一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，包括如下步驟：通過以一種非金屬材料微孔膜為支撐膜，捕捉基為膜液相，強(qiáng)堿性溶液為反洗液，對(duì)酸化后的染色廢水中染料通過攪拌或循環(huán)后進(jìn)行分離的方法。本發(fā)明的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達(dá)到資源循環(huán)利用的目的，捕捉效率可達(dá)95%以上；易于工程連續(xù)化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)資源深度回收利用。
【專利說(shuō)明】
一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是一個(gè)紡織印染大國(guó)，而目前困擾該行業(yè)向前發(fā)展的主要問題之一就是大量 廢水的排放問題，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。印染行業(yè)是耗水大戶，平均每生產(chǎn)1噸紡 織印染產(chǎn)品需要消耗60-100噸的水，同時(shí)印染企業(yè)也是排污大戶，其廢水排放量占紡織工 業(yè)廢水排放量的80%。印染廢水的回用率很低，即使采用了最新先進(jìn)的中水回用技術(shù)，實(shí)際 生產(chǎn)中通常也只有30-40%左右，是所有行業(yè)中水回用率較低的行業(yè)。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我國(guó)以及國(guó)際科研工作者做了大量的研究工作。并在理論以 及實(shí)踐上已取得了重要突破。如微膠囊染料染色印花技術(shù)、超臨界二氧化碳染色技術(shù)，以及 D5(十甲基環(huán)五硅氧烷)非水介質(zhì)染色技術(shù)等，但由于技術(shù)以及成本等眾多原因目前均未在 印染行業(yè)得到較普遍的應(yīng)用。
[0004] 支撐液膜技術(shù)是一種高選擇性膜分離技術(shù)，早在上世紀(jì)60年代中期，黎念之博士 在用環(huán)法測(cè)定界面張力時(shí)發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)穩(wěn)定的界面膜，由此開創(chuàng)了一種新型膜分離方法，并 導(dǎo)致了后來(lái)各種新型液膜的發(fā)明。支撐液膜技術(shù)自出現(xiàn)以來(lái)，特別是近十年來(lái)，該技術(shù)已被 用于分金屬離子、稀土元素、有機(jī)酸、含酚廢水和氣體等方面的研究工作中。但截至目前，支 撐液膜技術(shù)還較少甚至沒有在印染廢水的處理中得到應(yīng)用。
[0005] 膜分離技術(shù)應(yīng)具備高滲透性、高選擇性以及高穩(wěn)定性的基本性能，尤其是支撐液 膜的高穩(wěn)定性能，而影響支撐液膜穩(wěn)定性的因素較多，主要包括膜兩側(cè)的壓力差，液膜界面 因剪切力而被乳化，液膜孔被阻塞、滲透壓等。而迄今所開發(fā)的大多數(shù)液膜材料中，很難同 時(shí)具備這幾種性能，從而得不到較廣泛的工業(yè)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的在于提供了一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，本發(fā) 明的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達(dá)到資源循環(huán)利用的目的，捕捉效率可達(dá) 95%以上；易于工程連續(xù)化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)資源深度回收利用。
[0007] 本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，包括如下步驟:通過以一種 非金屬材料微孔膜為支撐膜，捕捉基為膜液相，強(qiáng)堿性溶液為反洗液，對(duì)酸化后的染色廢水 中染料通過攪拌或循環(huán)后進(jìn)行分離的方法。
[0009] 所述的非金屬材料微孔膜采用無(wú)機(jī)非金屬膜、聚偏氟乙烯微孔膜、玻璃纖維膜，中 空纖維膜中的一種，其中膜孔徑為〇.〇l-l〇um。
[0010] 所述的無(wú)機(jī)非金屬膜優(yōu)選為陶瓷膜，且其膜孔徑優(yōu)選為〇. l_5um。
[0011] 所述的捕捉基為三烷基叔胺、白火油的混合物，三烷基叔胺的結(jié)構(gòu)式為：
式中a、b、c的范圍為:1 <a、b、c< 18。
[0012] 所述的三烷基叔胺的結(jié)構(gòu)中優(yōu)選a = 12，b = 8，c = 12。
[0013] 所述的強(qiáng)堿性溶液為燒堿或氫氧化鉀或燒堿、氫氧化鉀的混合物，其中強(qiáng)堿性溶 液的氫氧根離子濃度為〇. 〇l-lmo/L。
[0014] 所述的染色廢水為直接染料染色廢水、活性染料染色廢水、酸性染料染色廢水、分 散染料染色廢水中的一種或多種的混合廢水。
[0015] 所述的染色廢水為活性染料染色廢水。
[0016] 所述的攪拌或循環(huán)時(shí)間為0.5-5h。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達(dá)到 資源循環(huán)利用的目的，捕捉效率可達(dá)95%以上；其次采用陶瓷膜作支撐膜，其既耐高溫，又 耐酸堿，穩(wěn)定性優(yōu)異，且使用壽命長(zhǎng)，這對(duì)膜液相的穩(wěn)定起到重要作用。還有膜液相穩(wěn)定，傳 質(zhì)效率高，操作簡(jiǎn)單等，易于工程連續(xù)化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)資源深度回收利用。
[0018] 其中捕捉效率計(jì)算公式為：
[0019]

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明支撐液膜分離染色廢水中染料原理簡(jiǎn)易圖；
[0021] 表1為本發(fā)明實(shí)施例1-4中捕捉前后染色廢水在最大吸收波長(zhǎng)處的光密度值及捕 捉率表。
【具體實(shí)施方式】 [0022] 實(shí)施例1
[0023]本實(shí)施例的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，包括如下步驟： 如圖1所示，（1)采用三烷基叔胺(a=12，b = 8，c = 12)及白火油混合物為膜液相，孔徑為Ium 陶瓷膜為支撐膜制成一種用于捕捉染色廢水中染料的支撐液膜;本實(shí)施例在容器內(nèi)部垂直 安裝有2個(gè)支撐液膜2,利用2個(gè)支撐液膜2將容器分成3個(gè)腔室，分別為料液相加入腔室3、膜 液相加入腔室4、再生相加入腔室5。且料液相加入腔室3頂部開設(shè)有料液相入口 6、膜液相加 入腔室4頂部開設(shè)有膜液相入口 1、再生相加入腔室5頂部開設(shè)有再生相入口 7。料液相加入 腔室3和再生相加入腔室5的底部分別安裝有閥門8。料液相加入腔室3、膜液相加入腔室4、 再生相加入腔室5頂部還分別安裝有攪拌器9。
[0024] (2)按照常規(guī)染色工藝用活性黑XD-70R，用量為5% (owf)，對(duì)棉織物進(jìn)行染色，并 收集染色廢水作為料液相待捕捉，此時(shí)用測(cè)色配色儀測(cè)試染色廢水的最大吸收波長(zhǎng)處的光 密值(測(cè)試時(shí)用水稀釋30倍）
[0025] (3)用燒堿配制濃度為20g/L的溶液作為反洗液，然后加入等體積的膜液相組成再 生相。
[0026] (4)將膜液相置于料液相與再生相之間，通過攪拌器9攪拌的方式使染料分子由料 液相(如圖中箭頭A所示)通過支撐液膜2進(jìn)入膜液相形成染料分子結(jié)合體，然后通過捕捉基 進(jìn)入再生相進(jìn)行傳質(zhì)，（如圖中箭頭B所示)又分離成染料分子。攪拌2h后，從料液相中取適 量已被捕捉后的染色廢水稀釋30倍后測(cè)試其最大吸收波長(zhǎng)處的光密值。本實(shí)施例測(cè)試結(jié)果 如表1所示。
[0027]本實(shí)施例的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達(dá)到資源循環(huán)利用的目 的，捕捉效率可達(dá)99.10 % ;其次采用孔徑為Ium陶瓷膜作支撐膜，其既耐高溫，又耐酸堿，穩(wěn) 定性優(yōu)異，且使用壽命長(zhǎng)，這對(duì)膜液相的穩(wěn)定起到重要作用。還有膜液相穩(wěn)定，傳質(zhì)效率高， 操作簡(jiǎn)單等，易于工程連續(xù)化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)資源深度回收利用。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] 本實(shí)施例的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，包括如下步驟： 如圖1所示，（1)采用三烷基叔胺（a= l，b = 7，c = 12)及白火油混合物為膜液相，孔徑為 0.5um聚偏氟乙烯支撐膜制成一種用于捕捉染色廢水中染料的支撐液膜;本實(shí)施例在容器 內(nèi)部垂直安裝有2個(gè)支撐液膜2，利用2個(gè)支撐液膜2將容器分成3個(gè)腔室，分別為料液相加入 腔室3、膜液相加入腔室4、再生相加入腔室5。且料液相加入腔室3頂部開設(shè)有料液相入口 6、 膜液相加入腔室4頂部開設(shè)有膜液相入口 1、再生相加入腔室5頂部開設(shè)有再生相入口 7。料 液相加入腔室3和再生相加入腔室5的底部分別安裝有閥門8。料液相加入腔室3、膜液相加 入腔室4、再生相加入腔室5頂部還分別安裝有攪拌器9。
[0030] (2)按照常規(guī)染色工藝用直接大紅12B，用量為5%(owf)，對(duì)棉織物進(jìn)行染色，并收 集染色廢水作為料液相待捕捉，此時(shí)用測(cè)色配色儀測(cè)試染色廢水的最大吸收波長(zhǎng)處的光密 值(測(cè)試時(shí)用水稀釋30倍）。
[0031] (3)用燒堿配制濃度為30g/L的溶液作為反洗液，然后加入等體積的膜液相組成再 生相。
[0032] (4)將膜液相置于料液相與再生相之間，通過攪拌器9攪拌的方式使染料分子由料 液相(如圖中箭頭A所示)通過支撐液膜2進(jìn)入膜液相形成染料分子結(jié)合體，然后通過捕捉基 進(jìn)入再生相進(jìn)行傳質(zhì)，（如圖中箭頭B所示)又分離成染料分子。攪拌5h后，從料液相中取適 量已被捕捉后的染色廢水稀釋30倍后測(cè)試其最大吸收波長(zhǎng)處的光密值。本實(shí)施例測(cè)試結(jié)果 如表1所示。
[0033] 本實(shí)施例的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達(dá)到資源循環(huán)利用的目 的，捕捉效率可達(dá)98.00 % ;其次采用聚偏氟乙烯膜作支撐膜，其既耐高溫，又耐酸堿，穩(wěn)定 性優(yōu)異，且使用壽命長(zhǎng)，這對(duì)膜液相的穩(wěn)定起到重要作用。還有膜液相穩(wěn)定，傳質(zhì)效率高，操 作簡(jiǎn)單等，易于工程連續(xù)化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)資源深度回收利用。
[0034] 實(shí)施例3
[0035]本實(shí)施例的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，包括如下步驟： 如圖1所示，（1)采用三烷基叔胺(a = 8，b = 8，c = 8)及白火油混合物為膜液相，孔徑為O.lum 玻璃纖維支撐膜制成一種用于捕捉染色廢水中染料的支撐液膜;本實(shí)施例在容器內(nèi)部垂直 安裝有2個(gè)支撐液膜2,利用2個(gè)支撐液膜2將容器分成3個(gè)腔室，分別為料液相加入腔室3、膜 液相加入腔室4、再生相加入腔室5。且料液相加入腔室3頂部開設(shè)有料液相入口 6、膜液相加 入腔室4頂部開設(shè)有膜液相入口 1、再生相加入腔室5頂部開設(shè)有再生相入口 7。料液相加入 腔室3和再生相加入腔室5的底部分別安裝有閥門8。料液相加入腔室3、膜液相加入腔室4、 再生相加入腔室5頂部還分別安裝有攪拌器9。
[0036] (2)按照常規(guī)染色工藝用酸性紅G，用量為5% (owf)，對(duì)羊毛織物進(jìn)行染色，并收集 染色廢水作為料液相待捕捉，此時(shí)用測(cè)色配色儀測(cè)試染色廢水的最大吸收波長(zhǎng)處的光密值 (測(cè)試時(shí)用水稀釋30倍）。
[0037] (3)用燒堿配制濃度為50g/L的溶液作為反洗液，然后加入等體積的膜液相組成再 生相。
[0038] (4)將膜液相置于料液相與再生相之間，通過攪拌器9攪拌的方式使染料分子由料 液相(如圖中箭頭A所示)通過支撐液膜2進(jìn)入膜液相形成染料分子結(jié)合體，然后通過捕捉基 進(jìn)入再生相進(jìn)行傳質(zhì)，（如圖中箭頭B所示)又分離成染料分子。攪拌Ih后，從料液相中取適 量已被捕捉后的染色廢水稀釋30倍后測(cè)試其最大吸收波長(zhǎng)處的光密值。本實(shí)施例測(cè)試結(jié)果 如表1所示。
[0039] 本實(shí)施例的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達(dá)到資源循環(huán)利用的目 的，捕捉效率可達(dá)96.62 %;其次采用玻璃纖維膜作支撐膜，其既耐高溫，又耐酸堿，穩(wěn)定性 優(yōu)異，且使用壽命長(zhǎng)，這對(duì)膜液相的穩(wěn)定起到重要作用。還有膜液相穩(wěn)定，傳質(zhì)效率高，操作 簡(jiǎn)單等，易于工程連續(xù)化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)資源深度回收利用。
[0040] 實(shí)施例4
[0041] 本實(shí)施例的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，包括如下步驟： 如圖1所示，（1)采用三烷基叔胺(a=18，b = 8，c = 14)及白火油混合物為膜液相，孔徑為5um 中空纖維支撐膜制成一種用于捕捉染色廢水中染料的支撐液膜;本實(shí)施例在容器內(nèi)部垂直 安裝有2個(gè)支撐液膜2,利用2個(gè)支撐液膜2將容器分成3個(gè)腔室，分別為料液相加入腔室3、膜 液相加入腔室4、再生相加入腔室5。且料液相加入腔室3頂部開設(shè)有料液相入口 6、膜液相加 入腔室4頂部開設(shè)有膜液相入口 1、再生相加入腔室5頂部開設(shè)有再生相入口 7。料液相加入 腔室3和再生相加入腔室5的底部分別安裝有閥門8。料液相加入腔室3、膜液相加入腔室4、 再生相加入腔室5頂部還分別安裝有攪拌器9。
[0042] (2)按照常規(guī)染色工藝用分散黑300,用量為5%(〇wf)，對(duì)滌綸織物進(jìn)行染色，并收 集染色廢水作為料液相待捕捉，此時(shí)用測(cè)色配色儀測(cè)試染色廢水的最大吸收波長(zhǎng)處的光密 值(測(cè)試時(shí)用水稀釋30倍）。
[0043] (3)用燒堿配制濃度為60g/L的溶液作為反洗液，然后加入等體積的膜液相組成再 生相。
[0044] (4)將膜液相置于料液相與再生相之間，通過攪拌器9攪拌的方式使染料分子由料 液相(如圖中箭頭A所示)通過支撐液膜2進(jìn)入膜液相形成染料分子結(jié)合體，然后通過捕捉基 進(jìn)入再生相進(jìn)行傳質(zhì)，（如圖中箭頭B所示)又分離成染料分子。攪拌0.5h后，從料液相中取 適量已被捕捉后的染色廢水稀釋30倍后測(cè)試其最大吸收波長(zhǎng)處的光密值。本實(shí)施例測(cè)試結(jié) 果如表1所示。
[0045] 本實(shí)施例的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達(dá)到資源循環(huán)利用的目 的，捕捉效率可達(dá)99.04 %;其次采用中空纖維膜作支撐膜，其既耐高溫，又耐酸堿，穩(wěn)定性 優(yōu)異，且使用壽命長(zhǎng)，這對(duì)膜液相的穩(wěn)定起到重要作用。還有膜液相穩(wěn)定，傳質(zhì)效率高，操作 簡(jiǎn)單等，易于工程連續(xù)化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)資源深度回收利用。
[0046] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式而已，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施 例限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、組合、簡(jiǎn)化或改進(jìn)等，均 包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0047]表 1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，其特征在于，包括如下步驟:通 過以一種非金屬材料微孔膜為支撐膜，捕捉基為膜液相，強(qiáng)堿性溶液為反洗液，對(duì)酸化后的 染色廢水中染料通過攪拌或循環(huán)后進(jìn)行分離的方法。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的非金屬材料微孔膜采用無(wú)機(jī)非金屬膜、聚偏氟乙烯微孔膜、玻璃纖維膜，中空 纖維膜中的一種，其中膜孔徑為0.01-10um 〇3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的無(wú)機(jī)非金屬膜為陶瓷膜，且其膜孔徑為〇. l-5um。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于：所述的捕捉基為三烷基叔胺、白火油的混合物，三烷基叔胺的結(jié)構(gòu)式為：式中a、b、c的范圍為:1 <a、b、c< 18。 ，：5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的三烷基叔胺的結(jié)構(gòu)中a = 12，b = 8，c = 12。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的強(qiáng)堿性溶液為燒堿或氫氧化鉀或燒堿、氫氧化鉀的混合物，其中強(qiáng)堿性溶液的 氫氧根離子濃度為〇. Ol-lmo/L。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的染色廢水為直接染料染色廢水、活性染料染色廢水、酸性染料染色廢水、分散 染料染色廢水中的一種或多種的混合廢水。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的染色廢水為活性染料染色廢水。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用支撐液膜技術(shù)捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的攪拌或循環(huán)時(shí)間為〇.5-5h。
【文檔編號(hào)】C02F103/30GK105858810SQ201610227643
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】劉曉蕓, 姚慶才, 陳小利, 阮鐵民, 孫思恒, 殷臨浩, 鄧斐
【申請(qǐng)人】浙江絲科院輕紡材料有限公司