一種利用支撐液膜技術捕捉染色廢水中染料的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用支撐液膜技術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，強堿性溶液為反洗液，對酸化后的染色廢水中染料通過攪拌或循環后進行分離的方法。本發明的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達到資源循環利用的目的，捕捉效率可達95%以上；易于工程連續化應用，可實現資源深度回收利用。
【專利說明】
一種利用支撐液膜技術捕捉染色廢水中染料的方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種利用支撐液膜技術捕捉染色廢水中染料的方法。
【背景技術】
[0002] 我國是一個紡織印染大國，而目前困擾該行業向前發展的主要問題之一就是大量 廢水的排放問題，對生態環境造成了嚴重的污染。印染行業是耗水大戶，平均每生產1噸紡 織印染產品需要消耗60-100噸的水，同時印染企業也是排污大戶，其廢水排放量占紡織工 業廢水排放量的80%。印染廢水的回用率很低，即使采用了最新先進的中水回用技術，實際 生產中通常也只有30-40%左右，是所有行業中水回用率較低的行業。
[0003] 為了實現這一目標，我國以及國際科研工作者做了大量的研究工作。并在理論以 及實踐上已取得了重要突破。如微膠囊染料染色印花技術、超臨界二氧化碳染色技術，以及 D5(十甲基環五硅氧烷)非水介質染色技術等，但由于技術以及成本等眾多原因目前均未在 印染行業得到較普遍的應用。
[0004] 支撐液膜技術是一種高選擇性膜分離技術，早在上世紀60年代中期，黎念之博士 在用環法測定界面張力時發現了相當穩定的界面膜，由此開創了一種新型膜分離方法，并 導致了后來各種新型液膜的發明。支撐液膜技術自出現以來，特別是近十年來，該技術已被 用于分金屬離子、稀土元素、有機酸、含酚廢水和氣體等方面的研究工作中。但截至目前，支 撐液膜技術還較少甚至沒有在印染廢水的處理中得到應用。
[0005] 膜分離技術應具備高滲透性、高選擇性以及高穩定性的基本性能，尤其是支撐液 膜的高穩定性能，而影響支撐液膜穩定性的因素較多，主要包括膜兩側的壓力差，液膜界面 因剪切力而被乳化，液膜孔被阻塞、滲透壓等。而迄今所開發的大多數液膜材料中，很難同 時具備這幾種性能，從而得不到較廣泛的工業應用。
【發明內容】
[0006] 本發明目的在于提供了一種利用支撐液膜技術捕捉染色廢水中染料的方法，本發 明的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達到資源循環利用的目的，捕捉效率可達 95%以上；易于工程連續化應用，可實現資源深度回收利用。
[0007] 本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0008] -種利用支撐液膜技術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，強堿性溶液為反洗液，對酸化后的染色廢水 中染料通過攪拌或循環后進行分離的方法。
[0009] 所述的非金屬材料微孔膜采用無機非金屬膜、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] 所述的無機非金屬膜優選為陶瓷膜，且其膜孔徑優選為〇. l_5um。
[0011] 所述的捕捉基為三烷基叔胺、白火油的混合物，三烷基叔胺的結構式為：
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構中優選a = 12，b = 8，c = 12。
[0013] 所述的強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] 所述的攪拌或循環時間為0.5-5h。
[0017] 本發明的有益效果是:本發明的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達到 資源循環利用的目的，捕捉效率可達95%以上；其次采用陶瓷膜作支撐膜，其既耐高溫，又 耐酸堿，穩定性優異，且使用壽命長，這對膜液相的穩定起到重要作用。還有膜液相穩定，傳 質效率高，操作簡單等，易于工程連續化應用，可實現資源深度回收利用。
[0018] 其中捕捉效率計算公式為：
[0019]
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明支撐液膜分離染色廢水中染料原理簡易圖；
[0021] 表1為本發明實施例1-4中捕捉前后染色廢水在最大吸收波長處的光密度值及捕 捉率表。
【具體實施方式】 [0022] 實施例1
[0023]本實施例的一種利用支撐液膜技術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;本實施例在容器內部垂直 安裝有2個支撐液膜2,利用2個支撐液膜2將容器分成3個腔室，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頂部開設有料液相入口 6、膜液相加 入腔室4頂部開設有膜液相入口 1、再生相加入腔室5頂部開設有再生相入口 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)按照常規染色工藝用活性黑XD-70R，用量為5% (owf)，對棉織物進行染色，并 收集染色廢水作為料液相待捕捉，此時用測色配色儀測試染色廢水的最大吸收波長處的光 密值(測試時用水稀釋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進入膜液相形成染料分子結合體，然后通過捕捉基 進入再生相進行傳質，（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倍后測試其最大吸收波長處的光密值。本實施例測試結果 如表1所示。
[0027]本實施例的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達到資源循環利用的目 的，捕捉效率可達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 定性優異，且使用壽命長，這對膜液相的穩定起到重要作用。還有膜液相穩定，傳質效率高， 操作簡單等，易于工程連續化應用，可實現資源深度回收利用。
[0028] 實施例2
[0029] 本實施例的一種利用支撐液膜技術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;本實施例在容器 內部垂直安裝有2個支撐液膜2，利用2個支撐液膜2將容器分成3個腔室，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頂部開設有料液相入口 6、 膜液相加入腔室4頂部開設有膜液相入口 1、再生相加入腔室5頂部開設有再生相入口 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)按照常規染色工藝用直接大紅12B，用量為5%(owf)，對棉織物進行染色，并收 集染色廢水作為料液相待捕捉，此時用測色配色儀測試染色廢水的最大吸收波長處的光密 值(測試時用水稀釋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進入膜液相形成染料分子結合體，然后通過捕捉基 進入再生相進行傳質，（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倍后測試其最大吸收波長處的光密值。本實施例測試結果 如表1所示。
[0033] 本實施例的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達到資源循環利用的目 的，捕捉效率可達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，穩定 性優異，且使用壽命長，這對膜液相的穩定起到重要作用。還有膜液相穩定，傳質效率高，操 作簡單等，易于工程連續化應用，可實現資源深度回收利用。
[0034] 實施例3
[0035]本實施例的一種利用支撐液膜技術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;本實施例在容器內部垂直 安裝有2個支撐液膜2,利用2個支撐液膜2將容器分成3個腔室，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頂部開設有料液相入口 6、膜液相加 入腔室4頂部開設有膜液相入口 1、再生相加入腔室5頂部開設有再生相入口 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)按照常規染色工藝用酸性紅G，用量為5% (owf)，對羊毛織物進行染色，并收集 染色廢水作為料液相待捕捉，此時用測色配色儀測試染色廢水的最大吸收波長處的光密值 (測試時用水稀釋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進入膜液相形成染料分子結合體，然后通過捕捉基 進入再生相進行傳質，（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倍后測試其最大吸收波長處的光密值。本實施例測試結果 如表1所示。
[0039] 本實施例的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達到資源循環利用的目 的，捕捉效率可達96.62 %;其次采用玻璃纖維膜作支撐膜，其既耐高溫，又耐酸堿，穩定性 優異，且使用壽命長，這對膜液相的穩定起到重要作用。還有膜液相穩定，傳質效率高，操作 簡單等，易于工程連續化應用，可實現資源深度回收利用。
[0040] 實施例4
[0041] 本實施例的一種利用支撐液膜技術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;本實施例在容器內部垂直 安裝有2個支撐液膜2,利用2個支撐液膜2將容器分成3個腔室，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頂部開設有料液相入口 6、膜液相加 入腔室4頂部開設有膜液相入口 1、再生相加入腔室5頂部開設有再生相入口 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)按照常規染色工藝用分散黑300,用量為5%(〇wf)，對滌綸織物進行染色，并收 集染色廢水作為料液相待捕捉，此時用測色配色儀測試染色廢水的最大吸收波長處的光密 值(測試時用水稀釋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進入膜液相形成染料分子結合體，然后通過捕捉基 進入再生相進行傳質，（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倍后測試其最大吸收波長處的光密值。本實施例測試結 果如表1所示。
[0045] 本實施例的方法能夠有效地分離染色廢水中殘余染料，達到資源循環利用的目 的，捕捉效率可達99.04 %;其次采用中空纖維膜作支撐膜，其既耐高溫，又耐酸堿，穩定性 優異，且使用壽命長，這對膜液相的穩定起到重要作用。還有膜液相穩定，傳質效率高，操作 簡單等，易于工程連續化應用，可實現資源深度回收利用。
[0046] 上述實施例為本發明較佳的實施方式而已，但本發明的實施方式并不受上述實施 例限制，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、組合、簡化或改進等，均 包含在本發明的保護范圍之內。
[0047]表 1
【主權項】
1. 一種利用支撐液膜技術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，強堿性溶液為反洗液，對酸化后的 染色廢水中染料通過攪拌或循環后進行分離的方法。2. 根據權利要求1所述的一種利用支撐液膜技術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機非金屬膜、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. 根據權利要求2所述的一種利用支撐液膜技術捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的無機非金屬膜為陶瓷膜，且其膜孔徑為〇. l-5um。4. 根據權利要求1所述的一種利用支撐液膜技術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，三烷基叔胺的結構式為：式中a、b、c的范圍為:1 <a、b、c< 18。 ，：5. 根據權利要求4所述的一種利用支撐液膜技術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構中a = 12，b = 8，c = 12。6. 根據權利要求1所述的一種利用支撐液膜技術捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的強堿性溶液為燒堿或氫氧化鉀或燒堿、氫氧化鉀的混合物，其中強堿性溶液的 氫氧根離子濃度為〇. Ol-lmo/L。7. 根據權利要求1所述的一種利用支撐液膜技術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. 根據權利要求7所述的一種利用支撐液膜技術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. 根據權利要求1所述的一種利用支撐液膜技術捕捉染色廢水中染料的方法，其特征 在于:所述的攪拌或循環時間為〇.5-5h。
【文檔編號】C02F103/30GK105858810SQ201610227643
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】劉曉蕓, 姚慶才, 陳小利, 阮鐵民, 孫思恒, 殷臨浩, 鄧斐
【申請人】浙江絲科院輕紡材料有限公司