CN104829028B - 一种纳滤膜法连续染色工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用纳滤膜分离技术实现印染行业连续染色的工艺，包括：(1)将纺织品放置于染浴中，将60～100℃的染液排入纳滤膜分离系统进行浓缩过滤，脱除染液的色度和悬浮物；(2)含有无机盐、碱或酸的纳滤膜渗透液返回染浴进行重复利用；(3)纳滤膜的浓缩液直接进入蒸发器进行蒸发结晶，得到固体粉体，实现回收利用；蒸发产生的蒸汽和蒸馏水进入染浴回收利用。与常规浸染工艺相比，本发明可实现染液的循环利用，减少化学品和水的消耗，实现纺织品的连续染色，也可有效利用废染液的热能，降低印染成本和废水排放量。
Description
技术领域
本发明涉及一种染色工艺，尤其涉及一种纳滤膜法连续染色工艺。
背景技术
纺织印染工业是我国国民经济的传统工业，同时也是我国工业水污染物的重点来源。据国家环保总局统计，印染行业排放的印染废水总量位于全国各工业部门排放总量的第五位，环境危害十分严重。
印染废水包括印染过程退浆、煮练、染色、漂白、整理等各环节排放出的废水。其中染色废水是印染废水处理中的难点。据统计，在染色加工工序中作为促染剂的无机盐的用量占印染生产过程的40～70％，而排放的未利用染料占到90％以上。一般染色过程中，如活性染料染色工序，每千克棉布染色需要70-150升的水，需要添加0.6千克的氯化钠和40克的活性染料，20～30％的染料没有被利用而存在于废水中。由于染色废水中染料种类的复杂性，加之废水含盐量很高、酸碱性很大，严重增加了废水的处理难度。而目前染色废水的处理方法多适用于含盐量低的有色废水，大量无机盐的存在不仅不利于染料废水的降解处理，而且无机盐的一次性使用造成了印染加工成本的增加。
传统的染色废水处理工艺是将染色废水与其他工艺环节产生的废水进行混合，降低废水的色度、含盐量及酸碱性，再通过传统的生化、絮凝等工艺进行处理。但难降解的染料和高浓度的无机盐仍是影响印染废水处理效果的重要因素，处理后的水既不能达到回用要求，废水中的有价值物质也不能被再次利用，这不仅会对环境造成危害，也增加了操作成本。其工艺流程图如图1所示。
大量染料和无机盐的存在是印染废水难处理的关键因素。而废水中的染料和无机盐主要来自染色过程，控制废弃染液的排放成为降低印染废水处理难度的关键。中国专利CN101955282A提出了一种印染企业高含盐染色废水零排放的方法，包括混凝沉淀处理单元、电化学反应器处理单元、曝气处理单元、超滤膜处理单元、纳滤膜处理单元、反渗透膜处理单元、反渗透浓水电渗析处理单元、电渗析浓水蒸发处理单元。该系统对高含盐的染色废水进行深度处理，虽然回用了蒸发产生的蒸汽且不向外界排放废水，但是该过程是基于废水处理，且过程繁琐，水回用率低。中国专利CN102241894A公开了一种从分散型染料生产废水中回收染料及分散剂的方法，染料浆液经板框压滤产生的废水经陶瓷膜过滤系统、纳滤膜过滤系统，陶瓷膜过滤浓液返回板框压滤进行染料回收，纳滤膜浓缩液进行分散剂回收，该发明提出了分散染料及小分子分散剂的回收方法。中国专利CN102249442A公开了一种羊毛染色废水再生循环利用的方法，将染色工序产生的废水单独收集，通过絮凝、过滤、吸附过程使废水能够达到循环利用的要求，单次染色废水回用率超过80％，但是该工艺是一个间歇过程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了该进现有技术的不足而提供一种纳滤膜法连续染色工艺。
本发明的技术方案如下：一种纳滤膜法连续染色工艺，其具体步骤如下：
(1)将纺织品放置于染浴中，将60～100℃的染液排入纳滤膜分离系统进行浓缩过滤，脱除染液的色度和悬浮物；
(2)含有无机盐、碱或酸的纳滤膜渗透液返回染浴进行重复利用；
(3)纳滤膜的浓缩液直接进入蒸发器进行蒸发结晶，得到固体粉体，实现回收利用；蒸发产生的蒸汽和蒸馏水进入染浴回收利用。
优选上述的纺织品为棉、毛、锦纶或涤纶；因此本发明的染色工艺主要为棉染色工艺、毛染色工艺、锦纶染色工艺或涤纶染色工艺。
上述步骤(1)中的染浴中染液为活性染料染液、直接染料染液、还原染料染液、酸性染料染液或分散染料染液。
优选步骤(1)中纳滤膜分离系统中采用的纳滤膜为陶瓷纳滤膜或耐高温有机纳滤膜；纳滤膜的孔径在2nm或截留分子量在1000Da；优选纳滤膜的孔径在0.5～2nm，截留分子量位200～900Da。
上述步骤(1)中的纳滤膜分离系统采用双泵错流系统，一次性浓缩倍数高，分离效率高，能耗低。
上述步骤(1)中染液浓缩倍数可以根据染色过程调节，一般优选为4-10倍。
优选步骤(2)中纳滤膜渗透液中含有的无机盐为氯化钠或硫酸钠；酸为硫酸、甲酸或醋酸；碱为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
优选所述步骤(2)中纳滤膜渗透液中无机盐的质量回收率为60-80％；酸碱的质量回收率为50-95％。
上述步骤(3)中的蒸发器采用多效蒸发器或MVR蒸发器；优选多效蒸发器为升膜式蒸发器、降膜式蒸发器或刮板式蒸发器，蒸汽压力为0.2～0.4MPa。
本发明将染浴中高温高浓度染液排出利用纳滤膜进行处理，实现无机盐、酸碱与染料的分离，渗透液返回染浴再利用，实现连续生产。染料浓液进入蒸发器进行蒸发结晶，产生的染料粉体回收利用。本发明通过纳滤膜分离系统使染色工序排出的废水能够在线处理，回收利用无机盐、酸或碱，无废水排放，达到染色工艺的连续清洁生产，而且降低了印染废水的处理难度。
有益效果：
(1)本发明无废弃染液排放，实现了染色工艺的连续清洁生产；
(2)本发明可以实现染色废液中无机盐、酸或碱的循环利用，同时回收利用了热能，可以降低生产能耗和印染成本；
(3)本发明不向废水中排放废弃染料及无机盐，降低了印染废水的处理难度。
附图说明
图1是传统间歇浸染染色工艺流程图；
图2是纳滤膜法连续染色工艺流程图。
具体实施方式
以下例子的纳滤膜法连续染色工艺流程图如图2所示。
实施例1
某印染企业用活性红染料进行棉的深色染色，染浴中无机盐为氯化钠，浓度为90g/L，氢氧化钠用于调节染液酸碱性，pH为10.5，温度为80℃。利用纳滤膜法连续染色工艺进行生产，排出染液的色度为4580倍，经孔径为1.2nm、膜材料为TiO2陶瓷纳滤膜过滤系统浓缩5倍。渗透液返回染浴经加料调配后进行连续染色，氯化钠回收率为65％，氢氧化钠回收率为91％。浓缩液进入六效降膜式蒸发器处理，采用压力为0.3～0.38MPa的饱和蒸汽，最终得到的染料粉体回收利用。
实施例2
某大型纺织印染企业羊毛染色工序采用酸性红染料，用浓度为30g/L硫酸钠作为促染剂，硫酸用于调节染液酸碱性，pH为3.5，染液温度为63℃。采用纳滤膜法连续染色工艺，排出的染液色度为1320倍，经孔径为1nm、膜材料为ZrO2的陶瓷纳滤膜过滤系统浓缩8倍。清液返回染浴经调配继续进行染色，硫酸钠的回收率为78％，硫酸的回收率为54％。浓缩液进入四效板式蒸发器处理，采用压力为0.25～0.36MPa的饱和蒸汽，最终得到的染料粉体回收利用。
实施例3
某纺织印染企业采用直接蓝染料用于涤纶的染色工艺，用氯化钠作为促染剂，浓度为10g/L。碳酸钠用来调节酸碱性，pH为9.8，染液温度为98℃。纳滤膜法连续染色工艺用于染色生产，排出染液的色度为3260倍，经截留分子量为500Da、膜材料为聚苯砜的有机纳滤膜过滤系统浓缩9倍。过滤清液返回染浴加料调配后进行连续染色，氯化钠的回收率为75％，碳酸钠回收率为72％。浓缩液采用MVR蒸发器进行蒸发结晶，最终得到的染料粉体回收利用。
Claims (7)
1.一种纳滤膜法连续染色工艺，其特征在于具体步骤如下：
(1)将纺织品放置于染浴中，将60～100℃的染液排入纳滤膜分离系统进行浓缩过滤，脱除染液的色度和悬浮物；其中纳滤膜分离系统中采用的纳滤膜为陶瓷纳滤膜或耐高温有机纳滤膜；纳滤膜的孔径在2nm以下或截留分子量在1000Da以下；
(2)含有无机盐、碱或酸的纳滤膜渗透液返回染浴进行重复利用；
(3)纳滤膜的浓缩液直接进入蒸发器进行蒸发结晶，得到固体粉体，实现回收利用；蒸发产生的蒸汽和蒸馏水进入染浴回收利用；其中蒸发器采用多效蒸发器或MVR蒸发器；多效蒸发器为升膜式蒸发器、降膜式蒸发器或刮板式蒸发器；多效蒸发器的蒸汽压力为0.2～0.4MPa。
2.根据权利要求1所述的纳滤膜法连续染色工艺，其特征在于所述的纺织品为棉、毛、锦纶或涤纶。
3.根据权利要求1所述的纳滤膜法连续染色工艺，其特征在于所述步骤(1)中的染浴中染液为活性染料染液、直接染料染液、还原染料染液、酸性染料染液或分散染料染液。
4.根据权利要求1所述的纳滤膜法连续染色工艺，其特征在于所述步骤(1)中的纳滤膜分离系统采用双泵错流系统。
5.根据权利要求1所述的纳滤膜法连续染色工艺，其特征在于所述步骤(1)中染液浓缩倍数为4-10倍。
6.根据权利要求1所述的纳滤膜法连续染色工艺，其特征在于所述步骤(2)中纳滤膜渗透液中含有的无机盐为氯化钠或硫酸钠；酸为硫酸、甲酸或醋酸；碱为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
7.根据权利要求1所述的纳滤膜法连续染色工艺，其特征在于所述步骤(2)中纳滤膜渗透液中无机盐的质量回收率为60-80％；酸碱的质量回收率为50-95％。
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