[发明专利]一种印染废水处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体为采用聚氨基葡糖(简称壳聚糖或CS)天然高分子材料，进行印染废水处理。

背景技术

聚氨基葡糖(简称壳聚糖或CS)是近十年来国内外专家学者开发研究较多的一种新型天然高分子材料。它是由大量存在于自然界中的节肢动物，如虾、蟹和昆虫等外壳的主要成分——甲壳质(含量约30％～60％)，经脱钙、脱蛋白质和脱乙酰基等化学处理后得到的产物。具有成膜性、吸附性、生物相容性、生物降解性等，并且是一种无毒、无污染的可再生资源的性能。目前，已成功地开发了它在废水处理中作为絮凝剂的工业应用。此外，在精细化工产品中也有不少壳聚糖的制品，如食品保鲜剂、固发剂、香波、发胶等等。在医药上作为可吸收外科手术线、人工皮肤等正在临床试验中。聚氨基葡糖作为新型无污染的功能高分子膜材料，其在膜分离领域中的应用，研究较多的是作为渗透汽化膜分离乙醇水溶液，制取无水乙醇，在这方面日本已开了先河，研制出用于乙醇-水物系分离的渗透-汽化分离膜，并投入了工业化应用。而将聚氨基葡糖制成超滤膜的研究国内报导不多，应用于印染废水超滤分离的具体效果报导更少。印染废水处理方法中，生物化学法因为处理费用较低而被广泛作为印染废水二级处理技术。但目前常用的生物化学法CODCr去除率和脱色效果都不够理想，出水CODCr和色度往往不易达到国家排放标准。在处理印染废水中如果应用超滤技术，让废水先通过超滤膜，使色素和水分离，再将废水中的染料和水进行回收，不仅能保护环境，节约资源，而且会给印染行业带来可观的经济效益。

发明内容

本发明的的目的在于采用聚氨基葡糖(简称壳聚糖或CS)天然高分子材料，进行印染废水处理，使废水先通过超滤膜，使色素和水分离，再将废水中的染料和水进行回收，保护环境，节约资源，有较好的经济效益。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一、聚氨基葡糖超滤膜的制备

以脱乙酰度(D1D)为7013的壳聚糖为制膜材料，以醋酸水溶液为溶剂，将壳聚糖溶解于2％的醋酸水溶液中，配成浓度为2％的壳聚糖溶液，并过滤取清液备用。按配比加入适量的交联剂——戊二醛和改性剂——TRG，混合均匀，制成铸膜液。以丙纶布作为支撑体，并将其固定在玻璃板上，然后在其上浇铸膜液，于室温下让溶剂部分挥发，待失去流动性后，浸入一定浓度和温度的NaOH凝固浴中进行凝胶处理，4小时后取出，自然风干2日后，就可制得性能良好的聚氨基葡糖超滤膜。

二、聚氨基葡糖超滤膜的选择

膜成本占超滤装置成本的15％～40％，并属于定期更换的消耗品，所以对膜制品应进行谨慎选择。良好的化学稳定性、机械适用性、自洁能力、分离效果以及价格等因素应作为膜产品选择的主要标准。印染废水中的染料种类繁多，要想回收染料，必须根据废水中的染料种类、分子量大小、聚集状态、水溶性等性质，选择适宜的膜材料和膜分离方法。分散染料、还原染料等不溶性染料的聚集度较大，可用超滤中空纤维膜进行分离。采用中空纤维超滤法进行靛蓝废水处理：在进口压力100～180kPa，液温25～30℃以下，浓缩比为10和50时，透液速度分别为50LPm2/h和15LPm2/h，脱色率可达99％以上；还可使含染料的浓缩液直接回用，透过液可作为中性水再利用。处理后原废水的CODCr去除率可达80％左右，脱色率超过95％。

三、聚氨基葡糖超滤膜的设计

超滤操作压力一般为100～500kPa。在压差较小的范围内，渗透通量随压差增长较快；当压差较大时，随压差的增加，渗透通量增长逐渐减慢。实际的操作压力应按近临界渗透通量时的压差，若压差过高不仅无益反而有害。为了提高渗透通量，必须使极化边界层尽可能的小。超滤过程采用横流型，即水流动方向与膜表面平行。这样，最终形成两股水流，一股是透过膜层的，主要由水分子构成的渗透液；一股是继续顺着膜层方向流动的，含有一定染料的浓缩液。横流过滤方式使滤出的悬浮固体和其他溶质不断地被水从膜表面冲走，进一步减薄边界层厚度，提高传质系数，可增加料液的流速和湍流程度。这种方法与单纯提高流速相比可节约能量，降低料液对膜的压力，延长了膜的清洗周期及使用寿命。

四、聚氨基葡糖超滤膜的预处理措施