一种棉染色工艺污水回用系统的制作方法

本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种活性染料染色残液的高效萃取脱色系统。

背景技术：

棉制品穿着舒适，保暖性高，外观靓丽，服用性能良好。棉花可通过耕种，大批生产，每年收获，自古以来就是最常用的纺织材料。棉花从采摘下来到制成可服用的纺织品过程中，必须经过染色等化学处理，除去天然生长过程中带来的各种杂质，染上各种或艳丽，或素雅，或沉稳等各种所需的颜色，并使之具有良好的牢度。因此在数千家纺织印染企业中有相当多的公司拥有棉染色车间。在整个社会的污水排放统计中，纺织行业的排放量占第二，而在纺织行业内则印染的污水排放占排放总量的80％，因此减少棉染色的污水排放将有效地减轻整个社会环保压力。

目前染棉最常用的染料为活性染料，通过浸渍的方法着色也是最常用的染棉方法。虽然对棉的染色可以染不同形态的棉制品，如散棉，筒纱，绞纱，针织物，机织物，成衣等，但从化学加工的角度来看，染色的过程和方法是一样的，即为练漂(98℃)→染色(60℃)→洗涤及后处理。

活性染料染棉，色谱齐全，颜色鲜艳，加工方便，牢度良好，因而广为应用。但这样的加工方法需要用大量的水，通常用水量要100吨/吨棉，因此对棉染色会产生大量的污水。由于活性染料设计为在染色过程中通过活性基团与纤维素的羟基发生反应生成共价结合，从而获得良好的耐洗牢度，但又不可避免地有一部分染料会与水反应，形成了水解染料，因此活性染料染棉的固色率只能达到70％左右，大量的水解染料在染色残浴中排放出去造成污水中极高的色度。另外为取得染色后产品良好的耐洗牢度，必须将活性染料分子的化学结构设计成为对棉的亲和力较低，使得未与棉反应的染料分子能够方便地被洗除。这样就必须在染色过程中将大量的盐加入染浴来促染，以提高染料的利用率。特别是染深色，染浴中的盐浓度可高达100克/升。如果染色的浴比为1∶10，则染一顿棉用一吨盐。染色结束后这些盐都随染色残浴排放到污水系统中。由此可见，染棉车间是一个用水大户，同时也是一个排放污水的大户，不仅排放量大，还含有大量的盐和极高的色度。由于盐和色度都是难以用常规污水处理系统消除，因而常见使用大量的聚凝剂将污水中的有色物沉积下来，产生了大量的固体废物，显著增加了污水处理的费用；而对于污水中所含大量的盐，尚无有效的去除方法，只能随污水排放出去。对于一个中型的染色车间，若染棉的日产量为15吨，则日排放出来的盐将有10吨以上。如此日复一日，年复一年的不断排放，会对附近河流的生态环境造成严重的盐污染。对于目前越来越高的环保排放和中水回用要求，通过反渗透设备处理来实现中水回用是最常用的方法。但对于染棉的污水此法回用效率较低，因为污水中盐分太高，为防止反渗透设备被盐损坏，只能降低出水率，导致中水回用率和反渗透设备的利用率均显著下降。

因此，我们需要一种新的棉染色工艺污水回用系统，可高效回用染色工艺中的各部分污水，节约用水，形成绿色生产。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新的棉染色工艺污水回用系统，用于对棉产品染色工艺的污水进行回收利用。

为了实现上述目的，本发明提供一种棉染色工艺污水回用系统，用于对棉产品染色工艺的污水进行回收利用，所述棉产品染色工艺包括：练漂处理、练漂水洗、染色处理、第一次染色水洗、第二次染色水洗、皂洗，以及至少一次水洗；其中，所述污水回用系统包括：一新鲜水池，所述回用水池用于储存新鲜水，并向所述第一次染色水洗及水洗供水；一高温纳滤系统，所述练漂处理的出水与所述高温纳滤系统流体连接，用于处理所述练漂处理的出水；一脱色处理系统，所述染色处理的出水与所述脱色处理系统流体连接，用于处理所述染色处理的出水；一浓缩系统，所述第一次染色水洗的出水与所述浓缩系统流体连接，用于对所述第一次染色水洗的出水进行浓缩，浓缩出水进入所述脱色处理系统，浓缩滤液进入所述新鲜水池；以及，一低温纳滤系统，所述练漂水洗的出水、第二次染色水洗的出水、皂洗的出水和水洗的出水均与所述低温纳滤系统流体连接，用于对练漂水洗的出水、第二次染色水洗的出水、皂洗的出水和水洗的出水进行处理。

在本发明一实施例中，所述棉产品染色工艺在所述皂洗之后，包括至少两次水洗；所述污水回用系统还包括一直用回用水储存池，所述至少两次水洗中的第一次水洗出水与所述低温纳滤系统流体连接，而所述至少两次水洗中的其他水洗出水则与所述直用回用水储存池流体连接；并且，所述直用回用水储存池向所述练漂水洗、第二次染色水洗、皂洗以及至少两次水洗进行供水。

在本发明一实施例中，所述污水回用系统还包括一浓缩污水处理系统，用于处理所述高温纳滤系统的浓缩污水及所述低温纳滤系统的浓缩污水。

在本发明一实施例中，所述高温纳滤系统包括：一第一储液池、一陶瓷膜过滤器和一第二储液池；其中，所述第一储液池的流体入口与所述练漂处理的出水流体连接，用于储存所述练漂处理的出水，所述第一储液池的流体出口与所述陶瓷膜过滤器的流体入口流体连接，使所述练漂处理的出水进入所述陶瓷膜过滤器中；所述陶瓷膜过滤器的滤液与所述第二储液池流体连接，而所述陶瓷膜过滤器的浓缩污水与所述浓缩污水处理系统流体连接；并且，所述第二储液池向所述练漂处理进行供水。所述高温纳滤系统在40～70℃温度环境下处理。

在本发明一实施例中，所述脱色处理系统包括：一染色残液储存池、脱色装置、一蒸馏装置和一盐液储存池，其中，所述染色残液储存池与所述染色处理的出水流体连接，用于收集储存所述染色处理的出水；所述脱色装置与所述染色残液储存池的出水流体连接，对所述染色处理的出水进行脱色处理，并且所述脱色装置的出水与所述蒸馏装置流体连接；所述蒸馏装置对所述脱色装置的出水进行蒸馏处理，馏出液进入所述新鲜水池，蒸馏余液则进入所述盐液储存池；所述盐液储存池用于储存所述蒸馏装置的蒸馏余液，并向所述染色处理进行供水。

在本发明一实施例中，所述浓缩系统包括：一收集池和一纳滤膜，其中，所述收集池用于收集储存所述第一次染色水洗的出水；所述纳滤膜用于纳滤处理所述第一次染色水洗的出水，获得的纳滤滤出液进入所述新鲜水池，而纳滤浓缩液则进入所述染色残液储存池，并由所述脱色处理系统进行处理。

在本发明一实施例中，所述低温纳滤系统包括：一蓄液池和一纳滤膜，所述蓄液池用于收集储存所述练漂水洗的出水、第二次染色水洗的出水、皂洗的出水和所述至少两次水洗中的第一次水洗出水；所述纳滤膜用于纳滤处理所述练漂水洗的出水、第二次染色水洗的出水、皂洗的出水和所述至少两次水洗中的第一次水洗出水，获得的滤出液进入所述新鲜水池，而浓缩液则进入所述浓缩污水处理系统进行处理。

在本发明一实施例中，所述浓缩污水处理系统包括：一污水收集池、一生化罐、一过滤系统和一蒸馏装置，其中，所述污水收集池用于收集由所述浓缩污水处理系统的出水，所述生化罐与所述污水收集池流体连接，对所述污水收集池的污水进行生化降解；所述过滤系统与所述生化罐的出水流体连接，对所述生化罐的出水进行过滤；所述过滤系统的滤出液进入所述新鲜水池，所述过滤系统的浓缩液进入所述蒸馏装置；所述蒸发装置对所述过滤系统的浓缩液进行蒸发处理，蒸发气体冷凝后进入所述新鲜水池，蒸发获得的固体则排入一固废收集罐中。

在本发明一实施例中，所述过滤系统为ro膜系统或纳滤膜系统。

在本发明一实施例中，所述污水回用系统对多个棉产品染色工艺的污水同时进行回收利用。也就是说，本发明所述的污水回用系统可以同时用于多条染色工艺的污水处理，每一染色工艺均至少包含练漂处理、练漂水洗、染色处理、第一次染色水洗、第二次染色水洗、皂洗，以及至少一次水洗步骤，由于本发明所述的污水回用系统的每一处理系统均包含了收集储存用的存储池，因而在同时处理多条染色工艺的污水时，不再需要进行调整。

本领域技术人员可以理解的是，如无特殊说明，本发明中所述的装置均为市售商品。

在本发明中，通过合理设计所述污水回用系统的每一处理系统，结合棉产品的染色特性，合理分配棉产品染色工艺中的每一处理步骤的出水，使得染色的每一处理步骤的出水都被合理处理并回用，极大地节约了棉产物地染色工艺用水。此外，本发明所述的污水回用系统合理地设计了水路，实现了可以同时处理多条染色工艺，满足工业化神房产的实际需求。

附图说明

图1为本发明所述一种污水回用系统的结构示意图。

图2为图1中所述高温纳滤系统30的结构示意图。

图3为图1中所述脱色处理系统40的结构示意图。

图4为图1中所述浓缩系统50的结构示意图。

图5为图1中所述低温纳滤系统60的结构示意图。

图6为图1中所述浓缩污水处理系统70的结构示意图。

具体实施方式

以下，结合具体实施方式，对本发明的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明的限制。

如图1所示的，本实施例提供一种棉染色工艺污水回用系统，用于对棉产品染色工艺1的污水进行回收利用。请参见图1，所述棉产品染色工艺在图1的虚线框内表示。所述棉产品染色工艺1包括：练漂处理、练漂水洗、染色处理、第一次染色水洗、第二次染色水洗、皂洗，以及至少一次水洗(本实施例中为四次水洗)。为了表示本实施例所述的污水回用系统可以适用于多条棉产品染色工艺，图1中以染缸方框代表其余棉产品染色工艺，所述其余棉产品染色工艺至少包含一条与所述棉产品染色工艺1相同或相似的染色工艺，并且至少包含所述棉产品染色工艺1的所有染色步骤。

请参见图1，所述污水回用系统包括：一新鲜水池2，一直用回用水储存池3，一高温纳滤系统30，一脱色处理系统40，一浓缩系统50和一低温纳滤系统60。

由于流体的管路复杂，图1中分别用不同线性代表不同的流体走向。

如图1所示的，所述练漂处理的出水a进入所述高温纳滤系统30，由所述高温纳滤系统30处理。所述染色处理的出水b进入所述脱色处理系统40，由所述脱色处理系统40进行脱色处理。所述第一次染色水洗(图中表示“染1洗”)的出水c进入所述浓缩系统50，经处理的一部分处理水进入所述脱色处理系统40中进行脱色处理，而另一部分处理水则进入新鲜水池2，如以下详细描述的。所述练漂水洗的出水、第二次染色水洗的出水、皂洗的出水和第一次水洗的出水d均进入所述低温纳滤系统60，由所述低温纳滤系统60进行处理。所述后续水洗(图中为水洗2～4)的出水e则直接进入所述直用回用水储存池3。

以下对所述染色工艺的处理步骤的进水进行描述。请参见图1，所述高温纳滤系统30处理后的部分水作为所述练漂处理的进水f，另一部分则进入浓缩污水处理系统70(图1中未示)。所述脱色处理系统40处理后的部分水作为染色处理的进水g。所述浓缩系统50处理后的部分水进入所述新鲜水池2。所述低温纳滤系统60处理后的部分水作为第一次染色水洗的进水h，一部分进入所述新鲜水池2，另一部分则进入浓缩污水处理系统70(图1中未示)。所述新鲜水池2对所述后续水洗(图中为水洗2～4)进行供水，所述直用回用水储存池3则对所述练漂水洗、第二次染色水洗、皂洗及第一次水洗1进行供水。

以下结合图2详细描述所述高温纳滤系统30。

如图2所示的，所述高温纳滤系统30包括：一第一储液池31、一陶瓷膜过滤器32和一第二储液池33。所述练漂处理的出水a进入所述第一储液池31后，进入所述陶瓷膜过滤器32处理；所述陶瓷膜过滤器32的滤液进入所述第二储液池33后，作为所述练漂处理的进水，而所述陶瓷膜过滤器32的浓缩污水反流入陶瓷膜过滤器32进行再次处理后，进入所述浓缩污水处理系统70进行处理。所述高温纳滤系统在40～70℃温度环境下处理。

以下结合图3详细描述所述脱色处理系统40。

如图3所示的，所述脱色处理40系统包括：一染色残液储存池41、脱色装置42、一蒸馏装置43和一盐液储存池44。当然，为了便于处理，也可以如图3所示的包括两个小染色残液储液罐g1和g2，以及两个小盐液储存池g3和g4。所述染色处理的出水b进入所述染色残液储存池41，并进而分如小染色残液储液罐g1和g2。随后由所述脱色装置42进行脱色处理，随后分入小盐液储存池g3和g4。随后进入所述蒸馏装置43进行蒸馏处理，馏出液进入所述新鲜水池2，蒸馏余液则进入所述盐液储存池44，进而作为所述染色处理的进水g向所述染色处理进行供水。

以下结合图4详细描述所述浓缩系统50。

如图4所示的，所述浓缩系统50包括一收集池51和一纳滤膜52。所述第一次染色水洗的出水c进入所述收集池51后，由所述纳滤膜52进行纳滤处理。纳滤滤出液进入所述新鲜水池2，而纳滤浓缩液则进入所述脱色处理系统40的所述染色残液储存池41染色残液储存池，并进而由所述脱色处理系统40进行处理。

以下结合图5详细描述所述低温纳滤系统60。

如图5所示的，所述低温纳滤系统60包括一蓄液池61和一纳滤膜62。所述蓄液池61用于收集储存所述练漂水洗的出水d、第二次染色水洗的出水d、皂洗的出水d和所述至少两次水洗中的第一次水洗出水d，进而由所述纳滤膜62进行纳滤处理，获得的滤出液进入所述新鲜水池2，而浓缩液则进入所述浓缩污水处理系统70进行处理。

以下结合图6详细描述所述浓缩污水处理系统70。

如图6所示的，所述浓缩污水处理系统70包括：一污水收集池71、一生化罐72、一过滤系统73和一蒸馏装置74。所述高温纳滤系统30及所述低温纳滤系统60的浓缩液进入所述所述污水收集池71，随后由所述生化罐72进行生化降解。降解后的处理液进入所述过滤系统73进行过滤，滤出液返回所述过滤系统73进行再次过滤后进入所述新鲜水池2，而获得的浓缩液则进入所述蒸发装置74。所述蒸发装置74对所述过滤系统73的浓缩液进行蒸发处理，蒸发气体冷凝后进入所述所述新鲜水池2，蒸发获得的固体则排入一固废收集罐80中。所述过滤系统73为ro膜系统或纳滤膜系统。

应用举例：

某染色车间染棉产品日产15吨，产品可以为织物，筒纱，或散棉，以下以染散棉为例加以说明。

染色及水洗的浴比为1：8，散棉湿后带液400％。散棉染色的过程如图1所示，需经过至少10次的加水和排水过程才能完成，每吨散棉的耗水量为(8+4x9＝44吨水)，污水排放量为40吨，车间的日排水量大约在600吨左右。散棉染色多为染深色，染浴的盐浓度为100克/升，每吨散棉的用盐量为800公斤，日耗盐量为12吨。原为所有步骤的进水都为新鲜水，所有的出水都排入污水池。由于在处理过程中散棉要经过练漂，染色，和水洗等多个过程，每个过程的作用，所用的化学品，和排的水中含污程度均不相同。现在通过清污分流，对于练漂的高温水通过陶瓷膜处理保持高温回用，即节水又节能。染色过程则应用萃取脱色和活性染料染色残浴回用技术对含污最重的染色残浴，及染后的第1次水洗液进行单独处理，既能极大的减少了高盐和高色度污水的排放，又可节约大量的生产用盐(75％左右)，同时还能减排污水8吨/吨棉。在后续的洗涤过程中，不同的阶段对用水的质量有不同的要求，将含污较轻的后道洗水收集至所述直用回用水储存池3中，用于前段水洗过程，在不影响产品质量的前提下，每吨散棉又可节约用水12吨。洗2次后的水送钠滤处理，经陶瓷膜处理或钠滤处理后的水能回用75％，这样车间的日排水量可以为(600–(40-8-12)x15)x(1-75％)＝75吨，减排了(600-75)/600x100％＝87.5％。这75吨钠滤浓缩排污水含较高浓度的杂质，但难以生物降解的染料和盐含量很低，可排入现有的污水处理系统，也可导入所述浓缩污水处理系统70(浓缩排污水进一步处理系统，其为小型生化处理装置和/或膜及蒸发装置)，建成零排放的散棉染色车间。

在本发明中，通过合理设计所述污水回用系统的每一处理系统，结合棉产品的染色特性，合理分配棉产品染色工艺中的每一处理步骤的出水，使得染色的每一处理步骤的出水都被合理处理并回用，极大地节约了棉产物地染色工艺用水。此外，本发明所述的污水回用系统合理地设计了水路，实现了可以同时处理多条染色工艺，满足工业化神房产的实际需求。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。