纺织废水资源化制备亚微米级钙基刚性材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种纺织废水资源化制备亚微米级钙基刚性材料的方法，包括如下步骤：（1）采用絮凝除杂、活性炭过滤的方法净化纺织废水，得到清液；（2）在清液中加入硫酸，调节pH至3.5‑4.2，析出对苯二甲酸（TA），得到TA乳液；（3）TA乳液与氢氧化钙浆料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。本发明专利技术不仅能使纺织废水出水CODcr值降低率在82%以上、可生化性提高；同时，结晶析出的亚微米级钙基刚性材料可用于高分子聚合物，能够更优异地提高材料的加工性能和综合力学性能。

Method for preparing sub micron calcium based rigid material by recycling textile waste water

The invention discloses a method for textile wastewater reuse of submicron calcium based rigid material, which comprises the following steps: (1) using the method of removing impurity, activated carbon filtration purification of textile wastewater by flocculation, clear liquid; (2) adding sulfuric acid in aqueous solution, adjusted pH to 3.5 4.2, precipitation of terephthalic acid (TA), TA (3) slurry emulsion; TA emulsion and calcium hydroxide in the ultrasonic reaction tube reactor, discharging the solid-liquid separation, drying the filter cake can be used as functional additives of rubber material, the water filtrate into the biochemical treatment system, further treatment compliance after discharge or reuse. The invention can not only make the textile effluent CODcr value decreased at a rate above 82%, the biodegradability was improved; at the same time, the crystallization of sub micron calcium based rigid material can be used for polymer, can be more excellent to improve the processing performance of material and mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
纺织废水资源化制备亚微米级钙基刚性材料的方法
本专利技术涉及一种工业废水资源化技术，具体涉及一种通过将纺织废水中的高浓度有机物转化为亚微米级钙基刚性材料的方法来实现纺织废水的资源化处置。
技术介绍
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CODcr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CN1935703的专利技术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的专利技术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。公开号为CN105731699的专利技术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。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值降低更多，同时制备出功能性更强的资源化利用产品，将进一步实现废水的高值化、减量化处理。
技术实现思路
本专利技术提供了一种纺织废水资源化制备亚微米级钙基刚性材料的方法。采用此方法，不仅能使纺织废水出水CODcr值降低率在82%以上、可生化性提高；同时，结晶析出的亚微米级钙基刚性材料可用于高分子聚合物，能够更优异地提高材料的加工性能和综合力学性能。为了实现上述目的，本专利技术通过如下技术方案实现：本专利技术的一种纺织废水资源化制备亚微米级钙基刚性材料的方法，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：在清液中加入硫酸，调节pH至3.5-4.2，析出对苯二甲酸（TA），得到TA乳液；步骤三：TA乳液与氢氧化钙浆料在超声强化管式反应器中进行反应，出料经固液分离，滤饼150℃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，TA与氢氧化钙的摩尔比优选为1:1~1:1.1。所述超声波的施加频率为55~75KHz，功率为400~600W。本专利技术通过简单、易行的方法，在对纺织废水进行深度处理的同时，也资源化获得亚微米级钙基刚性材料。与现有技术相比，具有如下优点：（1）超声强化的作用下，硫酸酸析后的TA乳液与氢氧化钙浆料之间的反应能降低，使得水中的TA盐能较为充分地转化为钙基刚性材料析出，出水CODcr的降低率达到82%以上；（2）超声强化的作用下，硫酸酸析后的TA乳液与氢氧化钙浆料能够完全反应转化为钙基刚性材料；（3）酸析出的TA颗粒细小、乳液细腻，作为结晶反应的异相成核剂，同时在超声强化作用下，制备出亚微米级钙基刚性材料。附图说明图1为实施例1步骤二所得TA乳液的显微镜形貌。图2为实施例1制备的钙基刚性材料的XRD谱图。图3为实施例1制备的钙基刚性材料的粒度分布曲线。图4为对比例1步骤二所得TA乳液的显微镜形貌。图5为对比例1制备的钙基刚性材料的粒度分布曲线。具体实施方式以下通过实施例进一步说明本专利技术。应该理解的是，这些实施例是本专利技术的阐释和举例，并不以任何形式限制本专利技术的范围。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：在清液中加入硫酸，调节pH至3.5，析出对苯二甲酸（TA），得到TA乳液；步骤三：TA乳液与氢氧化钙浆料在超声强化管式反应器中进行反应，出料经固液分离，滤饼150℃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TA与氢氧化钙的摩尔比为1:1。所述超声波的施加频率为55KHz，功率为400W。本实施例步骤二所制备TA乳液的显微镜形貌见图1；采用试验1的方法对步骤三的出水滤液进行CODcr检测，结果见表1；所制备钙基刚性材料的粒度分布曲线见图3；所制备钙基刚性材料中氢氧化钙含量的检测采用试验2的方法，结果见表2；产品的应用数据见表3。所制备钙基刚性材料的XRD谱图详见图2，与标准PDF卡片对比，可知所制备的钙基刚性材料为无水对苯二甲酸钙。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，在清液中加入硫酸，调节pH至4.2。所述TA与氢氧化钙的摩尔比为1:1.1。所述超声波的施加频率为75KHz，功率为600W。采用试验1的方法对步骤三的出水滤液进行CODcr检测，结果见表1。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，在清液中加入硫酸，调节pH至4.0。所述TA与氢氧化钙的摩尔比为1:1.05。所述超声波的施加频率为65KHz，功率为500W。采用试验1的方法对步骤三的出水滤液进行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，使用精品TA配置乳液，确保与硫酸酸析的TA乳液的组分相同。本对比例步骤二所制备TA乳液的显微镜形貌见图4；所制备钙基刚性材料的粒度分布曲线见图5。对比例2对比例2与实施例1的区别在于：在步骤三中，TA乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纺织废水资源化制备亚微米级钙基刚性材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：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：在清液中加入硫酸，调节pH至3.5‑4.2，析出对苯二甲酸（TA），得到TA乳液；步骤三：TA乳液与氢氧化钙浆料在超声强化管式反应器中进行反应，出料经固液分离，滤饼150℃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。

【技术特征摘要】
1.一种纺织废水资源化制备亚微米级钙基刚性材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：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：在清液中加入硫酸，调节pH至3.5-4.2，析出对苯二甲酸（TA），得到TA乳液；步骤三：TA乳液与氢氧化钙浆料在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉娜，方春平，蒋丽，陈文彦，
申请(专利权)人：常州市五洲环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32