本發(fā)明涉及粘膠纖維生產中的廢物回收技術領域，具體涉及一種粘膠纖維生產中酸浴廢水的電驅動膜處理工藝。
背景技術：
在粘膠纖維紡絲過程中，纖維素纖維的再生主要是通過酸堿中和反應的形式產生，酸堿反應的進行主要在酸浴中進行，這就導致了紡絲后的酸浴中硫酸含量下降、硫酸鈉降低、同時硫酸鋅含量得以消耗的結果。
現有紡絲后的酸浴中硫酸含量的提升主要通過酸浴蒸發(fā)的形式實現，主要存在蒸汽消耗量大、硫酸鋅不能回收，同時紡絲過程中產生的硫酸鈉只能通過高溫結晶的方式析出的問題。
201110057315.6，名稱為“一種使用雙極性膜電滲析裝置生產硫酸和氫氧化鈉的方法”的發(fā)明專利，該方法是將硫酸鈉溶液注入到陰離子選擇膜和陽離子選擇膜形成的隔室中，將水注入到雙極膜與陰離子選擇膜、陽離子選擇膜形成的隔室中，在直流電場力作用下，在陽離子選擇膜與雙極膜面向陽極的陰離子選擇面形成的隔室和/或陽離子選擇膜與陰極形成的隔室中得到氫氧化鈉，在陰離子選擇膜與雙極膜面向陰極的陽離子選擇面形成的隔室和/或陰離子選擇膜與陽極形成的隔室中得到硫酸。該方法能夠重新利用硫酸鈉廢液，生產出可以二次利用的硫酸和氫氧化鈉。但該方法不能直接用于紡絲后的酸浴的處理，因為處理的對象為通過高溫結晶后的元明粉，由于結晶后的元明粉含有一定量的雜質，需要通過水溶液溶解后進行預處理，這樣的過程存在需要消耗蒸汽來實現高溫結晶，同時也增加了預處理費用。
201310311739.X，名稱為“一種雙極膜電滲析法從粘膠纖維硫酸鈉廢液制取酸堿的方法”的發(fā)明專利，將硫酸鈉濃度為5%-20%的粘膠纖維硫酸鈉廢液經過結晶、調節(jié)pH、一次初過濾、O3氧化還原性物質、二次初過濾、活性炭去除有機物、離子交換樹脂去除鋅離子和pp微孔過濾精濾，然后進入雙極膜電滲析膜組器的硫酸鈉流道中；作為吸收液的除鹽水分別進入雙極膜電滲析膜組器的酸流道和堿流道中，制得硫酸溶液和氫氧化鈉溶液；所述雙極膜電滲析膜組器的工作表壓為0.03-0.08MPa。該專利的處理對象為高溫結晶后的元明粉，同時需要將元明粉進行溶解進行預處理，此過程會增加蒸汽消耗成本和預處理費用。
技術實現要素：
本發(fā)明針對粘膠纖維生產中紡絲后的酸浴廢水處理的問題，提出了一種粘膠纖維生產中酸浴廢水的電驅動膜處理工藝?？捎行崿F紡絲后酸浴中硫酸的深度回收，直接形成紡前酸浴回用于生產系統(tǒng)，同時此技術杜絕了蒸汽消耗，解決了硫酸鈉庫存問題。
為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術方案：
一種粘膠纖維生產中酸浴廢水的電驅動膜處理工藝，其特征在于：包括以下步驟：
A、預處理
對紡絲后的酸浴液進行預處理；
B、電滲析
將預處理后的酸浴液輸送至電滲析膜組件，進行電滲析處理；所述的膜組件為多對陽膜和陰膜交錯排布而成，酸浴液分別通入各個陽膜和陰膜間的通道中；相鄰通道之間為陰膜的兩條通道形成一組，每組通道中，靠近陰極的酸浴液為原料液，靠近陽極的酸浴液為接收液，接收液中硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅的含量達到紡絲前的酸浴工藝要求，回收用于紡絲。
在電場的作用下，進行電滲析膜處理，離子開始轉移；酸浴液中的H+和Zn2+透過陽膜向陰極轉移，移動至接收液中；SO42-透過陰膜向陽極轉移，移動至接收液中；部分Na+被陽膜阻隔，留在原料液中。經過電滲析處理后，流出的原料液中含有少量硫酸、硫酸鋅和硫酸鈉，而接收液中硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅的含量達到紡絲前的酸浴工藝要求，回收用于紡絲。
C、原料液處理
對電滲析之后的原料液進行酸堿中和，將pH值調節(jié)至8-10，生成硫酸鈉和氫氧化鋅沉淀，通過固液分離得到硫酸鈉溶液和氫氧化鋅固體。
D、雙極膜電滲析
將硫酸鈉溶液與紡絲后的酸浴液輸送至雙極膜裝置，進行電滲析回收酸堿，電滲析后得到的酸浴液和堿液直接回用于生產系統(tǒng)。
本發(fā)明所述電滲析膜組件中的陽膜為H+/Na+離子交換膜，為市售常規(guī)產品，該離子交換膜能夠阻隔部分Na+。
本發(fā)明所述A步驟的預處理，是指通過微孔過濾除去固體懸浮物雜質，SS（固體懸浮物 ）含量小于10mg/L。
本發(fā)明所述的紡絲后酸浴液中含硫酸：100-140g/L，硫酸鈉：220-370g/L，硫酸鋅：5-10g/L。
本發(fā)明所述的B步驟，電滲析完成后的接收液中含硫酸：120-150 g/L，硫酸鈉：200-350g/L，硫酸鋅為：8-12g/L。
本發(fā)明所述B步驟的電滲析中，原料液的流量為：100-300L/h，接收液的流量為：80-200L/h。通過流量控制可以有效調節(jié)通道內物質濃度含量，促進離子的有效遷移，達到最佳的離子回收效率。
本發(fā)明所述B步驟的電滲析膜組件中陰膜和陽膜之間的距離是0.2-1.0mm，有效保證通道內流速的穩(wěn)定性和通道內離子總數。
本發(fā)明所述B步驟的電滲析外加直流電壓，電壓值為50-150 V，電流值為 100-500 A，電極間距離為 15-20 cm，在此范圍內可得到最佳的回收率。
本發(fā)明所述的雙極膜裝置為三隔室的雙極膜裝置，采用多對雙極膜、陽膜和陰膜交錯排布而成的膜組件，酸浴液進入雙極膜與陰膜間的通道，硫酸鈉溶液進入陽膜和陰膜間的通道，雙極膜與陽膜間的通道中通入脫鹽水。
雙極膜中間水化層離解出H+和OH-，H+與通過陰膜的SO42-結合進入紡絲后的酸浴廢水中，提升了酸浴廢水中硫酸含量，OH-與通過陽膜的Na+結合進入脫鹽水中，得到了稀堿液，形成的稀堿液直接回用于生產系統(tǒng)。
本發(fā)明雙極膜電滲析后得到的堿液質量濃度為5%-15%，此濃度的堿液可以直接用于粘膠纖維生產過程，或用于中和電滲析后的原料液。
本發(fā)明雙極膜電滲析后得到的酸浴液中硫酸濃度為120-150g/L，可以直接回用于粘膠纖維生產過程。
本發(fā)明所述D步驟的硫酸鈉溶液的質量濃度為5-20%，如果低于5%，整體運行成本較高；高于20%，則會形成物料的回收率低。
本發(fā)明的雙極膜電滲析中，硫酸鈉溶液的流量為100-300L/h，酸浴液的流量為100-300L/h，脫鹽水的流量為100-300L/h，通過流量控制可以有效調節(jié)通道內物質濃度含量，促進離子的有效遷移，達到最佳的離子回收效率。
本發(fā)明所述雙極膜膜組件的膜間距為0.2-1.0mm。
本發(fā)明所述D步驟的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為100-150V，電流值為 120-500A，電極間距離為15-20 cm，可以得到最佳的回收效率和保持最低的運行成本。
本發(fā)明的有益效果在于：
1、本發(fā)明工藝對酸浴中硫酸的回收率達98%以上，實現紡絲后酸浴中硫酸的深度回收，直接形成紡前酸浴回用于生產系統(tǒng)，按企業(yè)硫酸年用量在15萬噸左右計算，硫酸價格按350元/噸計算，可以產生經濟效益為：150000*350=5250萬元，具有極大的環(huán)保意義和經濟效益。
2、本發(fā)明電驅動膜處理工藝的處理對象為用少量堿中和電滲析裝置的酸性廢水，該物質主要為硫酸鈉溶液，克服了傳統(tǒng)酸浴廢水處理的高溫結晶蒸汽消耗和預處理費用，杜絕了蒸汽消耗，解決了硫酸鈉庫存問題和硫酸鋅的回收問題。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發(fā)明的實質性內容作進一步詳細的描述。
實施例1
一種粘膠纖維生產中酸浴廢水的電驅動膜處理工藝，包括以下步驟：
A、預處理
對紡絲后的酸浴液進行預處理；
B、電滲析
將預處理后的酸浴液輸送至電滲析膜組件，進行電滲析處理；所述的膜組件為多對陽膜和陰膜交錯排布而成，酸浴液分別通入各個陽膜和陰膜間的通道中；相鄰通道之間為陰膜的兩條通道形成一組，每組通道中，靠近陰極的酸浴液為原料液，靠近陽極的酸浴液為接收液，接收液中硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅的含量達到紡絲前的酸浴工藝要求，回收用于紡絲；
C、原料液處理
對電滲析之后的原料液進行酸堿中和，將pH值調節(jié)至8-10，生成硫酸鈉和氫氧化鋅沉淀，通過固液分離得到硫酸鈉溶液和氫氧化鋅固體；
D、雙極膜電滲析
將硫酸鈉溶液與紡絲后的酸浴液輸送至雙極膜裝置，進行電滲析回收酸堿，電滲析后得到的酸浴液和堿液直接回用于生產系統(tǒng)。
實施例2
本實施例在實施例1的基礎上：
所述B步驟的電滲析膜組件中的陽膜為H+/Na+離子交換膜。
實施例3
本實施例在實施例1的基礎上：
所述B步驟的電滲析膜組件中的陽膜為H+/Na+離子交換膜。
所述A步驟的預處理，是指通過微孔過濾除去固體懸浮物雜質，SS含量為9mg/L。
實施例4
本實施例在實施例1的基礎上：
所述B步驟的電滲析膜組件中的陽膜為H+/Na+離子交換膜。
所述A步驟的預處理，是指通過微孔過濾除去固體懸浮物雜質，SS含量為8mg/L。
所述的紡絲后酸浴液中含硫酸：100g/L，硫酸鈉：220g/L，硫酸鋅：5g/L；電滲析完成后的接收液中含硫酸：120g/L，硫酸鈉：200g/L，硫酸鋅為：8g/L。
實施例5
本實施例在實施例1的基礎上：
所述B步驟的電滲析膜組件中的陽膜為H+/Na+離子交換膜。
所述A步驟的預處理，是指通過微孔過濾除去固體懸浮物雜質，SS含量為7mg/L。
所述的紡絲后酸浴液中含硫酸：140g/L，硫酸鈉：370g/L，硫酸鋅：10g/L；電滲析完成后的接收液中含硫酸：150 g/L，硫酸鈉：350g/L，硫酸鋅為：12g/L。
所述B步驟的電滲析中，原料液的流量為100L/h，接收液的流量為80L/h。
實施例6
本實施例在實施例1的基礎上：
所述B步驟的電滲析膜組件中的陽膜為H+/Na+離子交換膜。
所述A步驟的預處理，是指通過微孔過濾除去固體懸浮物雜質，SS含量為6mg/L。
所述的紡絲后酸浴液中含硫酸：120g/L，硫酸鈉：250g/L，硫酸鋅：6g/L；電滲析完成后的接收液中含硫酸：135 g/L，硫酸鈉：235g/L，硫酸鋅為：10g/L。
所述B步驟的電滲析中，原料液的流量為300L/h，接收液的流量為200L/h。
所述B步驟的電滲析膜組件中陰膜和陽膜之間的距離是0.2mm。
實施例7
本實施例在實施例1的基礎上：
所述B步驟的電滲析膜組件中的陽膜為H+/Na+離子交換膜。
所述A步驟的預處理，是指通過微孔過濾除去固體懸浮物雜質，SS含量為5mg/L。
所述的紡絲后酸浴液中含硫酸：130g/L，硫酸鈉：300g/L，硫酸鋅：8g/L；電滲析完成后的接收液中含硫酸：140g/L，硫酸鈉：280g/L，硫酸鋅為：10g/L。
所述B步驟的電滲析中，原料液的流量為200L/h，接收液的流量為120L/h。
所述B步驟的電滲析膜組件中陰膜和陽膜之間的距離是1.0mm。
所述B步驟的電滲析外加直流電壓，電壓值為50V，電流值為100A，電極間距離為 15cm。
實施例8
本實施例在實施例1的基礎上：
所述B步驟的電滲析膜組件中的陽膜為H+/Na+離子交換膜。
所述A步驟的預處理，是指通過微孔過濾除去固體懸浮物雜質，SS含量為8mg/L。
所述的紡絲后酸浴液中含硫酸：130g/L，硫酸鈉：350g/L，硫酸鋅：8g/L；電滲析完成后的接收液中含硫酸：145g/L，硫酸鈉：320g/L，硫酸鋅為：10g/L。
所述B步驟的電滲析中，原料液的流量為150L/h，接收液的流量為100L/h。
所述B步驟的電滲析膜組件中陰膜和陽膜之間的距離是0.8mm。
所述B步驟的電滲析外加直流電壓，電壓值為150 V，電流值為500A，電極間距離為 20 cm。
實施例9
本實施例在實施例1的基礎上：
所述B步驟的電滲析膜組件中的陽膜為H+/Na+離子交換膜。
所述A步驟的預處理，是指通過微孔過濾除去固體懸浮物雜質，SS含量為7mg/L。
所述的紡絲后酸浴液中含硫酸：120g/L，硫酸鈉：260g/L，硫酸鋅：9g/L；電滲析完成后的接收液中含硫酸：130g/L，硫酸鈉：250g/L，硫酸鋅為：10g/L。
所述B步驟的電滲析中，原料液的流量為250L/h，接收液的流量為150L/h。
所述B步驟的電滲析膜組件中陰膜和陽膜之間的距離是0.5mm。
所述B步驟的電滲析外加直流電壓，電壓值為100V，電流值為200A，電極間距離為 16cm。
實施例10
本實施例在實施例1的基礎上：
所述的雙極膜裝置為三隔室的雙極膜裝置，采用多對雙極膜、陽膜和陰膜交錯排布而成的膜組件，酸浴液進入雙極膜與陰膜間的通道，硫酸鈉溶液進入陽膜和陰膜間的通道，雙極膜與陽膜間的通道中通入脫鹽水。
實施例11
本實施例在實施例2的基礎上：
所述的雙極膜裝置為三隔室的雙極膜裝置，采用多對雙極膜、陽膜和陰膜交錯排布而成的膜組件，酸浴液進入雙極膜與陰膜間的通道，硫酸鈉溶液進入陽膜和陰膜間的通道，雙極膜與陽膜間的通道中通入脫鹽水。
雙極膜電滲析后得到的堿液的質量濃度為5%%，得到的酸浴液中硫酸濃度為120g/L。
實施例12
本實施例在實施例3的基礎上：
所述的雙極膜裝置為三隔室的雙極膜裝置，采用多對雙極膜、陽膜和陰膜交錯排布而成的膜組件，酸浴液進入雙極膜與陰膜間的通道，硫酸鈉溶液進入陽膜和陰膜間的通道，雙極膜與陽膜間的通道中通入脫鹽水。
雙極膜電滲析后得到的堿液的質量濃度為15%，得到的酸浴液中硫酸濃度為150g/L。
所述D步驟的硫酸鈉溶液的質量濃度為5%。
實施例13
本實施例在實施例4的基礎上：
所述的雙極膜裝置為三隔室的雙極膜裝置，采用多對雙極膜、陽膜和陰膜交錯排布而成的膜組件，酸浴液進入雙極膜與陰膜間的通道，硫酸鈉溶液進入陽膜和陰膜間的通道，雙極膜與陽膜間的通道中通入脫鹽水。
雙極膜電滲析后得到的堿液的質量濃度為8%，得到的酸浴液中硫酸濃度為130g/L。
所述D步驟的硫酸鈉溶液的質量濃度為20%。
雙極膜電滲析中，硫酸鈉溶液的流量為100L/h，酸浴液的流量為100L/h，脫鹽水的流量為100L/h。
實施例14
本實施例在實施例5的基礎上：
所述的雙極膜裝置為三隔室的雙極膜裝置，采用多對雙極膜、陽膜和陰膜交錯排布而成的膜組件，酸浴液進入雙極膜與陰膜間的通道，硫酸鈉溶液進入陽膜和陰膜間的通道，雙極膜與陽膜間的通道中通入脫鹽水。
雙極膜電滲析后得到的堿液的質量濃度為10%，得到的酸浴液中硫酸濃度為140g/L。
所述D步驟的硫酸鈉溶液的質量濃度為10%。
雙極膜電滲析中，硫酸鈉溶液的流量為300L/h，酸浴液的流量為300L/h，脫鹽水的流量為300L/h。
所述雙極膜膜組件的膜間距為1.0mm。
實施例15
本實施例在實施例6的基礎上：
所述的雙極膜裝置為三隔室的雙極膜裝置，采用多對雙極膜、陽膜和陰膜交錯排布而成的膜組件，酸浴液進入雙極膜與陰膜間的通道，硫酸鈉溶液進入陽膜和陰膜間的通道，雙極膜與陽膜間的通道中通入脫鹽水。
雙極膜電滲析后得到的堿液的質量濃度為12%，得到的酸浴液中硫酸濃度為125g/L。
所述D步驟的硫酸鈉溶液的質量濃度為15%。
雙極膜電滲析中，硫酸鈉溶液的流量為200L/h，酸浴液的流量為150L/h，脫鹽水的流量為120L/h。
所述雙極膜膜組件的膜間距為0.5mm。
所述D步驟的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為100V，電流值為 120A，電極間距離為15cm。
實施例16
本實施例在實施例7的基礎上：
所述的雙極膜裝置為三隔室的雙極膜裝置，采用多對雙極膜、陽膜和陰膜交錯排布而成的膜組件，酸浴液進入雙極膜與陰膜間的通道，硫酸鈉溶液進入陽膜和陰膜間的通道，雙極膜與陽膜間的通道中通入脫鹽水。
雙極膜電滲析后得到的堿液的質量濃度為8%，得到的酸浴液中硫酸濃度為125g/L。
所述D步驟的硫酸鈉溶液的質量濃度為8%。
雙極膜電滲析中，硫酸鈉溶液的流量為250L/h，酸浴液的流量為250L/h，脫鹽水的流量為120L/h。
所述雙極膜膜組件的膜間距為0.2mm。
所述D步驟的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為150V，電流值為500A，電極間距離為20 cm。
實施例17
本實施例在實施例8的基礎上：
所述的雙極膜裝置為三隔室的雙極膜裝置，采用多對雙極膜、陽膜和陰膜交錯排布而成的膜組件，酸浴液進入雙極膜與陰膜間的通道，硫酸鈉溶液進入陽膜和陰膜間的通道，雙極膜與陽膜間的通道中通入脫鹽水。
雙極膜電滲析后得到的堿液的質量濃度為12%，得到的酸浴液中硫酸濃度為135g/L。
所述D步驟的硫酸鈉溶液的質量濃度為15%。
雙極膜電滲析中，硫酸鈉溶液的流量為200L/h，酸浴液的流量為200L/h，脫鹽水的流量為100L/h。
所述雙極膜膜組件的膜間距為0.8mm。
所述D步驟的雙極膜電滲析外加直流電壓，電壓值為120V，電流值為200A，電極間距離為18cm。