热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置及方法

技术领域

本发明涉及的是热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置及方法，属于工业废水处理的技术领域。

背景技术

热法PVDF（聚偏氟乙烯）超滤膜因为具有强度高、韧度大、耐腐蚀、寿命长等特点，已广泛应用于各种工业水处理与废水处理回用的工程中。热法PVDF超滤膜的生产多采用PVDF树脂、无机材料、有机酸酯进行混合造粒，经高温高压挤出、拉伸、退火制成中空纤超滤维丝，然后通过萃取除去有机酸脂，反应去除无机材料。典型的热法PVDF超滤膜生产技术如专利202010689728.5一种聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备方法，该发明提供了一种改进TIPS（热致相分离）法制备β-晶型聚偏氟乙烯中空纤维膜，它先将重量百分比分别为40～60%的PVDF树脂、20～40%的碳酸钙与10～20%的邻苯二甲酸酯或苯甲酸酯进行混合造粒；再经高温高压挤出、拉伸、退火等制膜工序，制成中空纤维超滤膜丝；最后进行后处理，利用乙醇萃取出邻苯二甲酸酯或苯甲酸酯，利用盐酸反应掉碳酸钙，洗涤后生产出热法PVDF超滤膜产品。而在热法PVDF超滤膜的后处理过程中，经过不断的循环浓缩会产生部分富含乙醇、油脂、氯化钙的高浓度高盐废液，它虽然量少，但浓度高，含氯离子高，不能汇入生产废水处理系统进行处理。当前，仅有针对以二甲基乙酰胺为溶剂的中空纤维膜湿法工艺的部分废水处理专利，如201710957710.7一种超滤膜生产废水中二甲基乙酰胺的回收系统及方法，利用精制塔回收了DMAC（二甲基乙酰胺）与冷凝水。要求对热法PVDF超滤膜后处理产生的高盐废液进行单独收集与处理，需要设计开发一种新型的装置及方法，有效回收高盐废液中的乙醇、油脂、氯化钙与蒸馏水，实现对热法PVDF超滤膜后处理高盐废液的资源化利用的目的。

发明内容

本发明提出的是一种热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置及方法，其目的旨在针对热法PVDF超滤膜后处理高盐废液含有大量乙醇、油脂、氯化钙的的特点，其典型高盐废液成分的重量百分比为：乙醇65～80%、脂类3～5%、CaCl

本发明的技术解决方案：热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置，其结构包括乙醇精馏系统、油水分离系统、蒸发结晶系统；其中热法PVDF超滤膜后处理高盐废液接至乙醇精馏系统的进液口，1#蒸汽接至乙醇精馏系统的蒸汽进口，1#冷却水接至乙醇精馏系统的冷却水进出口，乙醇精馏系统的乙醇出口送出乙醇；乙醇精馏系统的出液口接至油水分离系统的进液口，2#冷却水接至油水分离系统的冷却水进出口，油水分离系统的出油口送出油脂；油水分离系统的出水口接至蒸发结晶系统的进水口，2#蒸汽接至蒸发结晶系统的蒸汽进口，3#与4#冷却水接至蒸发结晶系统的冷却水进出口，蒸发结晶系统的冷凝水出口送出蒸馏水，蒸发结晶系统的出盐口送出片状二水氯化钙。

热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置首先利用乙醇精馏系统从热法PVDF超滤膜后处理高盐废液中回收乙醇，乙醇含量≥90%，回用于热法PVDF超滤膜生产；再利用油水分离系统回收油脂，油脂含水率≤10%，用于燃油锅炉；最后利用蒸发结晶系统产出片状二水氯化钙，氯化钙的含量≥74%，满足GB/T26520-2011工业氯化钙的Ⅱ类产品质量要求，售做融雪剂，并回收冷凝水，回用于循环水；实现了热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用的目的。

本发明的优点，本发明热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置及方法，是针对热法PVDF超滤膜后处理高盐废液含有大量乙醇、油脂、氯化钙的的特点，首先利用乙醇精馏系统回收乙醇，返回超滤生产工序；再利用油水分离系统回收油脂；最后利用蒸发结晶系统蒸发出片状二水氯化钙，可售作融雪剂，蒸馏水回用循环水系统；达到热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用的目的。

附图说明

附图1 热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置的结构示意图。

附图中WL表示高盐废液，EL表示乙醇，OG表示油脂，Salt表示片状二水氯化钙，DW表示蒸馏水，CW

附图2 热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置的乙醇精馏系统结构示意图。

附图中EDS表示乙醇精馏系统，WL表示高盐废液，EDS

附图3 热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置的油水分离系统结构示意图。

附图中OWSS表示油水分离系统，EDS

附图4 热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置的蒸发结晶系统结构示意图。

附图中VCS表示蒸发结晶系统，OWSS

附图5 热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用实施例的工艺流程图。

具体实施方式

对照附图1，热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用装置，其结构包括乙醇精馏系统EDS、油水分离系统OWSS、蒸发结晶系统VCS；其中热法PVDF超滤膜后处理高盐废液WL接至乙醇精馏系统EDS的进液口，1#蒸汽SM

对照附图2，乙醇精馏系统EDS，其结构包括进液罐BT、供液泵P

对照附图3，油水分离系统OWSS，其结构包括中间液罐MT、增压泵P

对照附图4，蒸发结晶系统VCS，其结构包括蒸发换热器VHE、强制循环泵P

热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用方法，包括如下步骤：

1）通过乙醇精馏系统，从热法PVDF超滤膜后处理高盐废液中回收乙醇，乙醇含量≥90%；

2）通过油水分离系统，从乙醇精馏系统出液中回收油脂，油脂含水率≤10%；

3）通过蒸发结晶系统，将油水分离系统的盐水利用蒸发结晶系统产出片状二水氯化钙，氯化钙的含量≥74%。

所述步骤1）通过乙醇精馏系统，具体是通过投加氢氧化钙对高盐废液中的盐酸进行中和，将pH调整到6.5～8.5；再通过引入蒸汽利用乙醇精馏塔对乙醇进行低温精馏，塔顶温度≤80℃，保证不将油脂蒸发；最后利用乙醇冷凝换热器将乙醇冷凝回收，乙醇含量≥90%，回用于热法PVDF超滤膜生产。

所述步骤2）通过油水分离系统，具体是先利用废液降温换热器对乙醇精馏系统出液进行降温；然后利用油水分离罐进行油水分离，回收油脂含水率≤10%，用于燃油锅炉。

所述步骤3）通过蒸发结晶系统，具体是先利用强制循环蒸发将来自油水分离系统的盐水蒸发浓缩；将蒸发器蒸发出来的含氯化钙70～74%的液体氯化钙储存到保温罐内，利用废蒸汽进行保温，然后流入滚筒式制片机，滚筒内壁表面喷以冷却水，使滚筒外表面的液体氯化钙凝固成1～2mm厚度的固体氯化钙，经刮刀刮下产出片状二水氯化钙，氯化钙的含量≥74%，满足GB/T26520-2011工业氯化钙的Ⅱ类产品质量要求，售做融雪剂，并回收冷凝水，回用于循环水；实现了热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用的目的。

实施例

某膜技术企业年产热法PVDF超滤膜200万平米，在其热法PVDF超滤膜后处理过程中会产生少量的含有乙醇、氯化钙、油脂的酸性高盐废液。量虽少，但浓度高，污染严重，并对生产废水处理系统从材质到水质都有较大的影响，不能汇入生产废水处理系统一并处理。本实施例专门针对该高盐废液的特点，设计一套热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用系统，有效回收高盐废液中的乙醇、氯化钙、油脂与蒸馏水。

设计高盐废液成分与液量

热法PVDF超滤膜后处理高盐废液成分的重量百分比如下：

热法PVDF超滤膜后处理高盐废液的液量为12 T/D。

工艺流程

2.1 工艺流程

工艺流程见附图5 热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用实施例的工艺流程图。

2.2 流程说明

热法PVDF超滤膜后处理高盐废液进入进液罐，经供液泵打入中和反应罐，通过投加氢氧化钙调节pH在7.5，进行废液中和后进入中和液罐，通过精馏泵送入乙醇精馏塔，利用1#蒸汽进行低温精馏，塔顶温度小于80℃，送出乙醇进入乙醇冷凝换热器通过1#冷却水对乙醇进行冷凝至温度≤25℃，冷凝下来的乙醇进入乙醇罐，并通过乙醇回收泵送出，回用于热法PVDF超滤膜的萃取工序；塔底将乙醇精馏系统出液送到中间液罐，通过增压泵打入废液降温换热器利用2#冷却水对废液进行降温至≤30℃后进入油水分离器，分离出的油脂进入油脂罐进行储存，通过油脂回收泵送出油脂；分离出的盐水进入盐水罐，通过输送泵打入蒸发换热器，通过2#蒸汽进行加热后进入蒸发器，并利用强制循环泵进行强制循环蒸发，蒸发器塔顶与蒸发换热器的废蒸汽进入蒸汽冷凝换热器，利用3#冷却水进行冷凝，冷凝水储存于冷凝水罐通过输送泵送出，回用于循环水；当氯化钙的浓度蒸发浓缩到70～74%时，利用氯化钙输送泵送入保温罐，利用冷凝前的废蒸汽进行保温，进而流入滚筒式制片机，在4#冷却水的冷却下制成片状二水氯化钙产品。

各单元处理效果

热法PVDF超滤膜后处理高盐废液资源化利用系统各单元处理效果如下表：

这里，表中水质的平衡计算了乙醇精馏系统耗蒸汽8.9T/D，加药带入水0.657T/D与氢氧化钙0.073T/D；蒸发结晶系统耗蒸汽7.3T/D。

系统主要设计参数

4.1土建工程：

4.2主要设备：