一种靛蓝染料回收的方法和系统与流程

本发明涉及一种靛蓝染料回收的方法和系统，属于染料回收。

背景技术：

1、靛蓝是一种可以从板蓝根和大叶青等植物中提取的天然还原染料，其的分子式为c16h10n2o2，是一种反对称的双吲哚结构，其发色机理为靛蓝分子中的给电子基团n-h与受电子基团c＝o之间通过碳碳双键连接形成交叉共轭体系而引起的。

2、靛蓝染料主要用于牛仔布的染色。牛仔布生产过程中的主要产污环节来自于经纱的靛蓝染色工艺。靛蓝染料对棉纤维仅有中等程度的直接上染性，约10～15％的染料不能被纤维吸收，随工艺废水排放。牛仔产业废水中的cod浓度高，且靛蓝分子结构稳定，是极难处理的废水。而且，靛蓝染料十分昂贵，如能对其回收利用，将具有很高的经济效益和社会效益。

3、含有靛蓝染料的废水中一般含有隐色体靛蓝(即，还原态靛蓝)和氧化态靛蓝、反应剩余的保险粉和氢氧化钠、反应生成的硫酸钠和亚硫酸钠、染色助剂及棉细纤维等成分，为强碱性体系。含有靛蓝染料的废水的ph值通常在11.5～12.0。现有技术对含有靛蓝染料的废水进行处理的过程常常需要加入酸液将废水的ph值调整至2～8。这需要大量化工料的投加，增加了处理过程的流程和运行成本。

4、因此，研发出一种新型的靛蓝染料回收的方法和系统，仍然是本领域亟待解决的问题之一。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种靛蓝染料回收的方法和系统。本发明的方法和系统具有靛蓝染料回收流程短、化工料投加量小、运行成本低、具有实际工业应用价值等优点。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种靛蓝染料回收的方法，其包括以下步骤：

3、(1)使含有靛蓝染料的废水进行过滤；

4、(2)使步骤(1)得到的过滤后的废水被氧化，并在线监控氧化后废水的orp达到-490至-515mv；

5、(3)待步骤(2)得到的氧化后废水的ph值降低至11.3～10.5时，使废水进入膜组件进行浓缩，得到浓缩液；

6、(4)使步骤(3)得到的浓缩液被还原，并在线监控还原后浓缩液的orp为-700至-800mv，得到产水；

7、(5)对步骤(4)得到的产水进行收集和回用。

8、在上述的方法中，优选地，在步骤(1)中，所述过滤采用保安过滤器。

9、在上述的方法中，优选地，在步骤(2)中，使所述过滤后的废水被氧化是在增氧装置中进行的。更优选地，所述增氧装置包括曝气氧化池等。

10、在上述的方法中，优选地，步骤(2)是在20～30℃条件下进行的。

11、在上述的方法中，优选地，在步骤(2)和步骤(4)中，在线监控氧化后废水的orp和在线监控还原后浓缩液的orp是采用orp检测仪或orp传感器，以及plc控制模块。

12、在上述的方法中，优选地，在步骤(2)中，采用plc控制模块对所述氧化后废水的ph值进行在线监控。

13、在上述的方法中，优选地，在步骤(3)中，所述膜组件中包括微滤膜和/或超滤膜。

14、在上述的方法中，优选地，在步骤(3)中，所述微滤膜的孔径为0.1～0.22μm。

15、在上述的方法中，优选地，在步骤(3)中，所述超滤膜的孔径为0.01～0.1μm。

16、在上述的方法中，优选地，在步骤(3)中，所述膜组件包括管式微滤膜组件。

17、在上述的方法中，优选地，在步骤(3)中，所述膜组件的操作压力为2～4bar。

18、在上述的方法中，优选地，在步骤(3)中，所述浓缩液的浓缩倍数为2倍以上。

19、在上述的方法中，优选地，在步骤(4)中，使所述浓缩液被还原是在电解装置中进行的。具体地，使所述浓缩液被还原是在电解装置的阴极室中进行的。更具体地，所述电解装置是以nafion-324阳离子膜为隔膜，以石墨毡为阴极，以所述浓缩液为阴极液，以不锈钢材料为阳极，以2～6g/l的naoh和/或koh的水溶液为阳极液。

20、在上述的方法中，优选地，在步骤(4)中，在线监控还原后浓缩液的orp为-750至-800mv。

21、在上述的方法中，优选地，步骤(4)是在20～70℃条件下进行的。

22、在上述的方法中，优选地，步骤(5)具体包括：检测步骤(4)得到的产水的吸光度，计算所述产水中的靛白浓度；然后将已知靛白浓度的产水泵入染料化料系统进行染料配置。需说明的是，靛白即为还原态靛蓝。

23、本发明第二方面提供了一种靛蓝染料回收的系统，所述系统用于实现上述的靛蓝染料回收的方法，所述系统至少包括：过滤装置、增氧装置、膜组件、电解装置、产水池、ph值检测装置、至少2个orp检测装置以及plc控制模块；

24、其中，所述过滤装置的出口与所述增氧装置的进口连通；

25、所述增氧装置的出口与所述膜组件的进口连通；

26、所述膜组件的浓缩液出口与所述电解装置的阴极连通；

27、所述电解装置的出口与所述产水池连通；

28、所述ph值检测装置的检测端设置于所述增氧装置中，用于检测氧化后废水的ph值；

29、所述至少2个orp检测装置的检测端分别设置于所述增氧装置和所述电解装置中，用于检测所述增氧装置中的氧化后废水的orp以及所述电解装置中的还原后浓缩液的orp；

30、所述ph值检测装置和所述至少2个orp检测装置通信连接于所述plc控制模块。

31、在上述的系统中，优选地，所述过滤装置包括保安过滤器等。

32、在上述的系统中，优选地，所述增氧装置包括曝气氧化池等。

33、在上述的系统中，优选地，所述膜组件中包括微滤膜和/或超滤膜。

34、在上述的系统中，优选地，所述微滤膜的孔径为0.1～0.22μm。

35、在上述的系统中，优选地，所述超滤膜的孔径为0.01～0.1μm。

36、在上述的系统中，优选地，所述膜组件包括管式微滤膜组件。

37、在上述的系统中，优选地，所述电解装置包括h型电解池。更优选地，所述电解装置是以nafion-324阳离子膜为隔膜，以石墨毡为阴极，以不锈钢材料为阳极的电解装置。

38、在上述的系统中，优选地，所述orp检测装置包括orp检测仪或orp传感器等。

39、根据本发明的具体实施方式，优选地，上述系统进一步包括：分光光度计，其用于检测所述产水池中的产水的吸光度，进而计算得到产水中的靛白浓度。更优选地，所述分光光度计通信连接于所述plc控制模块。

40、本发明提供了一种靛蓝染料回收的方法和系统。本发明的方法和系统通过控制废水的orp来实现废水的氧化和还原，并结合膜组件的有效浓缩，省去了现有技术中加入酸液将废水的ph值中和至2～8的步骤。同时，本发明的方法和系统通过orp和ph值的调节和在线监控，以及吸光度的在线监控，可真正实现与染厂现有靛蓝化料系统的有效结合，具有实际的应用价值。因此，本发明的方法和系统具有靛蓝染料回收流程短、化工料投加量小、运行成本低、产物质量稳定可靠、自动化程度高、具有实际工业应用价值等优点。