絲光印染廢堿液回用技術的研究

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的研究

盧玲玲1，曾鳴剛2

（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）

印染企業(yè)絲光機排出的廢堿液，Na0H質量濃度為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的合理性及可行性，本中試系統(tǒng)采用“濾網(wǎng)過濾+板框壓濾+陶瓷膜過濾+蒸發(fā)濃縮”的耦合技術，對絲光機排放的廢堿液進行預處理及濃縮，中試結果表明，該技術可達到廢堿液100%回用，處理后的堿液濃度可達15%～25%，SS<30mg/L，色度<100倍，達到印染行業(yè)絲光工序回用的要求。

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

1 技術背景

紡織印染行業(yè)絲光機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準，排至廢水站處理則會增加廢水站處理負荷，還需消耗大量的酸，在該部分堿全部浪費的同時，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、合理的工藝將該廢堿液進行預處理及濃縮，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荷，實現(xiàn)“雙贏”的目標。

目前，國內外對絲光廢堿液的處理技術主要有3種：1）進行簡單的中和處理后排放，堿沒有回收，不符合清潔生產(chǎn)的要求；2）蒸發(fā)濃縮，只有水分被去除，雜質沒有被去除；3）超濾技術，只是把雜質截留，堿液并沒有得到濃縮。這3種處理方式均存在許多缺點。

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

本中試系統(tǒng)采用“濾網(wǎng)過濾+板框壓濾+陶瓷膜過濾+蒸發(fā)濃縮”的耦合技術，在印染廠以絲光機排出廢堿液為處理對象，進行了系統(tǒng)中試研究。

2 中試部分

2.1 主體設備

主體設備清單見表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進行壓濾，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，進行蒸發(fā)濃縮，濃縮液經(jīng)出料泵抽至濃堿水箱儲備，以供車間使用。

表1 主體設備清單

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280℃）經(jīng)尾氣熱回收換熱器進行熱回收，換熱所需的自來水暫存于自來水箱，經(jīng)水泵泵入尾氣熱回收換熱器，與高溫尾氣進行熱交換，可將常溫自來水加熱至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。

中試流程見下圖。

中試流程圖

2.3 車間排放廢堿液成分（見表2）

表2 車間排放廢堿液成分

3 中試結果與分析

3.1 中試出口堿液組成

中試系統(tǒng)投入運行后，對出口堿液組成進行了取樣檢測，其檢測結果見表3。

表3 系統(tǒng)處理后出口堿液組成

檢測結果表明，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到90%以上，處理后的堿液濃度及水質均可滿足絲光印染工序的回用要求。

3.2 運行成本分析

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

（2）藥劑費：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），按實際藥劑消耗量折算，產(chǎn)每噸堿藥劑費約為7.0元。

（3）蒸氣費：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kcal/h，產(chǎn)1t/h蒸氣需要熱量按60萬kcal/h計，回收的熱量相當于0.39t/h的蒸氣量；故進行鍋爐尾氣熱回收之后，整個系統(tǒng)的蒸氣消耗相當于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計算，折合產(chǎn)每噸堿蒸氣費用為：（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)每噸堿實際運行費用為：108.5 + 7.0 + 11.5 = 127元。

3.3 經(jīng)濟分析

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

4 中試系統(tǒng)主要創(chuàng)新點

（1）采用多通道（內徑4mm）陶瓷膜，適用于高固含量的料液處理。采用抗污染強、再生恢復方便、化學穩(wěn)定性好，耐強酸、強堿、具有不對稱孔結構的陶瓷膜，可有效克服膜污染；陶瓷膜采用錯流過濾具有高切向流速，可降低膜表面的濃差極化現(xiàn)象，維持高的膜滲透通量。

（2）選用的板框壓濾機為自動拉板式，可有效防止卸泥時飛濺出的堿液燒傷操作工人，操作安全，耐堿、耐熱，濾布的過濾目數(shù)高（高達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，構成連續(xù)的真空濃縮操作；引進美國進口防腐襯涂材料，設備主體采用碳鋼材質、管程內壁襯涂防腐材料即可抵抗高溫、強腐蝕，大大節(jié)省了設備投入的費用。

（4）充分利用印染廠鍋爐尾氣余熱進行蒸發(fā)濃縮，實現(xiàn)了節(jié)能、降低運行成本的目標。

5 結論

本中試系統(tǒng)采用“濾網(wǎng)過濾＋壓濾＋陶瓷膜過濾＋蒸發(fā)濃縮”耦合技術，對絲光印染廢堿進行處理，可實現(xiàn)廢堿100%回用，堿液濃度達到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，同時將回收的水作為鍋爐補加水或者是印染預處理工序的補加水，實現(xiàn)了堿液、水、余熱的回收利用，降低了運行成本，實現(xiàn)了節(jié)約資源和環(huán)境保護的雙重目的，符合清潔生產(chǎn)的要求。

[1] 雷樂成，楊岳平，李偉.污水回用新技術及工程設計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002.

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

[3] 宋國富.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—不是夢想，而是現(xiàn)實[J].國際紡織導報，2003（2）： 57-59.

[5] 沈來云.印染行業(yè)一種廢堿液回收和利用方法[J].環(huán)境科學動態(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