一種用于精制棉黑液處理的組合工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于處理精制棉黑液的組合工藝，主要針對(duì)精制棉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的精制棉黑液開發(fā)了一種處理工藝。組合工藝包括：精制棉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的精制棉黑液通入預(yù)處理池，進(jìn)行酸析處理；將酸析處理的上清液通入電吸附裝置進(jìn)行處理以提高該廢水的可生化性；將電吸附出水進(jìn)入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器對(duì)廢水進(jìn)行厭氧降解；厭氧出水進(jìn)入好氧反應(yīng)器，進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)物；然后廢水進(jìn)入超濾膜組件，使其出水COD達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)等步驟。該組合工藝是針對(duì)精制棉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生黑液開發(fā)，即棉短絨經(jīng)堿法蒸煮產(chǎn)生的蒸煮黑液和漿料洗滌產(chǎn)生的大量黑褐色廢水而設(shè)計(jì)的。該組合工藝將酸析-電吸附-厭氧、好氧生化-超濾工藝組合起來(lái)，對(duì)精制棉黑液進(jìn)行處理，解決了精制棉黑液難處理的問(wèn)題，且較簡(jiǎn)單易行。
【專利說(shuō)明】—種用于精制棉黑液處理的組合工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于精制棉黑液處理的組合工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]精制棉，又稱為棉漿或棉漿柏，是以棉短絨為原料經(jīng)堿法蒸煮精制而成的一種纖維素。其主要化學(xué)成分是纖維素、木質(zhì)素和半纖維素。它是由碳、氫、氧3種元素組成，其組成的質(zhì)量比:碳44.4%、氫6.17%、氧49.39%，其密度一般為50_56g/cm3，比熱容30_40kJ/(kg *°C),可溶于銅氨溶液中，具有很好的親水性和良好的吸附性。精制棉的通式:(C6Hltltl5)n，其中n為纖維素的聚合度，表示組成纖維素大分子中重復(fù)的基本鏈節(jié)——葡萄糖殘基，棉纖維的聚合度一般為10000-15000。精制棉無(wú)毒、無(wú)味、易吸水,是制造醚類纖維素(如CMC、HEC、HPMC、MC等)、硝化纖維素(硝化棉)和醋酸纖維素的主要材料，廣泛用于食品、醫(yī)藥、日化、塑料、電子、造紙、冶金、航空航天等眾多領(lǐng)域，被譽(yù)為“特種工業(yè)味精”。
[0003]精制棉原料為天然植物纖維素纖維，符合人們?nèi)找娉缟械木G色、健康、環(huán)保的消費(fèi)觀念，特別是其增稠賦型的功能，使得精制棉產(chǎn)品市場(chǎng)前景廣闊，其不可或缺、不可替代的作用日益凸現(xiàn)。
[0004]但精制棉生產(chǎn)因其傳統(tǒng)的高溫高堿蒸煮和含氯漂白工藝存在的一些問(wèn)題:一是污染非常嚴(yán)重，廢水主要來(lái)自蒸煮黑液和漂白白液。黑液有機(jī)物濃度大，COD可達(dá)5X 104mg/L以上，蒸煮黑液中有機(jī)物含量占總有機(jī)物排放量的90%，是精制棉生產(chǎn)的主要污染源；漂白白液中含有三氯甲烷、氯代酚類化合物、二惡英和吠喃等有毒性、致畸、致突變和難降解的有機(jī)氯化物。二是制漿得率低，色澤深，降解嚴(yán)重，不易制得高白度高聚合度產(chǎn)品。這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了精制棉的發(fā)展。
[0005]精制棉加堿蒸煮過(guò)程中約有20%的棉短絨會(huì)溶于水中，部分有機(jī)物質(zhì)被氧化，產(chǎn)生的廢水中主要污染物為溶解的棉短絨、纖維素在堿法蒸煮后生成的低分子的糖類等物質(zhì)皂化反應(yīng)的產(chǎn)物、水溶性碳水化合物和堿木素等。精制棉黑液專指蒸煮黑液，即棉短絨經(jīng)堿法蒸煮產(chǎn)生的蒸煮黑液和漿料洗滌產(chǎn)生的大量黑褐色廢水。
[0006]精制棉黑液呈強(qiáng)堿性，顏色呈深褐色，成分復(fù)雜，含鹽量和COD均較高，可生化性差，給處理帶來(lái)很大困難，屬于難處理高濃度有機(jī)廢水，是精制棉生產(chǎn)的主要污染源。因此，精制棉黑液若不經(jīng)過(guò)任何處理就排放，勢(shì)必造成環(huán)境污染。
[0007]由于精制棉廢水的處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)外研究較少，加上精制棉廢水與印染廢水水質(zhì)極為類似，故有些處理方法借鑒了印染廢水的處理方法。主要的處理工藝有黑液燃燒苛化法、凝聚氣浮法、濕法氧化堿回收法、膜分離法等。其中黑液燃燒苛化法、凝聚氣浮法、濕法氧化堿回收法、膜分離法投資規(guī)模大，工藝難控制，處理運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高。
[0008]為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于精制棉黑液處理的組合工藝，以酸析法對(duì)精制棉黑液進(jìn)行預(yù)處理，以去除木素、降低色度；然后通過(guò)電吸附去除黑液中的溶解鹽類、膠體顆粒及其他帶電物質(zhì)，以提高廢水的可生化性；接著通過(guò)厭氧-好氧生物處理法，首先厭氧處理降解黑液中的大分子有機(jī)物，然后通過(guò)好氧處理進(jìn)一步分解去除廢水中的有機(jī)物，將COD降到350mg/L ;最后利用超濾膜組件將處理后的廢水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種將酸析-電吸附-厭氧-好氧生化-超濾工藝組合起來(lái)對(duì)精制棉黑液進(jìn)行處理。該工藝首先調(diào)節(jié)精制棉黑液的PH，進(jìn)行酸析預(yù)處理，然后通過(guò)電吸附去除黑液中的溶解鹽類、膠體顆粒及其他帶電物質(zhì)，提高廢水的可生化性；接著通過(guò)厭氧-好氧生化法降解廢水中的有機(jī)物；最后通過(guò)超濾膜組件進(jìn)行處理，進(jìn)一步降低精制棉黑液中的C0D，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0010]本發(fā)明提供了一種用于處理精制棉黑液的組合工藝，該工藝包括以下步驟:
[0011]步驟1，將精制棉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的精制棉黑液通入預(yù)處理池，調(diào)節(jié)pH，靜置一段時(shí)間，進(jìn)行酸析處理，然后離心，初步去除黑液中40%~50%的C0D。
[0012]步驟2，將酸析處理的上清液通入電吸附裝置，處理30min，使電導(dǎo)率下降約40%，COD下降至2000~5000mg/L，使廢水的可生化性得到明顯提高。
[0013]步驟3，電吸附出水進(jìn)入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)24h的厭氧處理，降解廢水中的大分子有機(jī)物，使出水水質(zhì)COD達(dá)到1200~2400mg/L。
[0014]步驟4，厭氧出水進(jìn)入好氧反應(yīng)器，進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)物，好氧處理時(shí)間為12-24h，使出水COD降到500mg/L以下。
[0015]步驟5，然后進(jìn)入超濾膜組件，使其出水COD為40~50mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0016]進(jìn)一步，本發(fā)明所述的一種用于處理精制棉黑液的組合工藝具有如下特征:
[0017]所述的精制棉黑液為精制棉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的，專指蒸煮黑液，即棉短絨經(jīng)堿法蒸煮產(chǎn)生的蒸煮黑液和漿料洗滌產(chǎn)生的大量黑褐色廢水。
[0018]在步驟2中，電吸附采用的電極材料為活性炭、活性炭纖維、碳納米管、炭氣凝膠中的一種或者幾種的復(fù)合材料。
[0019]所述的步驟3還可以在厭氧罐或者UASB中進(jìn)行。
[0020]在步驟3中還可以添加高效厭氧菌種或者普通污泥。
[0021]在步驟4中還包括污泥的馴化。
[0022]所述的超濾膜組件為板框式、管式、螺旋卷式或中空纖維式。
[0023]所述的超濾膜組件采用聚砜膜、聚砜酰胺膜、聚丙烯腈膜至少其一。
[0024]所述的超濾膜組件的微孔孔徑為0.05~I m。
[0025]本發(fā)明的有益效果:精制棉廢水處理過(guò)程中最難解決的是色度和難降解有機(jī)物的去除，單純的物理、化學(xué)、生物處理工藝很難使廢水達(dá)到較好的水質(zhì)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明采用聯(lián)用技術(shù)，首先用酸析方法對(duì)精制棉黑液進(jìn)行預(yù)處理，然后用電吸附裝置和厭氧-好氧生物反應(yīng)器去除廢水中的鹽和有機(jī)物，降低廢水的電導(dǎo)率和C0D，最后通過(guò)超濾膜組件的處理進(jìn)一步降低廢水的C0D，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝將酸析-電吸附-厭氧、好氧生化-超濾工藝組合起來(lái)，對(duì)精制棉黑液進(jìn)行處理，解決了精制棉黑液難處理的問(wèn)題，且較簡(jiǎn)單易行。
【具體實(shí)施方式】
[0026]將精制棉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的精制棉黑液通入預(yù)處理池，進(jìn)行酸析處理，調(diào)節(jié)pH為3，加熱使溫度達(dá)到30°C，靜置60min，使黑液中的木素析出，然后離心分離，初步去除黑液中40%~50%的COD，并能去除一部分色度。
[0027]將酸析處理的上清液通入電吸附裝置，在1.5V電壓下處理30min，電極具有很強(qiáng)的吸附能力，在通電的條件下能吸附大量帶電的離子、膠體顆粒及其他的有機(jī)物，使電導(dǎo)率下降約40%，COD下降至2000~5000mg/L，廢水的可生化性得到明顯提高。
[0028]電吸附出水進(jìn)入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器，維持溫度為30±5°C，經(jīng)過(guò)24h的厭氧處理，廢水中的大分子難降解有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物，出水COD達(dá)到1200~2400mg/L。在厭氧過(guò)程中，還可以添加添加高效厭氧菌種或者普通污泥，在厭氧罐或者UASB中進(jìn)行厭氧。
[0029]厭氧出水進(jìn)入好氧反應(yīng)器，維持溫度為25±5°C，進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)物，好氧處理時(shí)間為12-24h，使出水COD降到500mg/L以下。好氧出水進(jìn)入超濾膜組件，使其出水COD降至40~50mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。所采用的超濾膜組件為板框式、管式、螺旋卷式或者中空纖維式，其采用的膜為聚砜膜、聚砜酰胺膜或者聚丙烯腈膜。超濾膜組件的微孔孔徑為
0.05~I微米。
[0030]實(shí)施實(shí)例
[0031]實(shí)施例1
[0032]取精制棉黑液1000mL,測(cè)得其COD為44580mg/L，電導(dǎo)率2.66X 104iiS/cm。用30%H2S04調(diào)節(jié)pH為3.05，加熱至水溫為30± 1°C，靜置60min，離心分離，測(cè)得上清液的COD為 8040mg/L ；
[0033]經(jīng)酸析后上清液進(jìn)入電吸附裝置，控制電壓為1.5V，電極間距為1.5cm，電極材料選用活性炭纖維，水力停留時(shí)間為30min，出水的COD為2780mg/L，電導(dǎo)率降為
1.6 X IO4 u S/cm ；
[0034]電吸附出水進(jìn)入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器，溫度控制在35土TC，溶解氧0~0.3mg/L，水力停留時(shí)間為24h，出水COD為1290mg/L ；
[0035]厭氧出水進(jìn)入好氧反應(yīng)器，溫度控制在25±1°C，溶解氧2~3mg/L，pH控制在7~9之間，最佳好氧處理時(shí)間為12h。出水COD為413mg/L ；
[0036]好氧出水進(jìn)入超濾膜組件，測(cè)得出水COD為46mg/L。
[0037]實(shí)施例2
[0038]取精制棉黑液1000mL,測(cè)得其COD為50650mg/L,電導(dǎo)率3.38X IO4 y S/cm。用30%H2S04調(diào)節(jié)pH為2.89，加熱至水溫為30± 1°C，靜置60min，離心分離，測(cè)得上清液的COD為 9180mg/L ；
[0039]經(jīng)酸析后上清液進(jìn)入電吸附裝置，控制電壓為1.5V，電極間距為1.5cm，電極材料選用活性炭纖維，水力停留時(shí)間為30min，出水的COD為3670mg/L，電導(dǎo)率降為
2.0XlO4U S/cm ；
[0040]電吸附出水進(jìn)入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器，溫度控制在35土 1°C，溶解氧0~0.3mg/L，水力停留時(shí)間為24h，出水COD為2140mg/L ；
[0041]厭氧出水進(jìn)入好氧反應(yīng)器，溫度控制在25±1°C，溶解氧3~4mg/L，pH控制在7~9之間，水力停留時(shí)間為18h。出水COD為381mg/L ；
[0042]好氧出水進(jìn)入超濾膜組件，測(cè)得出水COD為48mg/L。[0043]實(shí)施例3
[0044]取精制棉黑液1000mL,測(cè)得其COD為30650mg/L,電導(dǎo)率2.78X IO4 y S/cm。用30%H2S04調(diào)節(jié)pH為3.11，加熱至水溫為30± 1°C，靜置60min，離心分離，測(cè)得上清液的COD為 7360mg/L ；
[0045]經(jīng)酸析后上清液進(jìn)入電吸附裝置，控制電壓為1.5V,電極間距為1.5cm,電極材料選用活性炭纖維，水力停留時(shí)間為30min，出水的COD為1880mg/L，電導(dǎo)率降為
1.6 X IO4 u S/cm ；
[0046]電吸附出水進(jìn)入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器，溫度控制在35土 1°C，溶解氧0~0.3mg/L，水力停留時(shí)間約為24h，出水COD為1360mg/L ；
[0047]厭氧出水進(jìn)入好氧反應(yīng)器，溫度控制在25±1°C，溶解氧2~3mg/L，pH控制在7~9之間，水力停留時(shí)間為18h。出水COD為268mg/L ；
[0048]好氧出水進(jìn)入超濾膜組件，測(cè)得出水COD為41mg/L。
[0049]以上所述僅為發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、`等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理精制棉黑液的組合工藝，其特征在于:該工藝包括以下步驟。 步驟1，將精制棉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的精制棉黑液通入預(yù)處理池，進(jìn)行酸析處理，調(diào)節(jié)pH，靜置一段時(shí)間，然后離心，初步去除黑液中40%~50%的COD。 步驟2，將酸析處理的上清液通入電吸附裝置，處理30min，使電導(dǎo)率下降約40%，COD下降至2000~5000mg/L，使廢水的可生化性得到明顯提高。 步驟3，電吸附出水進(jìn)入裝有厭氧顆粒污泥的厭氧反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)24h的厭氧處理，降解廢水中的大分子有機(jī)物，使出水水質(zhì)COD達(dá)到1200~2400mg/L。 步驟4，厭氧出水進(jìn)入好氧反應(yīng)器，進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)物，好氧處理時(shí)間為12-24h，使出水COD降到500mg/L以下。 步驟5，然后進(jìn)入超濾膜組件，使其出水COD為40~50mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精制棉黑液處理的組合工藝，其特征在于:所述的精制棉黑液為精制 棉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的，專指蒸煮黑液，即棉短絨經(jīng)堿法蒸煮產(chǎn)生的蒸煮黑液和漿料洗滌產(chǎn)生的大量黑褐色廢水。
3.在步驟2中，電吸附采用的電極材料為活性炭、活性炭纖維、碳納米管、炭氣凝膠中的一種或者幾種的復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精制棉黑液處理的組合工藝，其特征在于:所述的步驟3還可以在厭氧罐或者UASB中進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精制棉黑液處理的組合工藝，其特征在于:在步驟3中還可以添加高效厭氧菌種或者普通污泥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精制棉黑液處理的組合工藝，其特征在于:在步驟4中還包括污泥的馴化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精制棉黑液處理的組合工藝，其特征在于:所述的超濾膜組件為板框式、管式、螺旋卷式或中空纖維式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精制棉黑液處理的組合工藝，其特征在于:所述的超濾膜組件采用聚砜膜、聚砜酰胺膜、聚丙烯腈膜至少其一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精制棉黑液處理的組合工藝，其特征在于:所述的超濾膜組件的微孔孔徑為0.05~I y m。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK103570192SQ201310553819
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】周貴忠 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)