技术领域
[0001] 本
发明属于浆粕制造中的废物回收技术领域，具体涉及一种适用于浆粕制造中的黑液电渗析碱回收的扩散渗析预处理工艺。
背景技术
[0002] 粘胶
纤维是利用含有天然
纤维素的高分子材料木浆、
棉浆等经过化学与机械方法加工而成的化学纤维。粘胶纤维是化纤中与天然纤维服装性能最为接近的品种，具有手感柔软、吸湿透气、垂悬飘逸、
染色鲜艳、抗静电较易于纺织加工等特点，是源于天然而优于天然的
再生纤维素纤维，是纺织工业原料的重要材料之一。我国目前有粘胶纤维企业约40家，除生产普通粘胶纤维(长丝、短纤维)和强
力丝外，高湿模量类纤维及特种性能的粘胶纤维也有生产。
[0003] 粘胶纤维生产过程中需要大量的化工原料，会产生大量的
废水，这些废水含有
硫酸、硫酸锌、二硫化
碳、纤维素、溶解性有机物等，均对环境产生很大的危害，是纺织工业的主要污染源之一。
[0004] 在制浆粕过程中，用强碱( NaOH) 溶液对棉短绒进行蒸煮，去除杂质，蒸煮后产生的废碱液一部分可回用到下一个蒸球，另一部分在洗料中排出，因其
颜色很深称为黑液。黑液的主要成分是纤维素与半纤维素的碱性降解产物，如糖
醛酸、腐植酸、低分子
有机酸的钠盐。粘胶黑液的典型特征为“四高”，即
色度高、碱度高、含盐高、COD负荷高。蒸煮黑液是制浆过程中的主要污染源，占整个污染负荷的90%。由于黑液含碱量高，通常首先是对其单独处理回收废碱，可使浆厂的总排污负荷减少80%~85%，同时回收黑液中有机物燃烧产生的
热能及黑液中所含化学物质。
[0005] 201210486339.8，名称为“一种粘胶纤维生产中废弃碱液的二次处理方法”的发明
专利申请，该专利将经过常规预处理的，氢
氧化钠浓度为70~90g/L，半纤维含量60~70g/L的废弃碱液和除盐水分别输送至扩散渗析膜堆，进行扩散渗析，所述的预处理废碱液和除盐水的流量比为1~2:1，扩散渗析后将低半纤维素浓度的碱液与高半纤浓度的碱液分离，所述的低半纤维素浓度的碱液回用于生产。该专利采用扩散渗析的方法对粘胶纤维生产中废弃碱液进行回收，在扩散渗析之前，采用常规方法对废碱液进行预处理，但是，目前通过电渗析的方法回收废碱液，在粘胶纤维生产中还未被广泛使用，由于粘胶纤维废碱液中的化学成分与一般黑液不同，使用常规预处理后的碱液，不能满足电渗析的技术要求，处理的结果不理想，碱回收率不高。
[0006] 03116940.6，名称为“一种从浆粕废液中回收碱和有机物的方法”的发明专利，公开了一种从浆粕废液中回收碱和有机物的方法。本发明的方法包括如下步骤：将浆粕废液在
温度为20~60℃，压力为1.5~3.0兆帕的条件下经过固膜分离系统分离，获得有机物浓度为90克/升的截留液和含有氢氧化钠的透过液；含有氢氧化钠的透过液回用于浆粕生产；含有有机物的截留液
蒸发浓缩，通过后续改性工艺制备高附加值产品。该专利同样未充分考虑粘胶纤维废碱液中的化学成分的特殊性，使用常规预处理后的碱液进一步膜分离的碱回收率低。
发明内容
[0007] 本发明针对上述技术问题，提出了一种浆粕制造中的黑液电渗析碱回收的扩散渗析预处理工艺，根据粘胶纤维在蒸煮过程中产生含半纤维素色度高、碱度高、含盐高、COD负荷高的特性，先对黑液进行预处理，使预处理后的黑液指标适用于后续的电渗析碱回收工艺，能达到碱回收率高、能耗低、运行稳定的目的。
[0008] 为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：浆粕制造中的黑液电渗析碱回收的扩散渗析预处理工艺，其特征在于：氢氧化钠浓度为8~30g/L的蒸煮黑液先通过电絮凝的方法去除大颗粒的物质，再通过
泵进入膜组件输送至扩散渗析膜堆，得到稀碱液用于后续的电渗析处理。
[0009] 所述的黑液为浆粕制造中的蒸煮黑液，该浆粕用于生产粘胶纤维。
[0010] 所述的黑液中，悬浮物含量300~700mg/L，总碱含量1.4~2.2%，有机酸含量0.4~0.9%，COD =5000~100000mg/L。
[0011] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为5~25g/L，半纤维含量小于10g/L。
[0012] 因黑液中杂质减少，后续的电渗析操作容易进行，有效降低电耗，且回收率更高。
[0014] 所述电絮凝的极板间距为0.8m，
电压为110~380V。
[0015] 所述电絮凝的黑液流量为70~90L/h。
[0016] 所述电絮凝的搅拌速度为50~150r/min，时间5~15min。
[0017] 待其充分沉淀后，取上层清液测其废液的COD值从5000~100000mg/l降至780～900 mg/L，COD0去除率在85％以上。因此，该过程可以有效地使造纸黑液中大部分悬浮物质生成
污泥状沉淀从废液中析出。并可除去部分色度，同时回收木质素。
[0018] 所述的扩散渗析是指，分别将过滤后的黑液和除盐水通过泵进入膜组件输送至扩散渗析膜堆，黑液和除盐水为
对流通过，经扩散渗析后得到稀碱液，所述的过滤后的黑液和除盐水的流量比为1~2：1。
[0019] 所述扩散渗析使用的膜为多张阳离子交换膜，阳离子交换膜之间的距离是0.4~0.9mm，有利于增加
雷诺数，增大扩散系数，提高扩散速度。
[0020] 所述泵的表压为0.03~0.08Mpa，压力过大，膜的使用寿命大幅缩短，成本升高；所述的黑液流量大于除盐水流量，黑液流量为70~90L/h，除盐水的流量为50~70L/h。
[0021] 本发明的有益效果在于：1、本发明根据浆粕制造在蒸煮过程中产生含半纤维素的高浓度废碱的特性，采用电絮凝-扩散渗析的预处理工艺，使黑液的指标适用于后续的电渗析碱回收工艺，从而降低废液的
粘度，有效降低能耗，提高渗透效率、运行稳定。
[0022] 2、由于粘胶纤维在蒸煮过程中产生的黑液：悬浮物含量300~700mg/L，总碱含量1.4~2.2%，有机酸含量0.4~0.9%，COD =5000~100000mg/L，具有含半纤维素色度高、碱度高、含盐高、COD负荷高的特性。根据这一特性，本发明选择了优化的特定工艺参数体系，先通过絮凝去除黑液中的悬浮物，降低COD值，COD去除率在85％以上，经板框过滤机去除废碱液中的大颗粒杂质，再通过扩散渗析对废碱液进行初滤，经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为5~25g/L，半纤维含量小于10g/L，满足电渗析要求，能更好地回收碱液。
[0023] 3、本发明控制电絮凝的搅拌速度为50~150r/min，时间5~15min，能有助于大颗粒杂质在短时间内充分絮凝，絮凝效果好。
[0024] 4、本发明将泵的表压控制在0.03~0.08Mpa，压力过大，膜的使用寿命大幅缩短，成本升高；5、本发明扩散渗析使用的膜为多张阳离子交换膜，阳离子交换膜之间的距离为
0.4~0.9mm，有利于增加雷诺数，增大扩散系数，提高扩散速度，提高扩散效率。
具体实施方式
[0025] 下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
[0026]
实施例1浆粕制造中的黑液电渗析碱回收的扩散渗析预处理工艺：氢氧化钠浓度为8g/L的蒸煮黑液先通过电絮凝的方法去除大颗粒的物质，再通过泵进入膜组件输送至扩散渗析膜堆，得到稀碱液用于后续的电渗析处理。
[0027] 实施例2浆粕制造中的黑液电渗析碱回收的扩散渗析预处理工艺：氢氧化钠浓度为30g/L的蒸煮黑液先通过电絮凝的方法去除大颗粒的物质，再通过泵进入膜组件输送至扩散渗析膜堆，得到稀碱液用于后续的电渗析处理。
[0028] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为25g/L，半纤维含量为7.5g/L。
[0029] 实施例3浆粕制造中的黑液电渗析碱回收的扩散渗析预处理工艺：氢氧化钠浓度为25g/L的蒸煮黑液先通过电絮凝的方法去除大颗粒的物质，再通过泵进入膜组件输送至扩散渗析膜堆，得到稀碱液用于后续的电渗析处理。
[0030] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为20g/L，半纤维含量为5.8g/L。
[0031] 实施例4本实施例与实施例3基本相同，在此
基础上：
所述电絮凝的电极材料为铁-碳电极。
[0032] 所述电絮凝的极板间距为0.8m，电压为110V。
[0033] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为25g/L，半纤维含量为6.8g/L。
[0034] 实施例5本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：
所述电絮凝的电极材料为铁-碳。
[0035] 所述电絮凝的极板间距为0.8m，电压为380V。
[0036] 所述电絮凝的黑液流量为90L/h。
[0037] 所述电絮凝的搅拌速度为50r/min，时间5min。
[0038] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为5g/L，半纤维含量为6.3g/L。
[0039] 实施例6本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：
所述电絮凝的电极材料为铁-碳。
[0040] 所述电絮凝的极板间距为0.8m，电压为240V。
[0041] 所述电絮凝的黑液流量为70L/h。
[0042] 所述电絮凝的搅拌速度为150r/min，时间15min。
[0043] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为10g/L，半纤维含量为7.3g/L。
[0044] 实施例7本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：
所述电絮凝的电极材料为铁-碳。
[0045] 所述电絮凝的极板间距为0.8m，电压为180V。
[0046] 所述电絮凝的黑液流量为75L/h。
[0047] 所述电絮凝的搅拌速度为100r/min，时间12min。
[0048] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为16g/L，半纤维含量为8.2g/L。
[0049] 实施例8本实施例与实施例7基本相同，在此基础上：
所述的扩散渗析是指，分别将过滤后的黑液和除盐水通过泵进入膜组件输送至扩散渗析膜堆，黑液和除盐水为对流通过，经扩散渗析后得到稀碱液，所述的过滤后的黑液和除盐水的流量比为1：1。
[0050] 所述扩散渗析使用的膜为多张阳离子交换膜，阳离子交换膜之间的距离是0.4mm。
[0051] 所述泵的表压为0.03Mpa。
[0052] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为23g/L，半纤维含量为7.6g/L。
[0053] 实施例9本实施例与实施例6基本相同，在此基础上：
所述的扩散渗析是指，分别将过滤后的黑液和除盐水通过泵进入膜组件输送至扩散渗析膜堆，黑液和除盐水为对流通过，经扩散渗析后得到稀碱液，所述的过滤后的黑液和除盐水的流量比为2：1。
[0054] 所述扩散渗析使用的膜为多张阳离子交换膜，阳离子交换膜之间的距离是0.9mm。
[0055] 所述泵的表压为0.08Mpa。
[0056] 所述的黑液流量为90L/h，除盐水的流量为70L/h。
[0057] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为18g/L，半纤维含量为7.3g/L。
[0058] 实施例10本实施例与实施例6基本相同，在此基础上：
所述的扩散渗析是指，分别将过滤后的黑液和除盐水通过泵进入膜组件输送至扩散渗析膜堆，黑液和除盐水为对流通过，经扩散渗析后得到稀碱液，所述的过滤后的黑液和除盐水的流量比为1.8：1。
[0059] 所述扩散渗析使用的膜为多张阳离子交换膜，阳离子交换膜之间的距离是0.6mm。
[0060] 所述泵的表压为0.04Mpa。
[0061] 所述的黑液流量为70L/h，除盐水的流量为50L/h。
[0062] 经预处理后的黑液中氢氧化钠浓度为24g/L，半纤维含量为8.2g/L。
[0063] 实施例11本实施例与实施例6基本相同，在此基础上：
