碱减量废水深度处理方法与流程

475 编辑：中冶有色技术网来源：常州市五洲环保科技有限公司

2023-09-19 14:46:29

本发明涉及一种碱减量废水处理方法，具体涉及一种利用超声强化结晶反应深度脱除废水中高浓度有机物、提高出水可生化性的深度处理方法。

背景技术：

：随着我国聚酯化纤工业的迅速发展，碱减量技术已被广泛应用于仿真丝、超细合成革等产品的生产中。涤纶纤维（pet）低温下，在稀naoh溶液中无明显化学作用，而在高浓度naoh溶液和较高温度下，pet与naoh起水解反应生成对苯二甲酸钠(ta-na)和乙二醇(eg)，使pet失重减量，水解减量一般在3.5％～30％，即有3.5％～30％的pet存在于碱水中。从涤纶织物上溶解剥离的pet进入水中，绝大部分以ta-na和eg的物态存在，少量以不同聚合度的低聚物存在。一般每万米涤纶布减量排放废水30~50吨，codcr浓度高达数万mg/l，虽然该水量只占染整混合废水的百分之几到百分之十几，但所排放的ta-na一项污染物就占总codcr的40％～78％，这部分废水己成为目前纺织印染行业环保治理的难点和重点，因此，碱减量废水应单独预处理后再合并处理。聚酯行业常规的做法是先对废水进行酸析预处理，去除ta-na，再进行生化处理，即采用物化一生化联合处理工艺。酸析法去除碱减量废水中ta-na是一条有效的办法，但也主要存在两方面的问题：（1）酸析处理的废水cod去除率有限，后续生化处理的负荷仍较大；（2）酸析回收的固废ta纯度差、颗粒细小、脱水性差，无回用价值，焚烧或填埋处理也容易造成二次污染。公开号为cn105731699的发明专利公开了一种资源再利用碱减量废水中对苯二甲酸的方法。采用该方法回收的对苯二甲酸金属盐纯度高，可用于橡塑制品的改性中；提取对苯二甲酸金属盐后的废水后处理负荷降低，解决了处理费用及投资成本高的问题，环境效益和经济效益兼顾。该方法能使碱减量废水的codcr值下降75％以上。公开号为cn1935703的发明专利公开了一种从带色碱减量废水中回收对苯二甲酸的工艺，对碱减量工艺产生的浓稀两股废水分质处理，先采用脱色剂进行脱色，然后通过酸析法与膜法相结合，从碱减量废水中回收对苯二甲酸，使废水的codcr值降低50%~70%，便于后续的生化、物化处理。公开号为cn103755555的发明专利公开了一种用碱减量废水残渣生产精对苯二甲酸的装置，通过从碱减量废水中回收残渣，同时把碱减量废水残渣转变为精对苯二甲酸产品，使得碱减量废水的codcr值去除率达75%左右。采用以上方法处理后的碱减量废水的codcr都有不同程度的降低。如果能完善碱减量废水的处理工艺，使codcr降低值更高，将会进一步降低废水后续生化处理的负荷。技术实现要素：本发明提供了一种碱减量废水的深度处理方法，使得出水codcr值降低率在82%以上、可生化性提高。同时，结晶析出的更细、更均匀的对苯二甲酸钙（ta-ca）或对苯二甲酸锌（ta-zn），纯度达到99.5%以上，在橡塑材料中具有更优异的功能性。为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：本发明的一种碱减量废水的深度处理方法，包括如下步骤：步骤一：调节废水的ph值至10～11，加入碱式氯化铝，在400-800rpm的转速下搅拌3-10min，再在100-300rpm的转速下慢速搅拌10-20min，悬浮液经煤渣过滤，滤液再经过活性炭过滤器，得到清液。步骤二：清液与可溶性金属盐饱和溶液在超声强化管式反应器中进行反应，出料经固液分离，滤饼烘干后可作为橡塑材料的功能性助剂使用，出水滤液进入生化处理系统，进一步处理达标后排放或回用。进一步地，清液中ta-na与可溶性金属盐的摩尔比优选为1:1~1:1.1。所述的可溶性金属盐为钙、锌的易溶性盐。所述超声波的施加频率为55~75khz，功率为400~600w。本发明通过简单、易行的方法对碱减量废水进行深度处理，与现有技术相比，具有如下优点：（1）超声强化的作用下，ta-na与可溶性金属盐之间的反应能降低，使得水中的ta-na能较为充分地转化为ta-ca或ta-zn，出水codcr的降低率达到82%以上（2）超声强化的管式反应器中，析晶得到的ta-ca或ta-zn在向前流动的过程中不断地溶解、再结晶，进一步提高了ta-na的转化率，同时得到的ta-ca或ta-zn粒度更细、更均匀，纯度可达到99.5%以上。附图说明图1为实施例1制备的ta-ca的粒度分布图。图2为实施例2制备的ta-zn的粒度分布图。图3为实施例4制备的ta-ca的粒度分布图。图4为实施例5制备的ta-zn的粒度分布图。具体实施方式以下通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，这些实施例是本发明的阐释和举例，并不以任何形式限制本发明的范围。实施例1步骤一：调节废水的ph值至10，加入碱式氯化铝，在400rpm的转速下搅拌10min，再在100rpm的转速下慢速搅拌20min，悬浮液经煤渣过滤，滤液再经过活性炭过滤器，得到清液。步骤二：清液与氯化钙饱和溶液在超声强化管式反应器中进行反应，出料经固液分离，滤饼烘干后可作为橡塑材料的功能性助剂使用，出水滤液进入生化处理系统，进一步处理达标后排放或回用。所述清液中ta-na与氯化钙的摩尔比为1:1。所述超声波的施加频率为55khz，功率为400w。对步骤二的出水滤液进行codcr检测，结果见表1；对所制备的ta-ca进行钙含量分析，结果见表2；ta-ca的粒度分布图见图1。实施例2实施例2与实施例1的区别在于：在步骤一中，调节废水的ph值至11，加入碱式氯化铝，在800rpm的转速下搅拌3min，再在300rpm的转速下慢速搅拌10min。在步骤二中，清液与氯化锌饱和溶液在超声强化管式反应器中进行反应。所述清液中ta-na与氯化锌的摩尔比为1:1.1。所述超声波的施加频率为75khz，功率为600w。对步骤二的出水滤液进行codcr检测，结果见表1；对所制备的ta-zn进行锌含量分析，结果见表2；ta-zn的粒度分布图见图2。实施例3实施例3与实施例1的区别在于：在步骤一中，调节废水的ph值至10.5，加入碱式氯化铝，在600rpm的转速下搅拌7min，再在200rpm的转速下慢速搅拌15min。在步骤二中，清液与硝酸钙饱和溶液在超声强化管式反应器中进行反应。所述清液中ta-na与硝酸钙的摩尔比为1:1.05。所述超声波的施加频率为65khz，功率为500w。对步骤二的出水滤液进行codcr检测，结果见表1。对比例1对比例1与实施例1的区别在于：在步骤二中，往清液中加入占废水质量0.05％可溶性氯化钙饱和溶液，以1000转/min的速度快速搅拌2min后，再加入大量可溶性氯化钙饱和溶液，利用低频超声振荡，至清液ph值降至8，固液分离后，滤饼烘干后可作为橡塑材料的功能性助剂使用，出水滤液进入生化处理系统，进一步处理达标后排放或回用。对出水滤液进行codcr检测，结果见表1；对所制备的ta-ca进行钙含量分析，结果见表2；ta-ca的粒度分布图见图3。对比例2对比例2与实施例2的区别在于：在步骤二中，往清液中加入占废水质量0.05％可溶性氯化锌饱和溶液，以1000转/min的速度快速搅拌2min后，再加入大量可溶性氯化锌饱和溶液，利用低频超声振荡，至清液ph值降至8，固液分离后，滤饼烘干后可作为橡塑材料的功能性助剂使用，出水滤液进入生化处理系统，进一步处理达标后排放或回用。对出水滤液进行codcr检测，结果见表1；对所制备的ta-zn进行锌含量分析，结果见表2；ta-zn的粒度分布图见图4。对比例3用硫酸对碱减量废水进行酸析处理，待ph降至2.5-3.5时，进行固液分离，出水滤液进入生化处理系统，进一步处理达标后排放或回用。对出水滤液进行codcr检测，结果见表1。试验1按照标准hj828-2017的方法检测水样的codcr，并计算相应的codcr降低率，检测结果见表1。试验2（1）灰分的测试方法按照标准11409-2008中灰分的检测方法测试灰分含量，检测结果见表2。（2）锌含量的测试方法称取一定数量上述（1）得到的灰分，用盐酸溶解后，调节溶液的ph，以二甲酚橙为指示剂，用edta溶液滴定分析锌含量，检测结果见表2。（3）钙含量的测试方法称取一定数量上述（1）得到的灰分，用盐酸溶解后，调节溶液的ph，以钙羧酸为指示剂，用edta溶液滴定分析钙含量，检测结果见表2。试验3将实施例和对比例制得的ta-ca或ta-zn应用在轮胎胎面配方中，所用配方为：nr100、硬脂酸2、氧化锌4，n22035、白炭黑8、si690.8、芳烃油5、防护蜡2、4010na1.5、硫磺1.2、nobs1.6、功能型助剂（变品种，实施例1制得的ta-ca、实施例1制得的ta-zn、对比例1制得的ta-ca、对比例2制得的ta-zn、）10。在双辊开炼机上，先将天然橡胶进行塑炼，然后加入各种助剂，得到混炼胶，然后在151℃下按正硫化时间进行硫化，得到硫化橡胶。按国家标准进行测试，所得性能见表3。表1codcr检测结果项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3进水codcr，mg/l205402054020540205402054020540出水codcr，mg/l347233903286445745196175codcr降低率，%83.183.584.078.378.070.0从表1数据对比看出：采用本申请文件的方法处理后的碱减量废水的codcr降低率更高。表2对苯二甲酸盐纯度分析结果指标实施例1实施例2对比例1对比例2灰分，%27.3735.2426.7334.66钙含量，%19.55—19.12—锌含量，%—28.27—27.87ta-ca理论钙含量，%19.61—19.61—ta-zn理论锌含量，%—28.38—28.38纯度，%99.799.697.598.2以检测出来的钙或锌含量与理论值进行比较，差距越小，说明制备的ta-ca和ta-zn的纯度越高。从表2数据对比看出：采用本申请文件的方法制备的ta-ca和ta-zn的纯度更高。表3性能数据从表3的对比数据看出：采用本申请文件的方法制备的ta-ca和ta-zn应用在橡胶配方中，使硫化胶具有更优异的机械性能和老化性能。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。当前第1页12

技术特征：

技术总结

本发明公开了一种碱减量废水深度处理方法，包括如下步骤：（1）调节废水的pH值至10～11，加入碱式氯化铝，在400?800rpm的转速下搅拌3?10min，再在100?300rpm的转速下慢速搅拌10?20min，悬浮液经煤渣过滤，滤液再经过活性炭过滤器，得到清液；（2）清液与可溶性金属盐饱和溶液在超声强化管式反应器中进行反应，出料经固液分离，滤饼烘干后可作为橡塑材料的功能性助剂使用，出水滤液进入生化处理系统，进一步处理达标后排放或回用。本发明可以使碱减量废水的CODcr值降低率在82%以上、可生化性提高；同时，结晶析出的更细、更均匀的金属盐纯度达到99.5%以上，在橡塑材料中具有更优异的功能性。

技术研发人员：张莉娜;方春平;宋兴福

受保护的技术使用者：常州市五洲环保科技有限公司

技术研发日：2017.06.01

技术公布日：2017.07.25

声明：

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我是此专利(论文)的发明人(作者)