申请日2012.12.05
公开(公告)日2013.03.27
IPC分类号D06M15/333; C02F9/06
摘要
一种退浆废水中PVA的回收装置及其方法，涉及一种废水处理。提供可减少印染废水的处理难度和根除印染废水对环境污染的一种退浆废水中PVA的回收装置及其方法。所述退浆废水中PVA的回收装置包括退浆废水浓缩系统和PVA回收系统;所述退浆废水浓缩系统设有精细过滤器、废水收集池、废水输送泵、热交换器、膜过滤系统、滤液收集罐、浓缩液收集罐和废水调节池;所述PVA回收系统设有化学药剂罐、盐析反应罐、电解机、脱水装置、粉碎机和回收PVA贮罐。先进行含PVA废水的浓缩，再进行PVA的沉淀回收。
权利要求书
1.一种退浆废水中PVA的回收装置，其特征在于包括退浆废水浓缩系统和PVA回收系 统;
所述退浆废水浓缩系统设有精细过滤器、废水收集池、废水输送泵、热交换器、膜过滤 系统、滤液收集罐、浓缩液收集罐和废水调节池;所述精细过滤器的出水口与废水收集池的 进水口联接，废水输送泵的入口与废水收集池的出水口联接，废水输送泵的出口与热交换器 的进水口联接，热交换器的出水口与膜过滤系统进水口联接，膜过滤系统的浓缩液出口与浓 缩液收集罐的进水口联接，膜过滤系统的滤液出口与滤液收集罐的进水口联接;
所述PVA回收系统设有化学药剂罐、盐析反应罐、电解机、脱水装置、粉碎机和回收 PVA贮罐;所述化学药剂罐的加药口经加药泵与盐析反应罐联接;浓缩液收集罐的出口经水 泵与盐析反应罐联接;盐析反应罐的出口与电解机的进水口联接;电解机的出水口与脱水装 置的进水口联接，脱水装置的出水口与废水浓缩系统的滤液收集罐进水口联接;脱水装置25 的固体出口联接粉碎机,粉碎机的出口与PVA贮罐联接。
2.如权利要求1所述的一种退浆废水 中PVA的回收装置，其特征在于所述退浆废水浓 缩系统的膜过滤系统采用陶瓷膜过滤系统或金属膜过滤系统。
3.如权利要求2所述的一种退浆废水中PVA的回收装置，其特征在于所述陶瓷膜过滤 系统的陶瓷膜元件孔径为20～80nm;所述金属膜过滤系统的金属膜元件孔径为15～80nm。
4.如权利要求1所述的一种退浆废水中PVA的回收装置，其特征在于所述PVA回收系 统的电解机采用普通电解机或纳米催化电解机。
5.如权利要求1所述的一种退浆废水中PVA的回收装置，其特征在于所述PVA回收系 统的脱水装置采用板框压滤机、袋式压滤机或离心机。
6.一种退浆废水中PVA的回收方法，其特征在于采用如权利要求1所述的一种退浆废 水中PVA的回收装置，所述回收方法包括以下步骤：
1)含PVA废水的浓缩：将含0.5%～2.5%PVA的退浆废水泵入过滤器，经过滤后收集于 废水贮罐中，再经过废水输送泵输送至热交换器将废水加热，然后进入膜过滤系统浓缩，得 COD为600～1200mg/L的滤液和含质量百分比为5%～12%的PVA浓缩液;滤液进入滤液收 集罐;PVA浓缩液进入浓缩液收集罐;
2)PVA的沉淀回收：将经过浓缩所得的含10%～12%的PVA浓缩液泵至盐析反应罐， 加入贮存于化学药剂罐的凝胶剂，反应后泵入固液分离脱水装置进行固液分离得PVA固体和 废水;分离后的PVA固体经洗涤后干燥，再经过粉碎机粉碎，得PVA粉贮存于PVA贮罐中; 固液分离得的废水合并收集于滤液收集池中进入废水处理系统。
7.如权利要求6所述的一种退浆废水中PVA的回收方法，其特征在于在步骤1)中，所 述加热的温度为70～85℃，所述浓缩的倍数为5～20倍。
8.如权利要求6所述的一种退浆废水中PVA的回收方法，其特征在于在步骤1)中，所 述膜过滤系统的工作压力为3～6bar，温度为70～85℃。
9.如权利要求6所述的一种退浆废水中PVA的回收方法，其特征在于在步骤2)中，所 述反应的时间为15～22min。
10.如权利要求6所述的一种退浆废水中PVA的回收方法，其特征在于在步骤2)中， 所述凝胶剂选自硼砂、铬酸盐、重铬酸盐、高锰酸盐、硫酸钠中的至少一种，所述凝胶剂最 好为硼砂和硫酸钠，硼砂的加入量可为0.1～0.8g/L，硫酸钠的加入量可为0.5～1g/L。
说明书
一种退浆废水中PVA的回收装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理，尤其是涉及采用膜分离浓缩的一种退浆废水中PVA的回收装 置及其方法。
背景技术
纺织和印染是我国的传统工业，在国民经济中占有重要地位。上浆和退浆是纺织和印染 过程中的重要工序。为防止或减少纱、线在织造时产生断头，提高工作效率，将纱、线用浆 料进行处理以增加其强度，称为上浆。浆料分天然的与合成的两类。前者有淀粉、改性淀粉、 海藻胶等。后者用羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯等。两者也可相互配成混 合浆料。但是，浆料在染整过程中会影响织物的润湿性，并阻碍化学品对纤维接触。因此， 在进行染整时，织物一般都先经退浆。棉织物退浆兼有去除纤维中部分杂质的作用;合成纤 维织物有时可在精练过程中同时退浆。织物在退浆过程中产生的废水称为退浆废水。退浆是 用化学药剂将织物上所带浆料除去，根据所用浆料不同采用酸化法或酶分解法，使织物上浆 料被水解或酶分解呈水溶物。其废水量较少，但污染严重，污染物含量约占总量的一半。废 水中含有各种坯布退下的浆料、浆料分解物、纤维、酸、碱和酶类等污染物;废水呈碱性， 略带黄色;CODCr和BOD5相当高;其可生物降解性随浆料的不同而不同：淀粉浆料 BOD5/CODcr=0.3～0.5，化学浆料(如PVA)BOD5/CODcr=0.1左右。由于PVA(聚乙烯醇) 浆料具有优良的性能，且价格便宜，目前，印染企业使用最多的是含有PVA(聚乙烯醇)的 化学浆料。因此，大多数退浆废水含有PVA(聚乙烯醇)。含有PVA的废水BOD5/CODcr=0.1 左右，不仅难于生化，同时，因为PVA的存在，也给废水的再生利用带来难题，所以对退浆 废水中PVA的回收，不仅可以废物利用，减少环境污染，而且有利于废水再生循环利用。目 前，关于PVA的回收方法的报道不少，主要有泡沫分离法、凝聚沉淀法、吸附法、重金属螯 合法、等离子分解法、超过滤法、生物(细菌)分解法等多种方法，其中以凝聚、胶化、吸 附综合的效果最佳。聚乙烯醇(PVA)的分子链上含有大量亲水性羟基，具有良好的水溶性， 通过合成具有选择性反应活性的凝胶剂，使凝胶剂与PVA的羟基发生高分子化学反应，对羟 基实施封闭处理，PVA一旦失去水溶性，便会沉淀分离。SS-PERCLER法采用SS-PQ，SS-AQ 等药剂对PVA实施凝聚、胶化、吸附相乘的综合效果，去除率达98%。若PVA的退废水含 量8g/L时，CODcr为12000mg/L经去除98%后，使CODcr降至240mg/L，与其它工艺废水 进入常规生化处理达标排放。郭丽、黄承武和徐竟成、郑涛等分别介绍了采用硼砂凝胶沉淀 从含有PVA的退浆废水中沉降回收PVA的方法，它是向含有PVA的退浆废水中加入硼砂和 硫酸钠，最佳用量是硼砂1.4g/L和硫酸钠14g/L，当退浆废水的PVA深度达到12g/L时，回 收率达到90%。但是，PVA的回收率与废水中含有的PVA浓度有关，当废水中含有的PVA 浓度小于5g/L时，回收率很低。但是，多数情况下，退浆废水中的PVA浓度小于5g/L，多 在0.5～2.5g/L之间，必须浓缩后才能采用凝胶沉淀法回收PVA。此外，由于加入大量的硼砂 和硫酸钠，一方面消耗大量化学药品，另一方面，大量的硼砂和硫酸钠溶解于废水中，导致 废水中盐度高，给废水处理的生化系统造成负担。李文销介绍了采用卷式超滤从退浆废水中 回收PVA的方法，回收率可达90%以上，浓缩液中含有3%～5%的PVA，通过补充PVA后， 可以制成浆料再用，但是，膜系统污染十分严重，运行成本高。由此可见，尽管从退浆废水 中回收PVA的方法已有不少，但现有的从退浆废水中回收PVA的方法都存在这样或那样的 不足。
发明内容
本发明的目的在于针对现有退浆废水中回收PVA的技术存在的问题，提供可减少印染废 水的处理难度和根除印染废水对环境污染的一种退浆废水中PVA的回收装置及其方法。
本发明主要采用膜分离浓缩技术。
本发明适用于PVA浓度在0.5～2.5g/L之间的退浆废水。
本发明所述退浆废水中PVA的回收装置包括退浆废水浓缩系统和PVA回收系统;
所述退浆废水浓缩系统设有精细过滤器、废水收集池、废水输送泵、热交换器、膜过滤 系统、滤液收集罐、浓缩液收集罐和废水调节池;所述精细过滤器的出水口与废水收集池的 进水口联接，废水输送泵的入口与废水收集池的出水口联接，废水输送泵的出口与热交换器 的进水口联接，热交换器的出水口与膜过滤系统进水口联接，膜过滤系统的浓缩液出口与浓 缩液收集罐的进水口联接，膜过滤系统的滤液出口与滤液收集罐的进水口联接;
所述PVA回收系统设有化学药剂罐、盐析反应罐、电解机、脱水装置、粉碎机和回收 PVA贮罐;所述化学药剂罐的加药口经加药泵与盐析反应罐联接;浓缩液收集罐的出口经水 泵与盐析反应罐联接;盐析反应罐的出口与电解机的进水口联接;电解机的出水口与脱水装 置的进水口联接，脱水装置的出水口与废水浓缩系统的滤液收集罐进水口联接;脱水装置25 的固体出口联接粉碎机,粉碎机的出口与PVA贮罐联接。
所述退浆废水浓缩系统的膜过滤系统可采用陶瓷膜过滤系统或金属膜过滤系统等;所述 陶瓷膜过滤系统的陶瓷膜元件孔径可为20～80nm;所述金属膜过滤系统的金属膜元件孔径可 为15～80nm。
所述PVA回收系统的电解机可采用普通电解机或纳米催化电解机等;
所述PVA回收系统的脱水装置可采用板框压滤机、袋式压滤机或离心机等。
本发明所述一种退浆废水中PVA的回收方法包括以下步骤：
1)含PVA废水的浓缩：将含0.5%～2.5%PVA的退浆废水泵入过滤器，经过滤后收集于 废水贮罐中，再经过废水输送泵输送至热交换器将废水加热，然后进入膜过滤系统浓缩，得 COD为600～1200mg/L的滤液和含质量百分比为5%～12%的PVA浓缩液;滤液进入滤液收 集罐;PVA浓缩液进入浓缩液收集罐;
2)PVA的沉淀回收：将经过浓缩所得的含10%～12%的PVA浓缩液泵至盐析反应罐， 加入贮存于化学药剂罐的凝胶剂，反应后泵入固液分离脱水装置进行固液分离得PVA固体和 废水;分离后的PVA固体经洗涤后干燥，再经过粉碎机粉碎，得PVA粉贮存于PVA贮罐中; 固液分离得的废水合并收集于滤液收集池中进入废水处理系统。
在步骤1)中，所述加热的温度可为70～85℃，所述浓缩的倍数可为5～20倍;所述膜 过滤系统的工作压力可为3～6bar，温度可为70～85℃。
在步骤2)中，所述反应的时间可为15～22min;所述凝胶剂可选自硼砂、铬酸盐、重铬 酸盐、高锰酸盐、硫酸钠等中的至少一种，所述凝胶剂最好为硼砂和硫酸钠，硼砂的加入量 可为0.1～0.8g/L，硫酸钠的加入量可为0.5～1g/L。
本发明与现有技术比较，克服了现有技术的如下重大缺陷，具有如下优点：
一、与现有的凝聚沉淀法比较，
1、克服了现有方法要求退浆废水中PVA中深度需要大于5g/L的局限，能够回收各种浓 度的PVA，适用范围广;
2、由于是将退浆废水用膜浓缩5～20倍，将废水中PVA浓缩成10%～12%的PVA浓缩 液后，再加入凝胶剂，因此，凝胶剂用量只有现有方法的三分之一;
3、废水中含凝胶剂(盐)量大幅度下降，便于废水的生化处理和再生循环利用;
二、与现有的超滤回收退浆废水中的PVA比较
1、克服了现有方法所得的浓缩液中只有3%～5%的PVA，需要通过补充PVA后，才可 以制成浆料再用和不便保存的缺陷;
2、采用陶瓷膜过滤或金属膜过滤，过滤温度70～85℃，PVA在水中的溶解性大，流动 性好，浓缩液中PVA浓度高达10%～12%，浓度高。
3、膜通量大，污染小，即使污染了，也便于清洗和再生。
4、采用陶瓷膜过滤或金属膜过滤，陶瓷膜过滤或金属膜耐酸、耐碱和耐高温，化学性质 稳定，便于清洗。