一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法

摘要

本发明涉及工业废水处理领域，特别涉及并公开了一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，包括：(1)热交换降温；(2)微滤处理；(3)超滤预处理；(4)膜预浓缩。本发明的一种化机浆废液的处理方法采用膜浓缩系统将化机浆废液从初始质量百分比浓度1％～2％浓缩至7％～10％，透过液可直接排放或回用。系统采用浸没式超滤与反渗透/纳滤预浓缩的工艺，通过采用一系列的膜污染控制技术，保证系统可平稳连续运行，实现化机浆废液的零排放。通过该工艺不仅可以彻底解决化机浆废水的达标排放难题，而且与直接蒸发浓缩相比，由于通过膜系统的预浓缩，其能耗大大降低，且有大量产水循环回用，具有良好的经济和社会效益。

权利要求

1.一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)热交换降温：将化机浆废液通过热交换器进行热交换处理，降温至25～30℃；

(2)微滤处理：将经过降温处理的化机浆废液经过微滤处理，去除颗粒性杂质；

(3)浸没式超滤预处理：将经过微滤处理的化机浆废液通过浸没式超滤装置进行预处理，去除料液中的悬浮物，得到预处理液，所述的浸没式超滤装置的操作压力为负1～3标准大气压，截留分子量为10～20万道尔顿，操作温度为5～45℃，出水浊度小于0.5NTU，pH值为6～8；

(4)膜预浓缩处理：将预处理液输入到反渗透或纳滤膜设备进行预浓缩处理，得到浓缩液，进入后续的蒸发系统，透过水供循环回用或排放，所述的反渗透或纳滤设备的操作压力为5～20标准大气压，脱盐率为80％～95％，操作温度为5℃～40℃，得到的浓缩液的质量百分比浓度为7％～10％。

2.根据权利要求1所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于：步骤(1)所述的热交换器为不锈钢螺旋板式热交换器。

3.根据权利要求1所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于：步骤(2)所述的微滤过滤精度为50-200微米。

4.根据权利要求1所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于：步骤(3)所述的浸没式超滤装置的超滤膜采用中空纤维膜组件，材料为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜或聚氯乙烯。

5.根据权利要求1所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于：步骤(4)所述的反渗透或纳滤设备采用卷式复合膜，膜材料为聚酰胺。

6.根据权利要求1所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于：步骤(3)2

所述的浸没式超滤装置采用在线脉冲式反洗技术，反洗水的流量在0-20L/mH，反洗压力在

0-0.15MPa呈脉冲式变化。

7.根据权利要求1所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于：步骤(3)所述的浸没式超滤装置采用气水混合冲洗膜丝表面，气水比为10-20∶1。

8.根据权利要求1所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于：步骤(4)所述的反渗透或纳滤设备设有自动低压冲洗装置，所述的自动低压冲洗装置可通过程控PLC自动对反渗透或纳滤设备进行冲洗，置换出反渗透或纳滤设备中的浓水，所述的自动低压冲洗装置包括水泵、水箱、管阀件。

9.根据权利要求1所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于：步骤(4)所述的反渗透或纳滤设备分为第一段和第二段，反渗透或纳滤设备设置分段化学清洗装置，用于对第一段和第二段进行化学清洗，所述的分段化学清洗装置包括水泵、水箱、加药装置、管阀件。

10.根据权利要求1所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法，其特征在于：步骤(4)所述的反渗透或纳滤设备清洗管道设有气洗口，化学清洗时，进行气水混合洗。

说明书

一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工业废水处理领域，特别涉及一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法。

背景技术

[0002] 与传统的化学浆废水相比，化机浆废水的排放量和污染负荷虽然已大大降低，但由于其污染成份复杂，既有残余化学药剂，又有木材溶出物，废水的COD和BOD5浓度较高，目前常用的处理方法主要有好氧、厌氧生物处理法以及直接蒸发等方法。化机浆生产过程中由于化学浸渍溶出较多的多酚类物质，色度也大，毒性物质含量高，可生化性较差。同时废水中可能含有较高的硫酸根离子，对厌氧生物处理影响很大。随着《制浆造纸工业水污染物排放标准GB3544-2008》的实施，采用传统的厌氧+好氧工艺显然很难处理达标。一些新的技术不断出现，专利(申请号)200910231012.4公开了化机浆废水采用蒸馏浓缩的工艺进行处理，显然如果将化机浆废液直接进行蒸发浓缩，则能耗很大，运行费用较高，同时不符合国家节能减排产业政策的要求。专利(申请号)200810019354.5的专利公开了采用超滤和反渗透的处理工艺对废水进行浓缩，但是由于化机浆废水浓度较高，水质很复杂，采用加压式的超滤膜污染十分严重，但是该专利未公开相关的膜污染控制方法。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在化机浆废液达标排放难、蒸发浓缩能耗大的缺陷和膜污染严重的现实问题，本发明提供一种投资费用小、运行成本低、能耗小、能获得大量水资源回用、实现化机浆废液膜法预浓缩的化机浆废液的膜法浓缩处理方法。

[0004] 为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

[0005] 一种化机浆废液膜法浓缩的处理方法，包括如下步骤：

[0006] (1)热交换降温：将化机浆废液通过热交换器进行热交换处理，降温至25～30℃；满足膜系统的进液温度要求。

[0007] (2)微滤处理：将经过降温处理的化机浆废液经过微滤处理，去除颗粒性杂质，保护后续的中空纤维膜，防止颗粒性杂质划伤膜丝。

[0008] (3)浸没式超滤预处理：将微滤处理的化机浆废液通过浸没式超滤装置进行预处理，去除悬浮物，得到预处理液，所述的浸没式超滤装置的操作压力为负1～3标准大气压，截留分子量为5～20万道尔顿，操作温度为5～45℃，出水浊度小于0.5NTU，pH值为6～8；

[0009] (4)膜预浓缩处理：将预处理液输入到反渗透或纳滤膜系统进行预浓缩处理，得到浓缩液，透过水供循环回用或排放，所述的反渗透或纳滤设备的操作压力为5～20标准大气压，脱盐率为80％～95％，操作温度为5℃～40℃，得到的浓缩液的质量百分比浓度为7％～10％；经过预处理的料液进一步浓缩，水分分离出去循环回用或排放。

[0010] 在上述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法中，步骤(1)所述的热交换器为不锈钢螺旋板式热交换器。热交换能力强，能将化机浆废液有效地降到所需温度。

[0011] 在上述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法中，步骤(2)所述的微滤过滤精度为50-200微米。能有效去除颗粒性杂质。

[0012] 在上述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法中，步骤(3)所述的浸没式超滤装置的超滤膜采用中空纤维膜组件，材料为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜或聚氯乙烯。采用浸没式超滤膜，不仅省掉了膜系统前的复杂的预处理，而且利用浸没式中空纤维膜丝的摆动，大大减轻了超滤膜的污染。

[0013] 在上述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法中，步骤(4)所述的反渗透或纳滤设备采用卷式复合膜，膜材料为聚酰胺。

[0014] 在上述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法中，步骤(3)所述的浸没式超滤装2
置采用在线脉冲式反洗技术，反洗水的流量在0-20L/mH，反洗压力在0-0.15MPa呈脉冲式变化。有效避免了污染物在膜表面的沉积。

[0015] 在上述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法中，步骤(3)所述的浸没式超滤装置采用气水混合冲洗膜丝表面，气水比为10-20∶1，有效避免了污染物在膜表面的沉积。

[0016] 在上述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法中，步骤(4)所述的反渗透或纳滤设备设有自动低压冲洗装置，所述的自动低压冲洗装置可通过程控PLC自动对反渗透或纳滤设备进行冲洗，系统停机前置换出反渗透或纳滤设备中的浓水，所述的自动低压冲洗装置包括水泵、水箱、管阀件。有效避免了污染物在膜表面的沉积。

[0017] 在上述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法中，步骤(4)所述的反渗透或纳滤设备分为第一段和第二段，反渗透或纳滤设备设置分段化学清洗装置，用于对第一段和第二段进行化学清洗，所述的分段化学清洗装置包括水泵、水箱、加药装置、管阀件。分段清洗与两段混合清洗相比，具有显著的优点，避免前段的污染物对后端的膜组件污染，使膜的通量恢复性能提高。

[0018] 在上述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法中，步骤(4)所述的反渗透或纳滤设备清洗管道设有气洗口，化学清洗时，可进行气水混合洗，进气压力为0.1-0.2MPa。反渗透或纳滤设备对进水有严格的要求，但是实际工程项目不能完全保证，比如预处理处理不够充分或水质波动较大，都有可能将胶体和悬浮物带入卷式反渗透或纳滤装置中。单独采用药剂化学清洗显然不能充分将胶体和悬浮物去除，采用气水混合洗的方法，加剧了水的湍流状态，可将胶体和悬浮物有效去除，使膜的通量恢复性能提高，使用寿命延长。

[0019] 本发明的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法采用膜浓缩系统将化机浆废液从初始质量百分比浓度1％～2％浓缩至7％～10％，通过采用一系列的膜污染控制技术，保证系统可平稳连续运行，该工艺不仅可以彻底解决化机浆废水的达标排放难题，而且与直接蒸发浓缩相比，由于通过膜系统的预浓缩，其能耗大大降低，且有大量产水循环回用，具有良好的经济和社会效益。

附图说明

[0020] 图1为本发明所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法的工艺流程示意图。

[0021] 图2为本发明所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法的工艺流程装置简图。具体实施例

[0022] 下面结合附图1-2与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

[0023] 实施例1

[0024] 如图1所示，为本发明所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理的工艺流程示意图，包括：热交换降温，微滤处理，浸没式超滤预处理和膜预浓缩处理。

[0025] 如图2所示，为本发明所述的一种化机浆废液的膜法浓缩处理方法的工艺流程装置简图，包括依次连接的原水池1、第一增压泵2、不锈钢螺旋板式热交换器3、微滤装置17、浸没式超滤膜设备4、自吸泵5、反洗泵6、中间水池7、第二增压泵8、保安滤器9、高压泵10、反渗透或纳滤设备11、冲洗装置12、产水池13、浓水池14、第三增压泵15、后续装置16。

[0026] 第一增压泵2从原水池1中提取化机浆废液，提取量为100吨/小时，压力0.3MPa，进入不锈钢螺旋板式热交换器3，此时化机浆废液的温度在50℃、质量百分比浓度为1％，通过螺旋板式热交换器3对废液进行降温处理，经过热交换器处理后的出水温度为25℃。之后进入微滤设备17，微滤过滤精度为50微米，再进入浸没式超滤膜设备4，浸没式超滤膜设备4共4套(其中1套备用)，每套产水92吨/小时，浸没式超滤设备4操作压力为负
2个标准大气压，截留分子量为10万道尔顿，操作温度为25℃，正常工作时，自吸泵5将预处理液吸入到中间水池7，间隔一个小时，自吸泵5关闭，将反洗泵6打开，对浸没式超滤膜
2
设备4进行反向冲洗约2分钟，采用在线脉冲式反洗技术，反洗水的流量为20L/mH，反洗压力在0-0.15MPa呈脉冲式变化，冲洗之后再打开自吸泵5进行工作，所述的浸没式超滤设备
4的出水浊度为0.4NTU，pH值为6，超滤设备回收率在90％，超滤的透过液通过第二增压泵
8进入保安过滤器9，通过高压泵10进入反渗透或纳滤设备11，反渗透或纳滤设备11共两套，每套产水量40吨/小时，产水进入产水池13，脱盐率95％，操作压力在5个标准大气压，反渗透或纳滤设备的浓缩液质量百分比浓度为7％，浓缩液输入到浓水池14。每4小时通过冲洗装置12分别对反渗透膜进行自动低压冲洗，通量性能恢复率在99％以上，浓缩液通过第三增压泵15输入到后续装置16，进行进一步处理。

[0027] 实施例2

[0028] 工艺流程和装置简图如实施例1。

[0029] 第一增压泵2从原水池1中提取化机浆废液，提取量为100吨/小时，压力0.3MPa，进入不锈钢螺旋板式热交换器3，此时化机浆废液的温度在48℃、质量百分比浓度为2％，通过螺旋板式热交换器3对废液进行降温处理，经过热交换器处理后的出水温度为27℃。之后进入微滤设备17，微滤过滤精度为200微米，再进入浸没式超滤膜设备4，浸没式超滤膜设备4共4套(其中1套备用)，每套产水92吨/小时，浸没式超滤设备4操作压力为负
3个标准大气压，截留分子量为20万道尔顿，操作温度为45℃，正常工作时，自吸泵5将预处理液吸入到中间水池7，间隔一个小时，自吸泵5关闭，将反洗泵6打开，对浸没式超滤膜设备4进行反向冲洗约2分钟，采用气水混合冲洗膜丝表面，气水比为10∶1。冲洗之后再打开自吸泵5进行工作，所述的浸没式超滤设备4的出水浊度为0.3NTU，pH值为7，超滤设备回收率在90％，超滤的透过液通过第二增压泵8进入保安过滤器9，通过高压泵10进入反渗透或纳滤设备11，反渗透或纳滤设备11共两套，每套产水量40吨/小时，产水进入产水池13，脱盐率80％，操作压力在10个标准大气压，反渗透或纳滤设备的浓缩液质量百分比浓度为10％，浓缩液输入到浓水池14。每15天通过冲洗装置12分别对第一段和第二段进行一次化学清洗，通量性能恢复率在99％以上。

[0030] 实施例3

[0031] 工艺流程和装置简图如实施例1。

[0032] 第一增压泵2从原水池1中提取化机浆废液，提取量为100吨/小时，压力0.3MPa，进入不锈钢螺旋板式热交换器3，此时化机浆废液的温度在45℃、质量百分比浓度为1.5％，通过螺旋板式热交换器3对废液进行降温处理，经过热交换器处理后的出水温度为30℃。之后进入微滤设备17，微滤过滤精度为100微米，再进入浸没式超滤膜设备4，浸没式超滤膜设备4共4套(其中1套备用)，每套产水92吨/小时，浸没式超滤设备4操作压力为负1个标准大气压，截留分子量为15万道尔顿，操作温度为10℃，正常工作时，自吸泵5将预处理液吸入到中间水池7，间隔一个小时，自吸泵5关闭，将反洗泵6打开，对浸没式超滤膜设备4进行反向冲洗约1分钟，采用在线脉冲式反洗技术，反洗水的流量为10L/
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mH，反洗压力在0-0.15MPa呈脉冲式变化，冲洗之后再打开自吸泵5进行工作，所述的浸没式超滤设备4的出水浊度为0.2NTU，pH值为8，超滤设备回收率在90％，超滤的透过液通过第二增压泵8进入保安过滤器9，通过高压泵10进入反渗透或纳滤设备11，反渗透或纳滤设备11共两套，每套产水量40吨/小时，产水进入产水池13，脱盐率90％，操作压力在
20个标准大气压，反渗透或纳滤设备的浓缩液质量百分比浓度为8％，浓缩液输入到浓水池14。每15天通过冲洗装置12分别对反渗透膜进行化学清洗和汽水混合冲洗，通量性能恢复率在99％以上，浓缩液通过第三增压泵15输入到后续装置16，进行进一步处理。

[0033] 最后，需要特别指出的是，以上列举的仅是本发明的具体实施案例。显然，本发明不限于上述实施案例，还可以许多的组合。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有情形，均应当认为是本发明的保护范围。