化纤碱液回收示范工程

☆示范工程概况：

       唐山三友兴达化纤有限公司主要从事粘胶短纤维、莫代尔纤维、竹代尔纤维的生产，在生产过程中会产生大量需要处理的高COD、高浊度的废碱液(半纤维素含量：35-55 g/L，NaOH含量：180-220 g/L)。从环保和经济角度出发，目前企业一般是采用国外耐碱的有机纳滤膜技术对半纤碱液进行处理，但存在碱液预处理精度要求高，预处理工序复杂且膜管使用周期短、通量低且不稳定等问题。

      我司于2012年8月~2013年12月在现场开始进行小试和中试实验，主要采用我方完全自主知识产权（国家“863”项目，课题编号2012AA03A606）的陶瓷纳滤膜技术 (见工艺段介绍图)，具体特点为孔径分布窄、过滤精度高（2 nm）和运行过程不易污染。实验结果显示，陶瓷纳滤膜对半纤维截留率达到90 %，碱液回收率＞50%，达到业主要求。在此基础上，我方于2014年6月中旬，建成首套陶瓷纳滤膜处理粘胶纤维碱液的千吨级工业化装置。

 

图一 现场工业化设备照片

☆示范工程工艺段介绍：

图二 陶瓷纳滤膜碱液回用工艺

原有工艺段（有机纳滤膜）：

       碱液进入板框压滤机预处理→微孔过滤→保安过滤器→有机纳滤膜（截留半纤维素）→清液

①采用板框过滤、微孔过滤和保安过滤器的方式对碱液进行预处理，去除碱液中的少量杂质。

②采用有机纳滤膜技术，对碱液中的半纤维素进行截留。渗透液达到回用标准，浓缩液处理后达标排放。

该工艺主要存在预处理工序复杂且有机纳滤膜使用周期短、通量低且不稳定等问题。

现有工艺（陶瓷纳滤膜）：

       碱液进入板框压滤机预处理→陶瓷纳滤膜（截留半纤维素）→清液

①采用板框过滤方式对碱液进行预处理，去除碱液中的少量杂质。

②采用陶瓷纳滤膜技术，对碱液中的半纤维素进行截留。渗透液达到回用标准，浓缩液处理后达标排放。

该工艺主要特点为预处理工序简单且膜管使用周期长、通量高且工艺稳定。

 

☆示范工程现场概况及处理效果：

      图1是我方建成首套陶瓷纳滤膜处理粘胶纤维碱液的千吨级工业化装置现场照片。

      图3是采用陶瓷纳滤膜处理粘胶纤维碱液的通量及截留率与有机纳滤膜的对比。图4是原碱液和经陶瓷纳滤膜过滤后清液以及浓缩液照片。由图3和图4可以看出，我方陶瓷纳滤膜装置已稳定连续运行超12000小时，可以有效去除原料液中的半纤(截留率稳定在80-90%)，过滤后清液澄清透明，达到粘胶纤维生产工艺中对碱液回用要求。该陶瓷纳滤膜装置与有机纳滤膜相比，具有预处理简单，膜不易污染，通量高(是有机纳滤膜通量的5倍)且可在较高温度(>50 ℃)下使用且连续运行稳定等优点，具有很好的经济效益和环境效益。

图三 陶瓷纳滤膜处理粘胶纤维碱液的过程通量、截留率与有机纳滤膜的对比

图四 原碱液和经陶瓷纳滤膜过滤后清液以及浓缩液照片

☆成果评价或获奖情况：

1. 2012年9月，我方承担国家科技部“863”重大研究计划——高性能陶瓷纳滤膜制备技术及膜反应器课题任务（课题编号：2012AA03A606；起止年限：2012年至2014年）。在项目期间（2014年6月~2014年9月），建成首套陶瓷纳滤膜处理粘胶纤维碱液的千吨级工业化装置。截止2014年9月，该装置在唐山三友兴达化纤厂已连续运行1000小时，回收碱液420 m²，回收碱液中半纤的截留率稳定在85~90%，达到粘胶纤维生产工艺中对碱液的回用标准，得到业主的高度认可，并通过科技部专家验收。(证明材料请见下附件)
2. 2014年10月~2016年3月，已连续运行12000小时，回收碱液4000 m²，回收碱液中半纤的截留率稳定在85~90%。
3. ZrO₂纳滤膜和Ti-Zr复合纳滤膜的制备方法，已进行专利保护（授权）。

☆应用案例证明材料：

☆陶瓷纳滤膜千吨级示范装置，接受科技部专家的现场验收：