框壓濾+陶瓷膜過(guò)濾+蒸發(fā)濃縮”的耦合技術(shù)，在印染廠以絲光機(jī)排出廢堿液為處理對(duì)象，進(jìn)行了系統(tǒng)中試研究。

2 中試部分

2.1 主體設(shè)備

主體設(shè)備清單見(jiàn)表1。

2.2 中試流程

車間廢堿液排至廢堿集水箱，集水箱入口處設(shè)置2重濾網(wǎng)，隔除部分大體積的棉紗線，之后用泵將廢堿液打入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，濾出直徑大于61μm的所有棉紗線，濾液流至中間水箱1，經(jīng)泵提升至陶瓷膜過(guò)濾系統(tǒng)，濾除剩余的棉紗線；陶瓷膜出水流至中間水箱2，由泵打至三效蒸發(fā)器，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，濃縮液經(jīng)出料泵抽至濃堿水箱儲(chǔ)備，以供車間使用。

表1 主體設(shè)備清單

三效蒸發(fā)器的蒸發(fā)液流至間接冷凝器，冷卻水來(lái)自甲方冷卻塔，冷凝后的冷凝水流至廢水站處理。

鍋爐房產(chǎn)生的高溫尾氣（最高可達(dá)280℃）經(jīng)尾氣熱回收換熱器進(jìn)行熱回收，換熱所需的自來(lái)水暫存于自來(lái)水箱，經(jīng)水泵泵入尾氣熱回收換熱器，與高溫尾氣進(jìn)行熱交換，可將常溫自來(lái)水加熱至70℃～80℃，加熱后的水流至鍋爐房回用于鍋爐產(chǎn)蒸氣，降低產(chǎn)蒸氣的能耗。

中試流程見(jiàn)下圖。

中試流程圖

2.3 車間排放廢堿液成分（見(jiàn)表2）

表2 車間排放廢堿液成分

3 中試結(jié)果與分析

3.1 中試出口堿液組成

中試系統(tǒng)投入運(yùn)行后，對(duì)出口堿液組成進(jìn)行了取樣檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 系統(tǒng)處理后出口堿液組成

檢測(cè)結(jié)果表明，采用本中試系統(tǒng)處理印染絲光廢堿液，可濃縮堿液5倍，SS及色度的去除率均可達(dá)到90%以上，處理后的堿液濃度及水質(zhì)均可滿足絲光印染工序的回用要求。

3.2 運(yùn)行成本分析

（1）電費(fèi)：以0.7元/kW·h，中試系統(tǒng)產(chǎn)堿量按4t/d計(jì)算，每天耗電量為620kW·h，折合產(chǎn)噸堿電費(fèi)為：（0.7元/kW·h×620kW·h/d）/（4t/d）=108.5元/t堿。

（2）藥劑費(fèi)：陶瓷膜需5～7天用藥劑酸洗、堿洗各1次，每次循環(huán)15min，堿洗所需藥劑為1%～3%的NaOH + 0.1%的NaClO或H2O2， 酸洗藥劑為1%～2%的硝酸（pH2～3），按實(shí)際藥劑消耗量折算，產(chǎn)每噸堿藥劑費(fèi)約為7.0元。

（3）蒸氣費(fèi)：蒸發(fā)濃縮裝置需消耗蒸氣量約0.4t/h，壓力要求0.5MPa；鍋爐尾氣熱回收，可回收熱量約為23.15萬(wàn)kcal/h，產(chǎn)1t/h蒸氣需要熱量按60萬(wàn)kcal/h計(jì)，回收的熱量相當(dāng)于0.39t/h的蒸氣量；故進(jìn)行鍋爐尾氣熱回收之后，整個(gè)系統(tǒng)的蒸氣消耗相當(dāng)于0.01t/h，產(chǎn)1t蒸氣約需230元/t，中試系統(tǒng)產(chǎn)堿量按4t/d計(jì)算，折合產(chǎn)每噸堿蒸氣費(fèi)用為：（0.01t/h×20h/d×230元/t）/（4t/d）= 11.5元。

綜上所述，本中試系統(tǒng)產(chǎn)每噸堿實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用為：108.5 + 7.0 + 11.5 = 127元。

3.3 經(jīng)濟(jì)分析

目前，市場(chǎng)上濃度為15%～25%的液堿價(jià)格平均約900元/t，而本中試系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用僅為127元/t堿，大大降低了車間用堿的費(fèi)用；由于廢堿的回收利用，也大大降低了后續(xù)廢水處理的負(fù)荷及酸用量。由此可見(jiàn)，該技術(shù)能產(chǎn)生良好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

4 中試系統(tǒng)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

（1）采用多通道（內(nèi)徑4mm）陶瓷膜，適用于高固含量的料液處理。采用抗污染強(qiáng)、再生恢復(fù)方便、化學(xué)穩(wěn)定性好，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、具有不對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)的陶瓷膜，可有效克服膜污染；陶瓷膜采用錯(cuò)流過(guò)濾具有高切向流速，可降低膜表面的濃差極化現(xiàn)象，維持高的膜滲透通量。

（2）選用的板框壓濾機(jī)為自動(dòng)拉板式，可有效防止卸泥時(shí)飛濺出的堿液燒傷操作工人，操作安全，耐堿、耐熱，濾布的過(guò)濾目數(shù)高（高達(dá)250目），能高效去除廢堿中的棉紗線等懸浮物。

（3）三效蒸發(fā)器由三套加熱器、分離室及管道串聯(lián)起來(lái)，構(gòu)成連續(xù)的真空濃縮操作；引進(jìn)美國(guó)進(jìn)口防腐襯涂材料，設(shè)備主體采用碳鋼材質(zhì)、管程內(nèi)壁襯涂防腐材料即可抵抗高溫、強(qiáng)腐蝕，大大節(jié)省了設(shè)備投入的費(fèi)用。

（4）充分利用印染廠鍋爐尾氣余熱進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、降低運(yùn)行成本的目標(biāo)。

5 結(jié)論

本中試系統(tǒng)采用“濾網(wǎng)過(guò)濾＋壓濾＋陶瓷膜過(guò)濾＋蒸發(fā)濃縮”耦合技術(shù)，對(duì)絲光印染廢堿進(jìn)行處理，可實(shí)現(xiàn)廢堿100%回用，堿液濃度達(dá)到15%～25%，SS<30mg/L，色度<100倍，滿足了絲光工序回用的要求。

本中試充分利用鍋爐尾氣余熱，并有效回收了堿液，同時(shí)將回收的水作為鍋爐補(bǔ)加水或者是印染預(yù)處理工序的補(bǔ)加水，實(shí)現(xiàn)了堿液、水、余熱的回收利用，降低了運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)的雙重目的，符合清潔生產(chǎn)的要求。

[1] 雷樂(lè)成，楊岳平，李偉.污水回用新技術(shù)及工程設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[2] 張林生.印染廢水處理技術(shù)及典型工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，環(huán)境·能源出版中心，2005.

[3] 宋國(guó)富.論印染行業(yè)絲光工藝堿回收系統(tǒng)[J].天津紡織科技，2010（4）：62-66.

[4] 陳水林.絲光堿回收—不是夢(mèng)想，而是現(xiàn)實(shí)[J].國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào)，2003（2）： 57-59.

[5] 沈來(lái)云.印染行業(yè)一種廢堿液回收和利用方法[J].環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài)，1995（4）：32.

Study on Reclaimed Technology from Waste Lye of Mercerizing Printing and Dyeing

LU Ling-ling1, ZENG Ming-gang2
(1.Vision Environment (Guangzhou) Co., Ltd, Guangzhou 510655; 2.WuZhou Fujikasui Engineering Co., Ltd, Beijing 100000, China)

Waste lye is discharged from mercerizing machine of printing and dyeing enterprises, the concentration of Na0H quality is 3%～5% , temperature of wastewater reaches at 50℃～70℃, with chroma >1000 times, SS>400mg/L, containing more cotton yarn thread. In order to probe into the rationality and feasibility of waste lye reclaimed technology, the primary production test system adopts coupling technology of “sieve fi ltration+board frame pressing fi ltration +pottery membrane fi ltration+evaporation concentration”. The result of primary production test shows that the technology can reach at 100% reuse of waste lye, alkali concentration after treatment can reach at 15%～25%, SS<30mg/L, chroma<100 times, and meet the requirement of mercerizing procedure reuse of printing and dyeing industry.

printing and dyeing; waste lye reclamation; sieve fi ltration; board frame pressing fi ltration; pottery membrane fi ltration; evaporation concentration

X703

A

1006-5377（2012）06-0043-03