粘膠纖維生產(chǎn)廢水中鋅的回收

聶振勇

摘要：在生產(chǎn)粘膠的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生含鋅濃度非常高的工業(yè)廢水，這種廢水會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，同時(shí)也是一種對(duì)生產(chǎn)資料的嚴(yán)重浪費(fèi)，不利于控制生產(chǎn)成本，因此粘膠纖維生產(chǎn)廠必須要注重對(duì)于廢水中回收再利用。鋅離子是這種工業(yè)廢水中對(duì)環(huán)境造成污染的主要成分，本文將對(duì)如何回收鋅的方法加以探討。

關(guān)鍵詞：粘膠纖維；鋅；廢水；回收

一、引言

在粘膠纖維的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生含鋅濃度很高的工業(yè)廢水，這種廢水如果不加處理就隨意排放到公共水體環(huán)境中，會(huì)對(duì)水質(zhì)造成嚴(yán)重的污染，危害到水生環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，也會(huì)對(duì)城鄉(xiāng)居民的基本生產(chǎn)生活造成影響。但是處理這種廢水的難度比較大，目前常采用的方法如沉淀、溶劑萃取，離子交換、過(guò)濾、氣壓這幾種回收方法。

二、粘膠纖維生產(chǎn)廢水中鋅的回收方法：

（一）沉淀回收法

傳統(tǒng)的沉淀回收方法雖然可以在回收處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是其處理效果并不理想，仍會(huì)有大量含鋅的污泥產(chǎn)生，而這種污泥的排放仍然會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。目前經(jīng)過(guò)改進(jìn)后比較常采用的是沉淀后再對(duì)污泥進(jìn)行活性處理的方法。

粘膠纖維生產(chǎn)流程中，紡絲和酸站這兩道工序中產(chǎn)生的廢水是形成工業(yè)污染的主要來(lái)源。在對(duì)粘膠纖維絲條進(jìn)行多次去酸水洗時(shí)就產(chǎn)生了鋅含量較高的廢水，尤其是在洗滌的前幾道工序中產(chǎn)生的廢水，無(wú)法在生產(chǎn)過(guò)程中直接再利用，就要統(tǒng)一回收進(jìn)行處理。而冷卻塔外溢和結(jié)晶水則是在酸站中廢水產(chǎn)生的主要來(lái)源。

沉淀法回收所采用的主要方式是在廢水中加入PH值大約在9.5左右的堿液，使其中的氫氧離子與廢水主要成分中的鋅離子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧化鋅。將反應(yīng)后的混合液處于靜置狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的沉淀后，便可將上層的液體排出，在下層留存的沉淀物中再加入少量硫酸，做進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)，即可形成可以在生產(chǎn)中重復(fù)利用的硫酸鋅溶液。

這種沉淀方法可以回收廢水中大量的含鋅成分，不僅可以達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)，而且也節(jié)約了生產(chǎn)成本。

（二）溶劑萃取回收法

粘膠纖維生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水中含有很多不同成分，根據(jù)他們?cè)谒蛘哂袡C(jī)溶液中的溶解度不同這一原理，可以對(duì)廢水中的各種組成成分進(jìn)行回收。而這一方法中對(duì)萃取劑的選擇尤為重要。目前我們知道，廢水中所含的鋅是造成污染最嚴(yán)重的成分，回收處理主要是以回收廢水中的鋅為主要目標(biāo)，因此萃取劑可以使用有機(jī)磷化物。

而對(duì)廢水中的鋅進(jìn)行萃取，主要是對(duì)洗滌紡絲工序中產(chǎn)生的溶液進(jìn)行萃取分離，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成鋅的絡(luò)合物，從而達(dá)到將溶液中的鋅離子從水相中轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中的目的。

在完成萃取后，還需要在繼續(xù)進(jìn)行一個(gè)反萃取的過(guò)程。根據(jù)萃取過(guò)程中形成的絡(luò)合物的性質(zhì)，一般在反萃取時(shí)可以使用硫酸。而鹽酸則可以保證反萃液中鋅離子的濃度，去掉其他的干擾成分，所以可以進(jìn)一步使用鹽酸來(lái)對(duì)有機(jī)相進(jìn)行凈化處理。再次將鋅從有機(jī)相中轉(zhuǎn)移，形成反鋅液，這樣可以既可以對(duì)回收的鋅直接進(jìn)行再利用，也可以對(duì)殘留的有機(jī)相進(jìn)行二次去鋅凈化。

溶劑萃取的整體流程為經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢水先進(jìn)行萃取，分解成水相和有機(jī)相，然后對(duì)有機(jī)相進(jìn)行反萃取，同時(shí)排放掉水相。反萃取的過(guò)程可以反復(fù)進(jìn)行幾次，直到反萃液達(dá)到飽和。飽和溶液可以直接送到酸站，進(jìn)行循環(huán)利用。

這種方法對(duì)于鋅的回收雖然十分有效，但存在著回收成本較高的問(wèn)題，同時(shí)其操作安全性也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，所以在推廣使用時(shí)遇到了一些阻力。

（三）離子交換回收法

離子交換法其實(shí)就是利用離子的吸附作用，將廢水中的鋅離子與樹(shù)脂上可交換的同性離子如鈉離子或氫離子進(jìn)行置換。用來(lái)進(jìn)行離子交換回收處理的樹(shù)脂是一種不溶的電解質(zhì)，它由高分子骨架和活性基團(tuán)所組成。高分子骨架具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，而活性基團(tuán)是可以離解的，他們?cè)谂c鋅離子反應(yīng)后，就能達(dá)到回收廢水中鋅含量的目的。

用來(lái)進(jìn)行離子交換的樹(shù)脂有弱酸和強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹(shù)脂，也可以使用磷酸樹(shù)脂等作為交換樹(shù)脂。由于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子對(duì)生產(chǎn)設(shè)備容易造成腐蝕，所以目前常使用的是弱酸性樹(shù)脂。首先應(yīng)對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)處理，使其活性基團(tuán)轉(zhuǎn)為鈉離子型。廢水在進(jìn)行離子交換前也應(yīng)先經(jīng)過(guò)中和和過(guò)濾的工序，然后再進(jìn)入交換層進(jìn)行置換階段的反應(yīng)工序。

這種回收處理的方法在回收廢水中鋅離子的方面效果十分明顯，但也存在一定的不足，由于其化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)，對(duì)廢水中含有的其他如鎂離子、鈉離子的回收效果十分有限，影響了對(duì)廢水的整體處理效果。

（四）過(guò)濾回收法

其實(shí)過(guò)濾這種方法在凈化廢水中是比較廣泛采用的方法，也取得了比較好的效果。比如毫微過(guò)濾法，即使分子直徑僅為1毫微米，也可以被過(guò)濾處理。膜過(guò)濾技術(shù)是使用特種耐酸抗腐蝕的濾膜，經(jīng)過(guò)多層分級(jí)處理。每一級(jí)都將廢水分為由二價(jià)離子形成的濃縮流和一價(jià)離子形成的滲透流兩部分。經(jīng)過(guò)逐級(jí)分離最后達(dá)到凈化廢水的目的。這種方法對(duì)于廢水中鋅含量的分離效果十分明顯，幾乎99.8%的鋅離子都可以被分離出來(lái)。但是也還存在著長(zhǎng)期使用后，濾膜有可能被堵塞的問(wèn)題，因此還需要對(duì)此進(jìn)一步的研究。

（五）氣浮法

其他可以使用的回收方法還有氣浮法。氣浮法是在4倍左右的氣壓下將空氣充到廢水溶液里，這種充氣后形成的溶氣水中存在大量的氣泡，而這些氣泡在上浮過(guò)程中就可以將廢水中的細(xì)小顆粒同時(shí)帶到水面。這時(shí)可以簡(jiǎn)單的對(duì)浮沫進(jìn)行刮取回收。高效氣浮法使氣泡可以溶解于水，達(dá)到水氣平衡，從而提高了凈化效率。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這種方法的回收效率基本與使用過(guò)濾技術(shù)的效率相當(dāng)。

四、總結(jié)

上述的這些方法都可以對(duì)粘膠纖維生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行有效的回收，避免對(duì)環(huán)境造成破壞。通過(guò)對(duì)回收鋅離子的再利用也可以起到降低生產(chǎn)成本的作用。但是這些方法目前都還存在著這樣或者那樣的問(wèn)題和局限性，還需要相關(guān)科研人員繼續(xù)進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)。粘膠纖維生產(chǎn)廠家必須重視生產(chǎn)所帶來(lái)的環(huán)保問(wèn)題，不斷更新設(shè)備，不斷關(guān)注和采用新技術(shù)，盡可能的把對(duì)環(huán)境的污染降到最低，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展和綠色無(wú)害生產(chǎn)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王婷婷，王建榮，劉杰. 用Tween 80替代四氯化碳測(cè)定粘膠纖維生產(chǎn)廢水中鋅離子[J]. 人造纖維，2015，（5）：25-27.

[2]劉荷想. 用于粘膠纖維生產(chǎn)廢水鋅回收的離子交換樹(shù)脂[J]. 人造纖維，2016，（2）：31-32.

[3]于穎，劉海亮，王桂峰. 采用Na_2S或NaHS處理廢水中鋅離子的試驗(yàn)探討[J]. 人造纖維，2011，（6）：21-25.