圖 3 納濾濃縮脫鹽工藝流程
在納濾脫鹽和濃縮過程中,NCaI濃度越高,透過率越高,當高于5%時,NaCI幾乎10%透過,亦即 在高濃度下操作脫鹽量最多[8l。因此,在實際應用 過程中,可采取邊濃縮邊洗滌,維持較高NaCI濃度, 能用較少的洗滌水,較快的脫除染料中的鹽。
鑒于納濾在染料清潔生產(chǎn)中的應用前景,染料脫鹽濃縮一直是納濾應用研究的熱點之一。
采用 SNF-150 膜(截留分子量為350)對活性紅 3BS(ME型,分子量約1000)進行脫鹽濃縮后,染料的著色強度達到150%左右,約提高50%。料液濃 縮倍數(shù)達3倍,染料固含量從11.7%提高到20% - 30%,染料的流失率極低,副染料及未完全反應的原 輔材料可部分脫除,中試設備的平穩(wěn)膜通量可達 50L(m2·h)以上。
對于苯胺藍染料(分子量737.72)水溶液的脫鹽 濃縮,國家海洋局杭州水處理中心生產(chǎn)的CA納濾膜 對染料截留率大于9.9%,總脫鹽率為51%,染料濃 度提高了2.76倍,回收率約為97%。此外,CA50 納濾膜應用于水溶性黃染料工業(yè)生產(chǎn)的結果表明,納 濾技術能將主體染料的純度提高幻%,染料工業(yè)的經(jīng) 濟、環(huán)境和社會效益都得到了提高。
采用 4O40型卷式CA納濾膜對熒光增白染料 NT的工業(yè)合成液進行問歇恒容滲濾操作,結果NaCI 濃度由1.05 11101/L降到0.O23 mol/L,NT濃度由 。.14mol/L提高到。.25moFL以上。NT產(chǎn)品穩(wěn)定性 和白度提高,NT成分平均截留率達到99.8%。對質量分數(shù)為8%的增白劑合成液〔含鹽質量分數(shù) 為2%)進行納濾脫鹽和濃縮,增白劑被濃縮1倍以 上,可除去90%以上的鹽,噴霧干燥后的產(chǎn)品純度 和質量明顯提高。
采用DK納濾膜對活性黑染料(分子量711)進行間歇恒容滲濾,在25℃和1.OMPa 條件下,經(jīng)過 7次近80h的滲濾,染料純度從76%提高到97%以 上,提高了活性黑染料的產(chǎn)品質量,同時降低了后續(xù) 噴霧干燥的能耗。
國家海洋局杭州水處理技術中心同上海染化八廠合作,將納濾脫鹽和濃縮技術作為染料清潔生產(chǎn) 工藝并應用到實際生產(chǎn)中取得成功。濃縮液中染料 質量分數(shù)大于25%,鹽質量分數(shù)低于1%,納濾膜使 用壽命超過3年。
4 染料廢水處理與資源化
染料生產(chǎn)廢水具有高鹽度(質量分數(shù)大于5 %)、高色度(數(shù)萬至十幾萬)、高COD的特點,為難生物降解廢水,用常規(guī)方法很難處理。采用納濾技 術處理染料廢水,可將染料廢水分為濃縮液和透過 液。這兩部分可分開處理,透過液可回用或排人污 水處理系統(tǒng);濃縮液可用于回收染料,以達到資源化 的目的。如果濃縮液中染料回收困難或回收價值較低,則可一步采用濕式空氣氧化、臭氧氧化、高溫焚 燒等后續(xù)處理系統(tǒng),以破壞染料分子共扼結構,去除 大部分色度和部分COD,提高廢水可生化性。由于 濃縮液中廢水濃度提高,體積減小,因此可提高氧化 效率和降低處理費用。例如,上海凱能高科技工程 有限公司采用納濾治理染料廢水,在中試規(guī);A 上取得了工程設計所需的實驗參數(shù)。染料廢水每天 產(chǎn)生30t,經(jīng)膜處理后濃縮液僅剩4t 左右,可脫除 95%以上的鹽。