一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法技术

本申请涉及一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法，属于工业废水处理领域，具体包括以下工艺步骤：S1、废水预处理，对反渗透膜（RO）浓水进行去杂、软化、除COD和脱色，得到预处理后废水；S2、无机盐浓缩，对步骤S1中得到的废水进行两段电渗析：一段电渗析淡化室获得的淡水返回RO工艺前端，浓缩室获得的盐水作为二段电渗析淡化室和浓缩室的原水；二段电渗析淡化室获得的淡水返回到一段电渗析的浓缩室，浓缩室获得的盐水即为浓盐水；S3、浓盐水回用，取步骤S2得到的浓盐水脱除碱度后调节pH，即得到可回用于印染厂染布的浓盐水。本申请有效解决印染废水处理领域RO浓水仍然需要大量排放而无法回用其中无机盐的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法
本申请涉及工业废水处理领域，更具体地，涉及一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法。
技术介绍
印染废水污染一直在我国工业行业中名列前茅，其废水排放量占全国废水排放的11％左右，每年18～20亿吨。化学需氧量(COD)排放量每年约24～26万吨，在全工业行业中占比9％左右。目前我国已成为印染废水排放量最高的国家，主要集中在浙江、江苏、广东、福建以及山东。从污染物质来看，印染废水污染物主要来自纤维材料、纺织用浆料、印染加工所用的染料、化学药剂、后整理废水、设备冲洗水等，废水pH在10～11间，有机物含量高，COD约800～2000mg/L，含盐量高(电导率在3000uS/cm以上)，同时有约10％未成功上色的染料残留在废水中。总体来看具有污染物浓度高、种类多、碱性大、毒害大及色度高等特点，属于典型的高盐、高有机物工业废水。随着国家环保政策的收紧，尤其是“水十条”的颁布实施以及各地方不断出台较国标和行业标准更高的污水排放水质、水量双限标准，一些中小企业面临停产、减产，行业发展与水资源、水环境要求发生矛盾。一些地区也采用了印染企业集中到工业园区的措施，如浙江绍兴，在限制排水量的同时，园区内企业排放水水质要达到纳管标准，即COD500mg/L以下，园区外则需要200mg/L以下。目前，以“UF(或MBR)+RO”双膜法为代表的废水处理工艺是印染行业中水回用的主流工艺，RO产水直接回用，RO浓水纳管排放。由于实际印染工艺中需要加入大量的Na2SO4或NaCl作为促染剂或缓染剂帮助固色，因此纳管排放RO高盐浓水不仅造成大量盐的浪费，且排入园区污水处理厂后影响后续生化处理效果。目前，将RO浓水经中压和高压反渗透膜浓缩后，再由MVR蒸发回收固体盐是资源化利用的传统工艺和思路，但设备投资大，运行成本较高。
技术实现思路
针对印染废水处理过程中，RO浓水直接排放造成大量无机盐浪费的问题，本申请提供一种印染废水中无机盐资源化利用新方法。本申请提供的一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法采用如下的技术方案：一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法，具体包括以下工艺步骤：S1、废水预处理，对RO浓水进行去杂、软化、除COD和脱色，得到预处理后的废水；S2、无机盐浓缩，具体为对所述步骤S1中预处理后废水进行两段电渗析：一段电渗析淡化室获得的淡水返回RO工艺前端，浓缩室获得的盐水作为二段电渗析淡化室和浓缩室的原水；二段电渗析淡化室获得的淡水返回到一段电渗析的浓缩室，浓缩室获得的盐水即为浓盐水；S3、浓盐水回用，取所述步骤S2中得到的浓盐水脱除碱度后调节到合适的pH，即得到可回用于印染厂染布的浓盐水。一般来说，染厂在对印染废水进行RO处理前，会经过冷却、物化(絮凝或气浮)、生化、超滤(或MBR)等预处理，对印染废水中的悬浮物、COD、色度、氨氮、总磷等进行处理，去除大部分污染物后再进行RO处理。由于RO对一、二价盐和污染物均有截留作用，其产水通常情况下符合纺织染整工业回用水水质标准(FZ/T01107-2011)，因而可以直接回用；而大部分的无机盐则被RO截留，存在于RO浓水中，同时一部分污染物也被截留到RO浓水中。正是由于RO对无机盐的截留和浓缩功能，使得在RO浓水中回用无机盐成为可能。电渗析是以直流电为推动力，利用阴、阳离子交换膜对水溶液中阴、阳离子的选择透过性，使一个水体中的离子通过膜转移到另一水体中的物质分离过程，电渗析的核心是离子交换膜。本专利技术正是利用离子交换膜具有选择性透过离子的功能来实现印染废水中无机盐的浓缩。电渗析在使用过程中，废水中的颗粒状物质、钙和镁离子以及有机污染物(通常用COD来表示含量高低)容易污染离子交换膜，从而影响电渗析设备的使用寿命和效果，因而将RO浓水先经过去杂、软化、除COD和脱色后，有效保证电渗析设备的使用效率和寿命。另外，印染废水中含有500～1500mg/L的碱度，碱度主要是由碳酸氢盐、碳酸盐和氢氧化物引起的，当印染废水经RO以及电渗析多段浓缩后，其浓盐水中碱度可达15000～40000mg/L，形成缓冲溶液，从而不利于后续调碱和染色。因此本申请将经电渗析浓缩后的浓盐水脱除碱度，将浓盐水的pH调节到可回用于印染厂染布的pH。在本申请中，印染废水中的无机盐以浓盐水的形式回用到染色工艺段，取代了传统染色时在水中添加元明粉(Na2SO4)或NaCl的工艺，大大节约了印染企业的生产成本；同时，由于电渗析的淡水中含盐量很低，通过将其返回到RO工艺前端实现水资源的进一步利用；此外，相较于传统“多级浓缩+MVR蒸发”方式回用固体盐，本申请对印染废水中无机盐回收利用的处理方式更节约能源，有效降低了运行成本。可选的，所述步骤S1具体包括以下工艺步骤：a.去杂，利用柱式超滤对染厂的RO浓水进行处理，去除大部分颗粒状杂质后得到超滤废水，其中超滤膜为有机膜，优选PVDF膜；孔径0.01～0.1μm，优选0.03μm；b.软化，利用螯合树脂对步骤a中得到的超滤废水进行软化处理，得到软化废水；c.除COD和色度，利用卷式超滤对步骤b中得到的软化废水进行处理，以去除软化废水中的COD和色度，卷式超滤的浓缩水(含大部分COD和色度)进一步处理后达标排放；卷式超滤的产水进入后续电渗析，其中浓缩水体积与进水体积比为8～20％，优选10％；卷式超滤膜的切割相对分子量为1000～6000道尔顿，优选2000道尔顿；运行压力为0.7～1.2MPa，优选0.9MPa。通过采用上述技术方案，依次对RO浓水进行超滤、树脂软化和卷式超滤，从而基本去除RO浓水中的悬浮物、硬度、COD和色度，从而使预处理后的废水中基本只存留盐分，以便于后续电渗析的进行，也便于将处理后的浓盐水代替元明粉溶液回用至染布工序。可选的，所述步骤S2具体包括以下工艺步骤：a.在一段电渗析的淡化室中通入所述步骤S1中得到预处理后的废水，此时废水中大部分的悬浮物、硬度、COD和色度等污染物已经被去除，浓缩室中起初通入自来水，后期为二段电渗析淡水，启动电渗析装置；当浓缩室中的盐水电导率达到35000-60000μS/cm时，将电渗析淡化室内的淡水返回RO工艺前端，进一步回用其中的水和无机盐；浓缩室中的盐水移入二段电渗析的淡化室和浓缩室；b.根据染厂染不同材质和颜色的布的需求，当二段电渗析浓缩室盐水电导率达到90000-120000μS/cm时，此时浓缩室得到高含盐浓盐水，将二段电渗析淡化室内的淡水回流到一段电渗析的浓缩室。通过采用上述技术方案，每一段电渗析都需要多次更换淡化室中处理后的印染废水，才能浓缩到所需终点。当一段电渗析浓缩室中的盐水电导率达到35000-60000μS/cm后，浓缩室盐水和淡化室淡水的电导率差距达到临界值，综合浓缩效率、效果以及能耗，此时为一段电渗析浓缩的最佳终点；当一段电渗析浓缩室盐水的电导率小于35000μS/cm时，电渗析虽然可正常进行浓缩，但二段电渗析浓缩室盐水的电导率无法达到所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法，其特征在于：具体包括以下工艺步骤：/nS1、废水预处理，对RO浓水进行去杂、软化、除COD和脱色，得到预处理后的废水；/nS2、无机盐浓缩，具体为对所述步骤S1中预处理后废水进行两段电渗析：一段电渗析淡化室获得的淡水返回RO工艺前端，电渗析浓缩室获得的盐水作为二段电渗析淡化室和浓缩室的原水；二段电渗析淡化室获得的淡水返回到一段电渗析的浓缩室，浓缩室获得的盐水即为浓盐水；/nS3、浓盐水回用，取所述步骤S2中得到的浓盐水脱除碱度后调节pH，即得到可回用于印染厂染布的浓盐水。/n

【技术特征摘要】
1.一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法，其特征在于：具体包括以下工艺步骤：
S1、废水预处理，对RO浓水进行去杂、软化、除COD和脱色，得到预处理后的废水；
S2、无机盐浓缩，具体为对所述步骤S1中预处理后废水进行两段电渗析：一段电渗析淡化室获得的淡水返回RO工艺前端，电渗析浓缩室获得的盐水作为二段电渗析淡化室和浓缩室的原水；二段电渗析淡化室获得的淡水返回到一段电渗析的浓缩室，浓缩室获得的盐水即为浓盐水；
S3、浓盐水回用，取所述步骤S2中得到的浓盐水脱除碱度后调节pH，即得到可回用于印染厂染布的浓盐水。


2.根据权利要求1所述的一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括以下工艺步骤：
a.去杂，利用柱式超滤对染厂的RO浓水进行处理，得到超滤废水，其中超滤膜为有机膜，孔径0.01~0.1μm；
b.软化，利用螯合树脂对步骤a中得到的超滤废水进行软化处理，得到软化废水；
c.除COD和色度，利用卷式超滤对步骤b中得到的软化废水进行处理，以去除软化废水中的大部分COD和色度；卷式超滤的浓缩水进一步处理后达标排放；卷式超滤膜的产水进入后续电渗析工艺段，其中浓缩水体积与进水体积比为8~20%，卷式超滤膜切割相对分子量为1000~6000道尔顿，运行压力为0.7~1.2MPa。


3.根据权利要求1所述的一种印染废水中无机盐回收利用的制备方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下工艺步骤：
a.在一段电渗析的淡化室中通入所述步骤S1中得到预处理后的废水，浓缩室中起初通入自来水，当电渗析浓缩室中盐水电导率达到35000-60000μS/cm时，将电渗析淡化室内的淡水返回RO工艺前端，电渗析浓缩室盐水移入二段电渗析的淡化室和浓缩室；
b.当二段电渗析浓缩室盐水电导率达到90000-120000...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海涛，许以农，徐守疆，常娜，王奇梁，李国才，刘瑞，陈武帅，王岩，金铁瑛，阿如汗，
申请(专利权)人：天津工业大学，浙江津膜环境科技有限公司，绿邦膜分离技术天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12