一种均相膜电渗析技术碱减量排放液资源回收方法及装置与流程
1.本发明涉及废碱液回收利用技术领域，尤其涉及一种均相膜电渗析技术碱减量排放液资源回收方法及装置。
背景技术：
2.涤纶化纤在染前一般都会碱减量(俗称“碱剥皮”)处理，目的是改善织物面料特性，碱减量工艺是处理涤纶纤维织物的一种重要方法，是将涤纶纤维织物或涤锦纤维织物在一定温度条件下(碱减量采用间歇处理工艺时会在95℃到98℃之间；碱减量采用连续处理工艺时会在110℃到130℃之间)，用一定浓度的烧碱(碱减量采用间歇处理工艺时氢氧化钠浓度会在1.8～3g/l；碱减量采用连续处理工艺时氢氧化钠浓度会在270～400g/l)进行减量处理，碱减量工艺减量率一般为8％～20％。通过碱减量工艺使涤纶或涤锦纤维纱线表面产生水解并剥落，形成不规则凹坑和龟裂，消除织物的极光，织物的光泽柔和更近似于天然丝，手感柔软、滑爽、富有弹性，同时增加了纤维的孔隙率，透气性也大幅提高；
3.碱减量废水的特点：由于碱减量工艺大量使用氢氧化钠，即使采用碱液利用率相对高的连续式碱减量工艺，在整个工艺过程中还是有大量的碱液随工艺清洗水排出，其ph值根据处理工艺的不同一般都在12～14范围内，另外极高的codcr是其重要特征，并且极难生化降解，碱减量废水目前几乎均采用酸析法回收废水中的粗对苯二甲酸并同步实现codcr的大幅降解；涤纶是一种高聚物，其大分子各个链节间都以酯基相连，在强碱的作用下酯基就断裂、水解，成为对苯二甲酸钠和乙二醇。
4.现在没有很好的回收利用装置对碱减量废水中的naoh进行回收利用，造成浪费，同时提高了后道酸析处理的生产成本；对苯二甲酸是用于生产聚对苯二甲酸乙二酯(聚酯)的主要原料，也是聚酯纤维、薄膜、塑料制品、绝缘漆及增塑剂的重要原料，也广泛应用于医药、染料及其他产品的生产，现有设备没有很好的对碱减量废水中的苯二甲酸进行高效回收造成回收效率偏低并同步增加了废水处理成本。
技术实现要素：
5.有鉴于此，本发明提供了一种均相膜电渗析技术碱减量排放液资源回收方法及装置，以解决上述背景技术中存在的问题。
6.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收方法，包括如下步骤：
8.1)对碱减量废水进行过滤，得到碱减量过滤液；
9.2)将碱减量过滤液进行电渗析处理，得到电渗析处理液和naoh溶液；
10.3)对电渗析处理液进行酸析处理，得到对苯二甲酸固体和废水，完成废水碱液的回收。
11.优选的，所述步骤1)中碱减量废水的ph值为12～14，碱减量过滤液的ph值为12～14；所述过滤采用微滤过滤器进行。
12.优选的，所述步骤2)中电渗析处理阴阳极板电压为直流300～450v。
13.优选的，所述电渗析处理液的ph值为9～11。
14.优选的，所述步骤3)中酸析处理采用硫酸溶液进行，电渗析处理液与硫酸溶液的体积比为780：1～370：1，硫酸溶液的质量浓度为1.82～1.84g/ml。
15.本发明还提供了一种基于均相膜电渗析技术的废水碱液回收方法所用装置，包括酸析罐(4)，所述酸析罐(4)内设有ph值检测装置，所述酸析罐(4)的侧面通过导管固定连接有第一水泵(3)，所述第一水泵(3)的侧面通过导管固定连接有第一控制阀(2)，所述第一控制阀(2)的侧面通过导管固定连接有硫酸存储罐(20)，所述酸析罐(4)的侧面通过导管固定连接有电渗析室(1)，所述电渗析室(1)的侧面通过导管固定连接有强碱回收罐(6)，所述电渗析室(1)的侧面通过导管固定连接有极水存储罐(16)，所述极水存储罐(16)的侧面通过导管固定连接有第五控制阀(15)，所述第五控制阀(15)的侧面连通过导管固定连接有第四水泵(14)，所述第四水泵(14)的侧面连通管导管与电渗析室(1)固定连接，所述电渗析室(1)的侧面固定连接有软水连接管(21)，所述电渗析室(1)的侧面通过导管固定连接有第三水泵(13)，所述第三水泵(13)的侧面连通过导管固定连接第四控制阀(12)，所述第四控制阀(12)的侧面通过导管固定连接有碱减量清液存储罐(11)。
16.优选的，所述电渗析室(1)包括：电解阴极(101)、cm渗析膜(103)、am渗析膜(104)和电解阳极(106)，所述cm渗析膜(103)的数量比am渗析膜(104)多一个，所述cm渗析膜(103)与am渗析膜(104)交错分布，所述电解阴极(101)与相近的cm渗析膜(103)形成阴极电解室(102)，所述am渗析膜(104)与靠近电解阴极(101)一侧的cm渗析膜(103)形成淡化室(107)，所述am渗析膜(104)与靠近电解阳极(106)一侧的am渗析膜(104)形成浓缩室(108)，所述电解阳极(106)与相近的cm渗析膜(103)形成阳极电解室(105)。
17.优选的，所述阴极电解室(102)和阳极电解室(105)的一侧均通过导管与第四水泵(14)固定连接，所述阴极电解室(102)和阳极电解室(105)的另一侧均通过导管与极水存储罐(16)固定连接，所述浓缩室(108)的一侧通过导管与软水连接管(21)固定连接，所述浓缩室(108)的另一侧通过导管与强碱回收罐(6)固定连接，所述淡化室(107)的一侧通过导管与酸析罐(4)固定连接，所述淡化室(107)的另一侧通过导管与第三水泵(13)。
18.优选的，所述酸析罐(4)的侧面通过导管固定连接有第二控制阀(5)，所述第二控制阀(5)的侧面通过导管固定连接有第五水泵(17)，所述第五水泵(17)的侧面通过导管固定连接有板框压滤机(19)，所述板框压滤机(19)的底端固定连接有排液管(22)，所述板框压滤机(19)的侧面通过导管固定连接有集料罐(18)。
19.优选的，所述碱减量过滤液存储罐(11)的顶端通过导管固定连接有过滤器(10)，所述过滤器(10)的侧面通过导管固定连接有第二水泵(9)，所述第二水泵(9)的侧面通过导管固定连接有第三控制阀(7)，所述第三控制阀(7)的侧面通过导管固定连接有集液池(8)，所述集液池(8)的侧面固定连接有进液管(23)。
20.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
21.1、本发明通过将涤纶碱减量处理时产生废水进行过滤，然后送入电渗析室进行电化学分离，将分离出部分naoh，得到naoh溶液和电渗析处理液，进而降低氢氧化钠对硫酸的消耗，大幅减少酸析过程中硫酸的使用量，节约成本。而且得到的naoh溶液可继续作为工业原料在印染相关工序中使用。
22.2、本发明通过对电渗析技术进行限定，得到电渗析处理液的ph值为9～11，在该ph值下对苯二甲酸不会析出，避免了电渗析中的膜堆产生堵膜的致命问题(对苯二甲酸钠只有在碱性状态才呈现液态，否则会产生对苯二甲酸的固体沉淀)；本发明通过电渗析技术分离氢氧化钠溶液还提高了对苯二甲酸的纯度。
23.3、本发明最后得到的废水呈现酸性，可作为印染厂其他碱性水的中和液，实现了碱减量废水的充分资源化利用。
附图说明
24.图1为本发明的整体结构示意图；
25.图2为本发明的电渗析室内部结构示意图；
26.图3为本发明的原理示意图；
27.附图标记为：1、电渗析室；101、电解阴极；102、阴极电解室；103、cm渗析膜；104、am渗析膜；105、阳极电解室；106、电解阳极；107、淡化室；108、浓缩室；2、第一控制阀；3、第一水泵；4、酸析罐；5、第二控制阀；6、强碱回收罐；7、第三控制阀；8、集液池；9、第二水泵；10、过滤器；11、碱减量清液存储罐；12、第四控制阀；13、第三水泵；14、第四水泵；15、第五控制阀；16、极水存储罐；17、第五水泵；18、集料罐；19、板框压滤机；20、硫酸存储罐；21、软水连接管；22、排液管；23、进液管。
具体实施方式
28.一种基于均相膜电渗析技术的废水碱液回收方法，包括如下步骤：
29.1)对碱减量废水进行过滤，得到碱减量过滤液；
30.2)将碱减量过滤液进行电渗析处理，得到电渗析处理液和naoh溶液；
31.3)对电渗析处理液进行酸析处理，得到对苯二甲酸固体和废水，完成废水碱液的回收。
32.在本发明中，所述步骤1)中碱减量废水的ph值为12～14，优选为13；碱减量过滤液的ph值为12～14，优选为13；所述过滤采用微滤过滤器进行。
33.在本发明中，所述步骤2)中电渗析处理中阴阳极板电压为300～450v。
34.在本发明中，所述电渗析处理液的ph值为9～11，优选为10。
35.在本发明中，所述步骤3)中酸析处理采用硫酸溶液进行，电渗析处理液与硫酸溶液的体积比为780：1～370：1，硫酸溶液的质量浓度为1.82～1.84g/ml。
36.本发明还提供了一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收方法所用装置，包括酸析罐(4)，所述酸析罐(4)内设有ph值检测装置，所述酸析罐(4)的侧面通过导管固定连接有第一水泵(3)，所述第一水泵(3)的侧面通过导管固定连接有第一控制阀(2)，所述第一控制阀(2)的侧面通过导管固定连接有硫酸存储罐(20)，所述酸析罐(4)的侧面通过导管固定连接有电渗析室(1)，所述电渗析室(1)的侧面通过导管固定连接有强碱回收罐(6)，所述电渗析室(1)的侧面通过导管固定连接有极水存储罐(16)，所述极水存储罐(16)的侧面通过导管固定连接有第五控制阀(15)，所述第五控制阀(15)的侧面连通过导管固定连接有第四水泵(14)，所述第四水泵(14)的侧面连通管导管与电渗析室(1)固定连接，所述电渗析室(1)的侧面固定连接有软水连接管(21)，所述电渗析室(1)的侧面通过导管固定连
接有第三水泵(13)，所述第三水泵(13)的侧面连通过导管固定连接第四控制阀(12)，所述第四控制阀(12)的侧面通过导管固定连接有碱减量清液存储罐(11)。
37.在本发明中，所述电渗析室(1)包括：电解阴极(101)、cm渗析膜(103)、am渗析膜(104)和电解阳极(106)，所述cm渗析膜(103)的数量比am渗析膜(104)多一个，所述cm渗析膜(103)与am渗析膜(104)交错分布，所述电解阴极(101)与相近的cm渗析膜(103)形成阴极电解室(102)，所述am渗析膜(104)与靠近电解阴极(101)一侧的cm渗析膜(103)形成淡化室(107)，所述am渗析膜(104)与靠近电解阳极(106)一侧的am渗析膜(104)形成浓缩室(108)，所述电解阳极(106)与相近的cm渗析膜(103)形成阳极电解室(105)。
38.在本发明中，阴极电解室(102)和阳极电解室(105)还需要通入极水，所述极水为氢氧化钠溶液，极水的ph值选择范围为0.1～1.0mol/l，优选为0.2～0.8mol/l，进一步优选为0.5mol/l。
39.在本发明中，所述碱减量过滤液进入淡化室(107)，浓缩室(108)通入软水或氢氧化钠稀溶液，氢氧化钠稀溶液优选为0.01～0.1mol/l，优选为0.05mol/l，特别地也可选用回收的氢氧化钠稀释到合适浓度作为浓缩室的输入液体。
40.在本发明中，所述阴极电解室(102)和阳极电解室(105)的一侧均通过导管与第四水泵(14)固定连接，所述阴极电解室(102)和阳极电解室(105)的另一侧均通过导管与极水存储罐(16)固定连接，所述浓缩室(108)的一侧通过导管与软水连接管(21)固定连接，所述浓缩室(108)的另一侧通过导管与强碱回收罐(6)固定连接，所述淡化室(107)的一侧通过导管与酸析罐(4)固定连接，所述淡化室(107)的另一侧通过导管与第三水泵(13)。
41.在本发明中，所述酸析罐(4)的侧面通过导管固定连接有第二控制阀(5)，所述第二控制阀(5)的侧面通过导管固定连接有第五水泵(17)，所述第五水泵(17)的侧面通过导管固定连接有板框压滤机(19)，所述板框压滤机(19)的底端固定连接有排液管(22)，所述板框压滤机(19)的侧面通过导管固定连接有集料罐(18)。
42.在本发明中，所述碱减量过滤液存储罐(11)的顶端通过导管固定连接有过滤器(10)，所述过滤器(10)的侧面通过导管固定连接有第二水泵(9)，所述第二水泵(9)的侧面通过导管固定连接有第三控制阀(7)，所述第三控制阀(7)的侧面通过导管固定连接有集液池(8)，所述集液池(8)的侧面固定连接有进液管(23)。
43.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.实施例1
45.碱减量废水自流到地下集液池，抽取地下集液池的碱减量废水(ph值为13)进行微滤过滤器(0.1～1μm)过滤，过滤目的是去除液体中的微粒；过滤后存入碱减量过滤液贮罐，碱减量过滤液特征是无微粒，ph值为13。
46.电渗析器配制及主要参数如下：
47.膜对数(对)：400；
48.膜材料：特种均相阳离子交换膜、阴离子交换膜，膜尺寸均为800mm
×
1600mm；
49.阴极和阳极：均采用钛基涂钌铱钽电极，电极尺寸均为800mm
×
1600mm；
50.电渗析回收碱液：
51.将ph为13的碱减量过滤液流量调整到500l/min，0.05mol/l氢氧化钠稀溶液流量调整到50l/min，极水(浓度为0.5mol/l的氢氧化钠)流量调整到50l/min，阴极阳极直流电压按400v电压下进行电渗析处理(电流在50～65a间)，得到ph值为9.7的电渗析处理液和naoh浓度为4％左右的回收碱溶液(摩尔浓度约为1mol/l)。
52.电渗析处理液进入贮罐，在贮罐中加入1.84g/ml的硫酸，调整ph为2.5左右，此时硫酸与降碱的碱减量清液的体积比约为450：1，此过程即为酸析，目的是让对苯二甲酸沉淀(利用对苯二甲酸在酸性状态微溶的特点)，特征是液体呈白混浊液且ph值介于2～4之间。
53.将得到的白混浊液泵入板框压滤机进行固液分离，分离后产生含水量约在45％左右的对苯二甲酸(泥状)和废水，其中：对苯二甲酸(泥状)可作为化工原料直接出售，也可干燥后作为对苯二甲酸出售；废水为酸性，可作为印染厂其他碱性水的中和液。完成废水碱液的回收。
54.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
55.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：
1.一种均相膜电渗析技术碱减量排放液回收方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对碱减量排放液进行过滤，得到碱减量过滤液；2)将碱减量过滤液进行电渗析处理，得到电渗析处理液和naoh溶液；3)对电渗析处理液进行酸析处理，得到对苯二甲酸固体和废水，完成减减量排放液的资源回收。2.根据权利要求1所述的一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收方法，其特征在于，所述步骤1)中碱减量排放液的ph值为12～14，碱减量过滤液的ph值为12～14；所述过滤采用微滤过滤器进行。3.根据权利要求2所述的一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收方法，其特征在于，所述步骤2)中电渗析处理阴阳极板直流电压为300～450v。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收方法，其特征在于，所述降碱的碱减量清液的ph值为9～11。5.根据权利要求4所述的一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收方法，其特征在于，所述步骤3)中酸析处理采用硫酸溶液进行，电渗析处理液与硫酸溶液的体积比为780：1～370：1，硫酸溶液的质量浓度为1.82～1.84g/ml。6.权利要求1～5任一项所述的一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收方法所用装置，其特征在于，包括酸析罐(4)，所述酸析罐(4)内设有ph值检测装置，所述酸析罐(4)的侧面通过导管固定连接有第一水泵(3)，所述第一水泵(3)的侧面通过导管固定连接有第一控制阀(2)，所述第一控制阀(2)的侧面通过导管固定连接有硫酸存储罐(20)，所述酸析罐(4)的侧面通过导管固定连接有电渗析室(1)，所述电渗析室(1)的侧面通过导管固定连接有强碱回收罐(6)，所述电渗析室(1)的侧面通过导管固定连接有极水存储罐(16)，所述极水存储罐(16)的侧面通过导管固定连接有第五控制阀(15)，所述第五控制阀(15)的侧面连通过导管固定连接有第四水泵(14)，所述第四水泵(14)的侧面连通管导管与电渗析室(1)固定连接，所述电渗析室(1)的侧面固定连接有软水连接管(21)，所述电渗析室(1)的侧面通过导管固定连接有第三水泵(13)，所述第三水泵(13)的侧面连通过导管固定连接第四控制阀(12)，所述第四控制阀(12)的侧面通过导管固定连接有碱减量清液存储罐(11)。7.根据权利要求6所述的一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收装置，其特征在于，所述电渗析室(1)包括：电解阴极(101)、cm(阳模)渗析膜(103)、am(阴膜)渗析膜(104)和电解阳极(106)，所述cm渗析膜(103)的数量比am渗析膜(104)多一个，所述cm渗析膜(103)与am渗析膜(104)交错分布，所述电解阴极(101)与相近的cm渗析膜(103)形成阴极电解室(102)，所述am渗析膜(104)与靠近电解阴极(101)一侧的cm渗析膜(103)形成淡化室(107)，所述am渗析膜(104)与靠近电解阳极(106)一侧的am渗析膜(104)形成浓缩室(108)，所述电解阳极(106)与相近的cm渗析膜(103)形成阳极电解室(105)。8.根据权利要求6或7所述的一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收装置，其特征在于，所述阴极电解室(102)和阳极电解室(105)的一侧均通过导管与第四水泵(14)固定连接，所述阴极电解室(102)和阳极电解室(105)的另一侧均通过导管与极水存储罐(16)固定连接，所述浓缩室(108)的一侧通过导管与软水连接管(21)固定连接，所述浓缩室(108)的另一侧通过导管与强碱回收罐(6)固定连接，所述淡化室(107)的一侧通过导管
与酸析罐(4)固定连接，所述淡化室(107)的另一侧通过导管与第三水泵(13)。9.根据权利要求8所述的一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收装置，其特征在于，所述酸析罐(4)的侧面通过导管固定连接有第二控制阀(5)，所述第二控制阀(5)的侧面通过导管固定连接有第五水泵(17)，所述第五水泵(17)的侧面通过导管固定连接有板框压滤机(19)，所述板框压滤机(19)的底端固定连接有排液管(22)，所述板框压滤机(19)的侧面通过导管固定连接有集料罐(18)。10.根据权利要求9所述的一种基于均相膜电渗析技术的碱减量排放液资源回收装置，其特征在于，所述碱减量过滤液存储罐(11)的顶端通过导管固定连接有过滤器(10)，所述过滤器(10)的侧面通过导管固定连接有第二水泵(9)，所述第二水泵(9)的侧面通过导管固定连接有第三控制阀(7)，所述第三控制阀(7)的侧面通过导管固定连接有集液池(8)，所述集液池(8)的侧面固定连接有进液管(23)。
技术总结
本发明属于废碱液回收利用技术领域，具体公开了一种均相膜电渗析技术碱减量排放液资源回收方法及装置。本发明公开的回收方法包括先将碱减量排放液过滤，然后对过滤得到的碱减量过滤液进行电渗析处理，得到电渗析处理液。再对电渗析处理液进行酸析处理，得到对苯二甲酸固体和废水。本发明通过电渗析技术在酸析之前回收氢氧化钠，大幅减少酸析过程中硫酸的使用量，避免浪费，同时提升酸析工序回收的对苯二甲酸的品质。二甲酸的品质。二甲酸的品质。
