一种染料盐析废水的处理方法及处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种染料盐析废水的处理方法和处理系统，其处理前段采用沉淀和超滤预处理去除盐析废水中的悬浮固体和胶体杂质，其处理后段通过多段脱盐系统DSS浓缩废水中的有效染料成分，最终产生的浓缩液可作为染料产品回收利用，而产生的含盐废水则经催化氧化后达标排放。本发明采用多段脱盐浓缩方式逐级提高盐析废水中的染料浓度最终达到有效物质回收并产生经济效益；并通过多次等量投加自来水方式代替传统的一次大量投加，减少总用水量；而且浓缩后产生的含盐废水通过系统内部设置的深度处理系统处理后可满足排放要求，不会产生二次污染。
【专利说明】一种染料盐析废水的处理方法及处理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业废水处理【技术领域】，特别涉及一种染料盐析废水的处理方法及处
理系统。
【背景技术】
[0002]盐析一般是指溶液中加入无机盐类而使某种物质溶解度降低而析出的过程。在活性染料生产过程中，盐析是从溶液中提取出染料的一道关键的工艺，采用盐析工艺提取染料成本较低，但是，所产生的盐析废水盐度高达20%-25%，染料成分约2%，COD为30000-60000mg/L,处理难度极大。
[0003]对盐析废水进行处理的现有工艺有以下几种:
a、盐析废水与低盐度、低COD废水混合采用生化处理。一般来说，盐析废水所占染料生产废水水量较低，采用此方法较为简便。但是，此类工艺缺点是:由于盐析废水含盐量高达20%~25%，而生化处理要求废水盐度不得超过1.5%，因此需要采用大量水稀释的方式降低盐度，此外由于染料废水的B0D/C0D较低，可生化性很差，而且高浓度、高盐度废水进入生化系统会对微生物造成冲击，影响处理效果，使得系统存在于超标风险；
b、蒸干处理。此类工艺的缺点是:能耗大；废水中盐含量高，腐蚀性强，对蒸发设备要求极高；另外，每蒸干一吨废水产生200kg以上的固体废物，且产生的固体废物为危险废物，处置费用较高；
C、采用膜分离浓缩设备例如纳滤膜组件浓缩。此类工艺的缺点是:水消耗量大，投资费用高，且染料回收率较低，出水难以达标排放。
【发明内容】
[0004]本发明的目的提供一种染料盐析废水的处理方法及处理系统，实现染料盐析废水的资源化，取代现有的高能耗、低效率的末端处理工艺。
[0005]本发明的技术方案如下:
一种染料盐析废水的处理方法，主要包括以下步骤:
将分离去除悬浮固体和胶体杂质后的盐析废水依次进行多段逐级脱盐浓缩处理，每段脱盐浓缩处理程序包括:将盐析废水与水进行混合，然后经由选择透过性的脱盐膜浓缩处理，选择透过性的脱盐膜的截留分子量小于染料分子量且大于盐析废水中盐的分子量，经每段脱盐浓缩处理后形成的含盐废水经过氧化处理达标后排放，经每段脱盐浓缩处理后形成的含有染料的盐析废水浓缩液与水混合后进入下一脱盐浓缩处理程序，直至产出的含有染料的盐析废水浓缩液满足染料产品标准。
[0006]以上方法在用于工业应用时，通常在多段逐级脱盐浓缩处理程序之前具有分离去除盐析废水中悬浮固体和胶体杂质的预处理程序，常用方法为通过沉淀和超滤。
[0007]一种染料盐析废水的处理系统，主要包括:
多段脱盐系统，用于对盐析废水进行多段逐级脱盐浓缩处理，其主要包括多级串联的脱盐系统DSS(Discharging Salt System),所述每个脱盐系统DSS均设有选择透过性的脱盐膜、排出脱盐浓缩处理后的含盐废水的废液排出口，以及排出脱盐浓缩后的含有染料的盐析废水浓缩液的浓缩液排出口，其中，所述选择透过性的脱盐膜的截留分子量小于染料分子量且大于盐析废水中盐的分子量。
[0008]在本发明的优选实施方式中，上述染料盐析废水的处理系统还包括深度处理系统，用于对所有脱盐系统DSS中排出的含盐废水进行氧化处理。
[0009]以外，本发明的染料盐析废水的处理系统在应用于工业领域时，通常还设有用于对盐析废水中的悬浮固体和胶体杂质进行分离去除的预处理系统如沉淀池和超滤装置，以及用于储存所述最后一段脱盐系统DSS脱盐浓缩后排出的满足染料产品标准的含有染料的浓缩液的浓缩液储存装置。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
第一.本发明采用回收废水中的有效成分的方式代替常规的末端处理技术，克服了常规技术中高能耗、高耗水量、低效率的缺陷；
第二.本发明采用多段脱盐浓缩方式逐级提高盐析废水中的染料浓度最终达到有效物质回收效果并产生 经济效益，盐析废水经过本发明的系统和方法脱盐浓缩处理后，得到的废水中能回收利用的染料浓度提高四倍，盐含量降至原水的1/10至1/20，将该些废水经过进一步喷雾干燥处理后可作为产品回收利用；
第三.本发明通过多次等量投加水的方式代替传统的一次大量投加，减少总用水量；第四.本发明浓缩后产生的含盐废水通过系统内部设备处理后可满足排放要求，并且对处理过程中产生的所有形式的废弃物(固体、液体、废气)都妥善处置，避免因处理不当造成的二次污染问题。
[0011]当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明一实施例的盐析废水处理系统及处理流程示意图。
【具体实施方式】
[0013]本发明提供一种染料盐析废水的处理方法和处理系统，其处理前段优选采用沉淀和超滤预处理去除盐析废水中的悬浮固体和胶体杂质，其处理后段通过多段脱盐系统DSS浓缩废水中的有效染料成分，最终产生的浓缩液可作为染料产品回收利用，而产生的含盐废水则经催化氧化后达标排放。其中，处理前端的预处理过程可以设于多段脱盐浓缩过程之前，在同一工序周期中进行，或者预先在其他工序中进行。
[0014]其中，本发明的染料盐析废水处理方法主要包括以下步骤:
将分离去除悬浮固体和胶体杂质后的盐析废水依次进行多段逐级脱盐浓缩处理，每段脱盐浓缩处理程序包括:将盐析废水与水进行混合，然后经由选择透过性的脱盐膜浓缩处理，选择透过性的脱盐膜的截留分子量小于染料分子量且大于盐析废水中盐的分子量，经每段脱盐浓缩处理后形成的含盐废水经过氧化处理达标后排放，经每段脱盐浓缩处理后形成的含有染料的盐析废水浓缩液与水混合后进入下一脱盐浓缩处理程序，直至产出的含有染料的盐析废水浓缩液满足染料产品标准。本发明采用多段脱盐浓缩方式逐级提高盐析废水中的染料浓度最终达到有效物质回收效果并产生经济效益，盐析废水经过本发明的上述处理方法脱盐浓缩处理后，得到的废水中能回收利用的染料浓度大幅提高，盐含量显著降低，例如可降至原水的1/10至1/20，将得到的染料浓度大幅提高的废水经过进一步喷雾干燥处理后可作为产品回收利用。通过脱盐浓缩处理程序中选择脱盐膜的截留分子量小于染料分子量且大于盐析废水中盐的分子量，使其能够截留盐析废水中的染料分子，同时排出盐析废水中的氯化钠。经每段脱盐浓缩处理后形成的含盐废水的氧化处理方法例如但不限于为催化氧化处理。
[0015]在本发明的上述处理方法中，多段逐级脱盐浓缩处理的段数不进行具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，通常多段逐级脱盐浓缩处理程序所需的段数以废水原水水质及最终产物可作为产品回收的浓度为依据进行选取。每段脱盐浓缩处理的脱盐浓缩过程可在脱盐系统DSS中进行。
[0016]在本发明的一实施方式中，每段脱盐处理程序中，盐析废水或处理后所排出的含有染料的盐析废水浓缩液与水的混合比例优选为等量混合。这是发明人经过理论分析和多次试验后的结论，因此一般情况下选择稀释水量与染料废水量相同，如果稀释水量太多，会造成水资源浪费，并且造成所需系统规模过大，如果稀释水量过小，会有染料析出的风险。与盐析废水或所述含有染料的盐析废水浓缩液混合的水可使用自来水或与自来水具有等同效果的其它水，通常工业生产中优选使用自来水。[0017]本发明的上述处理方法中，优选通过“选择透过性的脱盐膜”参数的选择控制每一段脱盐浓缩处理程序后，可产生约60%的含盐废水及约40%的含有染料的浓缩液，浓缩效率较高。一般来说这一浓缩效果现有的DSS系统就能达到，但对于不同类型的废水，需要对现有DSS系统中的“选择透过性的脱盐膜”参数加以调整以保证达到预期处理效果。
[0018]在通常的处理方法中，在多段脱盐浓缩处理步骤之前设有预处理步骤，用于分离去除盐析废水中悬浮固体和胶体杂质，预处理方法可以选择沉淀和超滤。
[0019]本发明还提供一种可用于上述处理方法的染料盐析废水处理系统，该处理系统主要包括:
多段脱盐系统，用于对盐析废水进行多段逐级脱盐浓缩处理，其主要包括多级串联的脱盐系统DSS，所述每个脱盐系统DSS均设有选择透过性的脱盐膜、排出脱盐浓缩处理后的含盐废水的废液排出口，以及排出脱盐浓缩后的含有染料的盐析废水浓缩液的浓缩液排出口，其中，所述选择透过性的脱盐膜的截留分子量小于染料分子量且大于盐析废水中盐的分子量。
[0020]在本发明的优选实施方式中，染料盐析废水处理系统还包括深度处理系统，用于对脱盐系统DSS中排出的含盐废水进行氧化处理。
[0021]以上处理系统在应用于工业领域时，通常还设有用于对盐析废水中的悬浮固体和胶体杂质进行分离去除的预处理系统如沉淀池和超滤装置(例如但不限于管式超滤)，以及用于储存所述最后一段脱盐系统DSS脱盐浓缩后排出的满足染料产品标准的含有染料的浓缩液的浓缩液储存装置。具体地，浓缩液储存装置可以采用储液池或储液罐等常用储液设备。
[0022]本发明提供的上述染料盐析废水处理方法和处理系统能够截留绝大部分染料分子，同时对盐类物质无截留作用，通过多段式脱盐浓缩逐步降低含盐量，并随着盐含量逐段降低和废水体积逐渐减小，染料的溶解度和浓度也逐段升高，因此最终所得染料废水体积远小于原废水体积，仅为其几分之一或以下，同时染料浓度提高几倍以上，可以产生较好的经济效益。本发明的处理方法及系统用于回收盐析废水中的有效染料成分，将盐排放，在本发明的一些实施例中，经过本发明的上述处理系统处理后，染料浓度提高至8%，含盐量降至
1.5%以下，符合染料回收利用的要求。
[0023]下方结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
[0024]实施例1
请参见图1，其示出了本实施例的染料盐析废水处理系统的【具体实施方式】。该处理系统主要包括:
(1)预处理系统，其主要包括沉淀池和管式超滤装置，用于对盐析废水中的悬浮固体和胶体杂质进行分离去除，避免对后续系统处理产生影响；其盐析废水处理流程为:盐析废水首先经过沉淀池进行沉淀主要去除胶体杂质，之后进入管式超滤去除悬浮固体。其中，沉淀池中沉淀的底部沉淀物经浓缩桶处理后进入板框压滤机处理，得到的滤饼可以回收利用，上清液则回流至沉淀池中；在此处，为了举例说明该处理过程中各步骤所得含盐废水和盐析废水浓缩液的量，设定进入的盐析废水的量，如为IVm3 ；
(2)多段脱盐系统DSS，其包括多级串联的脱盐系统DSS，每个脱盐系统DSS均设有选择透过性的脱盐膜、排出脱盐浓缩处理后的含盐废水的废液排出口，以及排出脱盐浓缩后的含有染料的浓缩液的浓缩液排出口，其中，上述选择透过性的脱盐膜的截留分子量小于染料分子量且大于盐析废水中盐的分子量；该多段脱盐系统DSS的处理流程为:经管式超滤装置超滤后的盐析废水在与等量的自来水(IVm3)混合后进入I段DSS，由于DSS内的选择透过性的脱盐膜所具有的选择透过性，约60%的含盐废水(1.2 Vm3)通过I段DSS后排出，而剩余40%含有染料的浓缩液(0.8 Vm3)再与等量的自来水(0.8 Vm3)混合后进入2段DSS,并经过2段DSS的选择透过性的脱盐膜的处理后，约60%的含盐废水(0.96Vm3)通过2段DSS后排出，而剩余40%含有染料的浓缩液(0.64 Vm3)再与等量的自来水(0.64 Vm3)混合后进入下一段DSS，以此类推直至产出的含有染料的浓缩液可满足染料产品标准，经本实施例的N段(如6段)DSS系统处理后，得到0.25 Vm3含有染料的浓缩液，最终所得染料废水浓缩液体积为原废水体积的1/4，因此废水中能回收利用的染料浓度提高四倍；盐析废水经过本实施例的处理系统和处理方法脱盐浓缩处理后，得到的废水中能回收利用的染料浓度提高四倍，盐含量降至原水的1/10至1/20 ；
(3)深度处理系统，其主要包括催化氧化装置，用于通过催化氧化方法处理多段脱盐系统DSS每一级排出的含盐废水，达标排放，不会造成二次污染；具体地，可将每一级DSS的含盐废水收集到一起之后，统一在深度处理系统中进行处理；
(4)浓缩液储池，用于储存所述最后一级脱盐系统DSS浓缩后排出的满足染料产品标准的含有染料的浓缩液。该含有染料的浓缩液经过进一步喷雾干燥处理后可作为产品回收利用。
[0025] 本实施例提供的上述染料盐析废水处理方法和处理系统能够截留绝大部分染料分子，同时对盐类物质无截留作用，通过多段式脱盐浓缩逐步降低含盐量，并随着盐含量逐段降低，染料的溶解度也逐段升高，因此最终所得染料废水体积为原废水体积的1/4以下，同时染料浓度提高4倍以上，可以产生较好的经济效益。[0026]本发明及上述实施例中提供的染料盐析废水处理系统及处理方法，采用多段浓缩方式逐级提高盐析废水中的染料浓度最终达到有效物质回收并产生经济效益；并通过多次等量投加自来水方式代替传统的一次大量投加，减少总用水量；而且浓缩后产生的含盐废水通过系统内部设置的深度处理系统处理后可满足排放要求，不会产生二次污染。
[0027]以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属【技术领域】技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全 部范围和等效物的限制。
【权利要求】
1.一种染料盐析废水的处理方法，其特征在于，主要包括以下步骤: 将分离去除悬浮固体和胶体杂质后的盐析废水依次进行多段逐级脱盐浓缩处理，每段脱盐浓缩处理程序包括:将盐析废水与水进行混合，然后经由选择透过性的脱盐膜浓缩处理，选择透过性的脱盐膜的截留分子量小于染料分子量且大于盐析废水中盐的分子量，经每段脱盐浓缩处理后形成的含盐废水经过氧化处理达标后排放，经每段脱盐浓缩处理后形成的含有染料的盐析废水浓缩液与水混合后进入下一脱盐浓缩处理程序，直至产出的含有染料的盐析废水浓缩液满足染料产品标准。
2.如权利要求1所述的染料盐析废水的处理方法，其特征在于，所述多段逐级脱盐浓缩处理程序所需的段数以废水原水水质及最终产物可作为产品回收的浓度为依据进行选取。
3.如权利要求1或2所述的染料盐析废水的处理方法，其特征在于，每段脱盐处理程序中，盐析废水或处理后所排出的含有染料的盐析废水浓缩液与水进行等量混合，然后经由选择透过性的脱盐膜脱盐浓缩处理。
4.如权利要求1所述的染料盐析废水的处理方法，其特征在于，在多段逐级脱盐浓缩处理之前具有通过沉淀和超滤方法进行分离去除盐析废水中悬浮固体和胶体杂质的步骤。
5.如权利要求1所述的染料盐析废水的处理方法，其特征在于，所述含盐废水的氧化处理方法为催化氧化。
6.一种染料盐析废水的处理系统，其特征在于，主要包括: 多段脱盐系统，用于对盐析废水进行多段逐级脱盐浓缩处理，其主要包括多级串联的脱盐系统DSS，所述每个脱盐系统DSS均设有选择透过性的脱盐膜、排出脱盐浓缩处理后的含盐废水的废液排出口，以及排出脱盐浓缩后的含有染料的盐析废水浓缩液的浓缩液排出口，其中，所述选择透过性的脱盐膜的截留分子量小于染料分子量且大于盐析废水中盐的分子量。
7.如权利要求6所述的染料盐析废水的处理系统，其特征在于，还包括深度处理系统，用于对所述脱盐系统DSS中排出的含盐废水进行氧化处理。
8.如权利要求6或7所述的染料盐析废水的处理系统，其特征在于，还包括预处理系统，用于对盐析废水中的悬浮固体和胶体杂质进行分离去除。
9.如权利要求8所述的染料盐析废水的处理系统，其特征在于，所述预处理系统主要包括沉淀池和超滤装置。
10.如权利要求6或7或9所述的染料盐析废水的处理系统，其特征在于，还包括浓缩液储存装置，用于储存所述最后一段脱盐系统DSS脱盐浓缩后排出的满足染料产品标准的含有染料的浓缩液。
【文档编号】C02F9/04GK103910448SQ201410110359
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】张东曙, 甘宝鹏, 邱立俊 申请人:上海世渊环保科技有限公司