膜分離技術在粘膠纖維生產中的應用

岳春艷

摘要：膜分離技術是指在分子水平的基礎上，通過半透膜時不同粒徑的分子混合物，會實現選擇性分離的技術，膜分離是在20世紀初出現的，20世紀60年代后迅速崛起的一門有關分離的新興技術。膜分離技術由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，而且又具有高效節能等很多優點。膜分離技術在粘膠纖維生產中的應用也是非常廣泛的，在生產工藝用水方面的處理、浸漬堿液的處理回收技術、有關于廢膠及堿的回收、酸性廢水處理的應用。

關鍵詞：粘膠纖維；分離技術；膜分離；處理應用

對于對粘膠纖維生產在分離技術的應用方面的了解，必須要對粘膠纖維生產中水和其它物料的基本進出流程有充分的了解。傳統粘膠纖維，一直被應用于紡織工業，關于粘膠纖維在工業方面的應用，生產工藝主要包括粘膠原液工序、紡練工序以及關于酸站工序等系列工序。粘膠纖維的生產主要過程有：原料漿柏進入和纖維成品產出，以及廢膠、廢絲的大量排出；大量的工藝用水和化工物質的進入，其中化工物質主要有NaOH、水等物質，大量的酸性廢水、堿性廢水以及廢氣的排放，而廢氣廢水的排放也是粘膠纖維這種應用方式有了很多的爭議。在粘膠纖維的生產中，膜分離技術可以有效的節約水，很大程度上提高水的利用率、也能夠降低廢水的排放率，這個方面還需要從各個具體的工序談起。

1膜分離技術在生產工藝用水處理中的應用

1.1粘膠纖維工藝用水

粘膠纖維生產中工藝用水基本上都是利用軟化水和脫鹽水，多數的工廠采用的是用傳統離子交換樹脂來制作軟化水和脫鹽水，這種傳統工藝在實際生產中存在很多問題，其主要缺點有：受到進水水質問題的影響、對預處理效果變化也會造成影響，出水水質的波動幅度較大，會影響到產品的色澤，影響到質量問題；樹脂的再生還需要消耗大量的水和藥劑，并且還會產生大量酸堿廢物和廢水，存在制水成本等系列問題；而且樹脂需要再生，更換的勞動強度特別大，在管理方面也需要投入較大的精力，不方便管理。

1.2膜分離技術在應用中的優點

膜分離技術在水處理應用方面的長足發展，有關水處理領域的工業化工應用還包括苦咸水的淡化、海水淡化高壓鍋爐補給水的制備、直接飲用水的制備、制備電子工業超純水等方面。其中對于利用納濾膜來制備軟化水的工藝，采用的是反滲透膜制備方式，關于去離子水的制備，去離子技術在我國已經非常成功的被應用于工業化生產，并在國際上達到了特別先進的水平和各方面的高度評價。對于粘膠纖維行業所利用的工藝產品，無論是制備的軟化水還是制備出的脫鹽水，現在也都可以用非常成熟、高效的膜分離技術來處理，而利用該技術制備出軟化水和去離子水具有傳統制備方式沒有的優點，其優點是：出水的水質質量高而且是非穩定，有助于提高粘纖維產品關于性能的穩定性，在質量方面也有所提高，在操作方面，處理以及管理簡便，總運行成本相對于來說更加經濟合理。

2膜分離技術在堿液處理回收方面的利用

2.1堿液在膜分離技術中的應用

粘膠纖維生產中十分主要的一個步驟是漿柏的浸漬，而堿液主要用于漿柏的浸漬，除了使甲種纖維素等物質堿化之外，還能夠高效的將雜質溶于堿液中，使堿液中附著有了很多化學有機物，還有小纖維素和半纖維素等物質的生成。

2.2回收處理堿液

為了使生產成本降到最低，有效減少堿液的損耗量，浸液通常需要在循環之后繼續回收使用，回收使用的浸液中，半纖維素的含量也需要降低到工藝要求的限度之下。因此，工業生產對工藝處理的要求中必須要對浸液進行堿和纖維素的分離處理。在傳統生產工藝中，對于這種半纖維素的分離采用的主要方式是透析工藝以及有關于透析工藝的設備以實現這種操作。這種用傳統透析的方式來分離半纖維素、回收堿液的效率也是十分的低下，而且對于用水的要求也特別高。同時，半纖維素仍然有無法回收的成分，這些成分的存在會對環境造成污染，而且這種工藝的設備在建筑面積上的要求特別高，對于場地的需求面積較大。近年來，各種化工公司工廠合作開發的納濾膜堿液回收系統，可以很好的去除堿液中的半纖維素、醛類、酯類等有機化合物。不僅濾出的堿液可以高效回收利用，而且對廢堿液中半纖維素進一步回收效率十分高，基本上可以做到無污染排放，而且占地面積小需要的勞動力較少。經過幾年的成功運行，強有力證明了這種回收工藝的可操作性極高，經濟效益極強。

3膜分離技術在廢膠處理及其堿回收的利用

膜分離技術在廢膠處理及其堿回收的利用可以采用廢膠處理及堿回收的方法。對于過濾后的廢膠，從前的工藝是將廢膠與水一同排放，KK濾機可以通過高速離心的方法回收廢膠，但是這種設備的運行方法并不可靠，各種工廠也很少使用。膜分離技術的出現十分具有優勢，它是利用納濾膜過濾，可以將廢液中的NaOH再次回收利用。經過膜技術處理過的廢堿液也能夠更加純凈，可以繼續回收使用。

4膜分離技術在酸性廢水處理中的應用

4.1酸液在膜分離技術中的應用

酸性廢水主要是通過蒸發或真空結晶后產生的冷凝水以及少量酸浴過濾形成的含有酸性的廢水。粘膠組成中含有大量的水，在形成纖維后會被放出，紡絲中會在酸堿中和反應的時候形成水，大部分水都混在了酸浴中要求被蒸發掉。

4.2膜分離技術在處理酸性廢水的利用

二十多年前我們首先想到的方法就是閃蒸裝置，而當膜技術發展成熟以后，逐步采用的是用反滲透膜技術來實現海水的淡化。在海水淡化上，反滲透膜技術可以代替閃蒸系統。對于酸浴來說，將來的膜分離技術也將取代酸浴閃蒸，在高昂的閃蒸運行費用面前，膜技術具有非常大的技術優勢和潛力。使用閃蒸裝置進行二浴蒸發，使大量的化學物質得以濃縮并且回收，實際生產中，由于操作困難，最終未能實現。若將這種酸性廢水在進入污水廠之前提前采用納濾膜過濾的方法進行處理，并將截留的化學物質結晶回收，是一種比閃蒸更為經濟有效的工業方式。

5膜分離技術在廢水深處理中的應用

5.1廢水深處理的必要性

膜分離技術可以對粘膠纖維生產廢水做深度處理。因為膜分離技術對酸性廢水、堿廢水及廢膠回收處理即使實現，最后也仍然由少量的酸性廢水、堿性廢水無法處理。但是隨著膜技術的發展，這最后一部分的酸性廢水、堿性廢水也是可以回收處理的。酸站排放廢水本身的濃度就不高，經過適當的加工處理之后，出水的水質相對來說會較好，如果能夠采用膜分離技術對這部分廢水進行深度處理，使處理后的水滿足生產用水的要求，從而直接回收作為工業用水，會大幅度地降低廢水排放量。

結語

對粘膠纖維生產中酸性廢水處理出水或狀態好的綜合廢水處理出水進一步的采用膜分離技術，并將處理后合格的水作為工業用水直接回收利用到生產中。這種方法能夠從根本上解決粘膠纖維工業發展用水需求與短缺的水資源之間的矛盾，具有典型的工業節水和清潔生產等技術優點，具有非常好的推廣前景和潛力，尤其是在我國的缺水地區。

參考文獻

[1]韓永廷. 大力發展循環經濟 建設資源節約型社會[J]. 蚌埠黨校學報，2010（4）：16 - 17.

[2]GB50620-2010 粘膠纖維工廠設計規范[S]. 北京：中國計劃出版社，2011.

[3]國家發展改革委，科技部，水利部，建設部，農業部.中國節水技術政策大綱[R]. 2005.

（作者單位：唐山三友集團興達化纖有限公司）