[01032900]高COD难降解造纸黑液与印制电路板废水膜法处理新工艺及应用

造纸和印制电路板废水严重危害环境，其治理和减排被列为湘江流域污染治理中的重中之重，直接关系到造纸和印制电路板企业的生死存亡。现有造纸黑液处理采用“蒸发+焚烧”工艺，能耗与成本高，资源浪费严重，易产生二次污染；印制电路板废水采用传统的中和沉淀工艺处理，循环利用率低，达标排放难。而膜技术处理造纸和印制电路板废水被认为是“最有前途的重大生产技术”，但面临着：处理量大，一次性投入和运行费用高，工艺控制难，膜面易受污染导致膜效率低，清洗难、成本高，尤其是必须结合造纸和印制电路板生产本身的工艺特点开发出与之配套的膜处理新工艺等问题。因此，急需建立膜性能与结构关系的理论模型，开发与工艺相配套的新技术，实现废水清洁循环利用，支撑国家生态文明和湖南省“两型社会”的建设。该项目在湖南省重大科技专项、国土资源部项目、国家自然科学基金等支持下，历时11年，开发了高COD难降解造纸黑液和印制电路板废水膜法处理成套新工艺，形成了如下发明和创新：基于位阻-孔道模型(DPSM),将空间荷电模型的基本原理与复合中空纤维纳滤膜的特点相结合，建立了电解质体系模型微分方程，从而提出了中空纤维纳滤膜电解质传递的机理模型，揭示膜性能与结构之间的关系，为纳滤膜的制备、设计和工业运行提供理论和方法；开发了“预过滤-微滤-纳滤-蒸发-化学改性-喷雾干燥-产品”处理高COD 难降解造纸黑液新工艺，使分离制浆黑液中的固含量由不足10%浓缩到20%，碱回收率由不到80%提高到85%以上，生产能耗比传统工艺降低1/4；开发了印制电路板废水“混凝+砂滤系统+双膜法”处理技术，处理后废水水质达到GB8978～2002《污水综合排放标准》一级标准，实现了水的生产回用；开发了造纸黑液和印制电路板废水膜法处理工艺专用的酸性和碱性清洗剂，其性能与国外广泛使用的同类产品在外观、总酸度、pH值和密度上相近，可保证现场清洗操作人员使用的方便，并且膜清洗剂去污能力更强，而成本不到国外产品的1/2。共申请专利12项，其中授权发明专利5项、实用新型专利1项；发表论文26篇。成果应用于湖南泰格林纸集团有限责任公司（湖南最大的造纸企业，也是国有造纸企业的旗舰)、湖南维胜科技有限公司（中国元器件行业百强企业）、湖南水口山有色金属集团公司第八冶炼厂、韶关冶炼厂、江西铜业股份有限公司德兴铜矿等5家企业，不仅减轻了这些企业废水处理的巨大环保压力，也为企业带来了新的经济增长点，其中湖南泰格林纸集团有限贵任公司与湖南维胜科技有限公司两家企业与原有工艺处理废水相比，近三年节约成本1.62亿元，同时实现整个生产过程废水的淸洁化利用和有价组分的高效回收。该技术还首次辐射到巴陵石化己内酰胺废水的处理，膜后高浓度浓缩液返回到原蒸发工艺中进行己内酰胺废水的处理，处理后透过液废水COD