羊毛脂回收及中水回用工程可行性研究报告(编辑修改稿)

羊毛脂回收及中水回用工程可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

限制 ， 因此还需要对其进行进一步的加工处理与精制 ， 去除大部分的杂质 ， 从而获得色泽浅淡与纯净的羊毛脂。 精制后的羊毛脂呈淡黄色膏状半透明体 ， 可用于医药和化妆品方面 ， 若对其再进行化学反应 ， 可制取一系列的羊毛脂衍生物 ， 可广泛用于医药和各类高档化妆品的生产 ， 从而大大提高了羊毛脂的附加价值。 羊毛脂的回收 1） 离心分离法 国外从 40年代已将此方法广泛应用于工业实践。 该方法的原理是利用羊毛脂、水、泥沙等杂质的密度差异 ,在离心力的作用下 ， 克服分子间的摩擦力将羊毛脂分离出来。 其基本流程是 ： 废水预先在离心机上 ,将较XX 天祝秀龙绒毛制品有限公司羊毛脂回收及中水回用工程 21 大的固体颗粒分离出 ， 然后在专门的罐内加热到 85℃左右 ， 再进行油脂与水分离回收。 此法的最大优点是 ,工艺流程简单 ， 并可以节约大量的洗毛废水 ， 免去二级废水处理工序 ， 节约废水处理费用 ， 所得羊毛脂的外观和气味都很好 ， 但羊毛脂的回收率低 ， 只有 10% ~40%。 该方法适宜的废水含脂浓度为 %~%， 而当浓度低于 10 g/L时 ， 回收效率更低。 为了改善传统离心法对低含量羊毛脂废水处理效果 ， 有人将洗毛废水和不溶于水的溶剂在高速离心机内对流 ， 达到混合均匀 ， 使羊毛脂大部分溶于萃取剂中 ， 再借助于离心力作用 ， 使密度不同的洗毛废水与含脂溶剂分离 ， 待含脂溶剂冷却 ， 羊毛脂和溶剂再分离 ， 溶剂可继续使用。 此法比传统的高速离心法可提高羊毛脂的回收率约一倍左右 ,达到60~70%。 日本和美国现在大都采用这种方法 ， 我国目前有些毛纺厂也采用此方法。 2） 泡沫分离法 该方法原理是基于向洗毛废水中充气并搅拌 ， 形成大量的微气泡 ,使羊毛脂富集在泡沫内从 而上浮 ， 然后收集水面的羊毛脂 ,并将其水洗、加热而获得粗羊毛脂。 据资料介绍 ， 单独使用该方法对羊毛脂的回收率不高 ， 仅能去除 30%~45%的羊毛脂和悬浮物 ， 通常情况下要加无机和有机高分子絮凝剂 ， 以提高浮选效果。 后经 改进 ， 采用双级气浮法处理洗毛废水。 其处理过程是洗毛废水经 CKⅡ型洗毛废水处理剂处理后 ， 油脂与水逐渐分离 ， 再进入双级气浮池进行气浮分离 ， 在大量微气泡的作用下 ，油脂上浮 ， 达到分离的目的 ， 可大大提高羊毛脂的回收率。 3）酸裂解 —— 萃取法 用无机酸把废水中沉淀的富含羊毛脂的污泥酸化 ， 使体系的 pH控制在 3~4， 保持一定温度待破乳并形成絮状物沉淀 ， 然后用离心法分离 ， 对沉淀再用溶剂萃取羊毛脂。 国外也有 较为成熟的方法 ， 用 10%~15%的硫XX 天祝秀龙绒毛制品有限公司羊毛脂回收及中水回用工程 22 酸作为酸裂剂酸裂 ， 再经过沉淀、过滤、干燥、 CCl4萃取等工艺 ， 使羊毛脂的提取率达到 98%以上。 此法在英国比较流行 ， 但该方法硫酸耗量较大 ， 并且由于酸的分解作用 ， 使产品中含有大量游离脂肪酸 ， 回收后的羊毛脂在色泽和气味方面有些问题。 4） 化学絮凝 —— 萃取法 这种方法适用于处理用合成洗涤剂洗毛所产生的废水。 因为合成洗涤剂对酸具有较高的稳定性 ， 破乳较为困难 ， 不适合用酸裂解法来回收羊毛脂。 目前对于 絮凝法的研究比较深入 ， 有关此方面的 研究报道 也很多。 作为废水处理的一个单元 ， 此法常同泡沫分离法、萃取法等联用。 其主要步骤是在洗毛废水中加入一定量的絮凝剂 ， 静置一定时间 ， 倾去上层清液后 ， 沉积物烘干得脂泥。 然后用有机溶剂对脂泥进行萃取 ， 常压下蒸馏含羊毛脂的萃取液可得粗羊毛脂。 其羊毛脂的回收率根据絮凝剂的不同而有较大差别 ， 但一般不低于 40%， 最高可达 98%。 絮凝是该方法中羊毛脂回收的一个重要环节 ， 硫酸铝、皂土、明矾、硫酸 亚铁、聚氯化铝和聚丙烯酰铵等絮凝剂被国内外普遍使用 ， 特别是新型絮凝剂的不断问世 ， 使化学絮凝法的研 究更加深入。 但近年来的研究表明 ， 单独使用无机絮凝剂费用昂贵 ， 仅仅用高分子絮凝剂也达不到良好的絮凝效果 ， 若二者结合 ， 可使处理效果大幅度提高。 5） 超滤膜分离法 自 70年代以来 ， 随着膜分离技术的发展 ， 超滤技术开始应用于洗毛废水的处理。 其基本原理是借助于超滤膜对羊毛脂乳化液的截留浓缩 ，使废水中的羊毛脂得到富集 ， 经超过滤浓缩后 ， 羊毛脂浓度成倍增加 ，从而大大提高离心提取羊毛脂的效率。 一般膜的孔径为 ， 而脂类油滴的直径为 ~50μ m。 因此理论上水和低分子物质可透过膜 ， 而脂能全部被截留。 超滤膜通常以二醋酸纤 维为基料 ， 配用一定比例的溶剂与XX 天祝秀龙绒毛制品有限公司羊毛脂回收及中水回用工程 23 成孔剂组成三元膜。 滤膜有的也采用聚丙烯腈 聚氯乙烯及聚砜中空纤维制成。 在该项技术中如何选择适宜的截留分子量是膜处理的的关键 ,截留子量是指膜对某种特定溶质截留率达到 90%以上时膜的最小分子量。 该方法的缺点是容易造成膜的污染 ， 需经常进行清洗 ， 致使操作费用增高。 鉴于洗毛废水中羊毛脂杂质多、 COD值高、污染严重的特点 ， 如采用单一处理工艺很难达到满意效果 ， 在实际的处理工艺中往往是几种方法联合使用 ,以期获得较高的回收率。 粗羊毛脂的精制 初步从洗羊毛废水回收羊毛脂只能得到粗制羊毛脂 ， 粗羊毛脂中含有大量机械杂质 ， 颜色深褐有特殊气味 ， 只能用作防锈剂 ， 工业低温润滑剂、防腐蚀涂料等低档产品。 纯净的羊毛脂具有很强的抗化学作用和抗微生物性能 ， 不会酸败变质 ， 有很好的渗透性 ， 可渗入皮肤 ， 是一种高级化妆品的原料 ， 同时在医药方面也有独特的作用。 粗羊毛脂的售价仅 8000~9000元 /t,， 而精制后羊毛脂售价可达 20200~25000元 /t。 可见羊毛脂精制后经济效益显著 ， 所以无论从使用还是经济角度看粗羊毛脂都需精制。 我国羊毛资源丰富 ， 粗羊毛脂产量高 ， 但由于精制工艺落后 ， 产品质量达不到要求 ， 所以精制羊毛脂大部分 依赖进口 ， 因而研究精制羊毛脂的新工艺具有较大的科学意义和应用价值。 粗羊毛脂的精制主要是除去水分、杂质、脱色、脱皂。 去除水分、杂质主要是通过有机溶剂萃取法 ， 一般常选用的有机溶剂有正乙烷、甲醇、四氯化碳 ， 另外还有乙醇、石油醚、苯或二氯苯。 羊毛脂的颜色深褐主要是由于含有游离脂肪酸、醛、醇及残留皂等成分 ， 他们影响了羊毛脂的颜色。 除去这些杂质可以用氧化方法使其变成无色物 质 ， 也可以用吸附或离子交换的方法把它们从羊毛脂中分离出来。 常用的氧化剂有双氧水、氯酸钠、次氯酸钠 ， 氧化法操作简单成本低 ， 但脱去的色泽易XX 天祝秀龙绒毛制品有限公司羊毛脂回收及中水回用工程 24 复现 ,这是因为 氧化产物易发生还原逆反应而致。 吸附法是通过吸附剂内外表面不完整的结晶离子面来实现对物质的吸附 ， 该方法是在热羊毛脂处于熔融状态下进行。 常用吸附剂有活性碳、白土、蒙脱石。 结果表明活性碳吸附能力非常强 ， 但成本高 ； 白土吸附能力虽不如活性碳强 ， 但成本较低 ； 蒙脱石效果比活性碳和白土都差 ， 实验表明活性碳和白土混合使用是一种较好的方法。 离子交换法脱色效果非常好 ， 但成本较高 ，且处理量小 ， 它一般用于羊毛脂精制要求较高的工艺过程。 羊毛脂发臭是因其含有一些具有一定挥发性不太大的物质 ， 如不饱和或低分子的碳氢化合物醛酮 ， 脱臭主要目的是 把这些物质清除。 常规采用的措施是提高蒸汽温度、增加真空度、添加挟带剂等。 本项目处理工艺的选择 洗毛废水是洗毛生产工艺排出的高浓度有机废水，其中含有泥沙、羊毛脂、羊粪，还含有少量洗涤剂和羊毛纤维。 经化验分析证明：废水中羊毛脂多已乳化，以 O／ W（水包油）形式存在，是组成废水中 BOD5，CODcr的主要成分。 其色淡黄、味臭、粘稠、 pH值为 ～ ， m（ BOD5）/m（ CODcr）为。 根据以上废水特点， 结合洗毛废水处理工艺及羊毛脂回收工艺特点，经综合研究考虑，本项目 洗毛废水 的主处理 工艺为沉砂＋离心分离＋膜生物反应器（ MBR）＋消毒。 羊毛脂回收采用二级离心法提取粗羊毛脂，然后采用改进工艺精制羊毛脂。 工艺流程为： （ 1） 洗毛废水处理及粗羊毛脂回收工艺 废水经格栅、毛发聚集器、沉砂池去除大颗粒悬附物及残余羊毛后进入调节池调节水质水量， 泵送至集水箱中，进行预沉淀，并采用蒸汽对污水进行加温。 然后用泵送至离心分离机，进行羊毛脂回收。 经初步回收后的羊毛脂中仍然存在大量水分和杂质，需要加热后再次用泵送至XX 天祝秀龙绒毛制品有限公司羊毛脂回收及中水回用工程 25 高速离心机进行提取。 此步骤除去羊毛脂后能降低废水中的 COD，减少废水后处理。 除去大部分羊毛脂的废 水直接进入膜生物反应器（ MBR）， 应用 聚氯乙烯纤维 膜取代活性污泥法中的二 次 沉 淀 池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。 同时 充分利用膜的高效截留作用，有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，保证硝化反应顺利进行，去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。 出水再经消毒处理后进入中水储水池，根据需要进行回用。 （ 2）羊毛脂精制工艺 本项目羊毛脂精制工艺 对传统的提纯方法进行了改进 ， 采用了新的工艺过程 ， 获得了更为纯净的羊毛脂 ， 其方法是在 粗羊毛脂中先加入硫酸进行酸洗 ， 再用 NaOH调节酸度 ， 加入 H2O2氧化脱色 ， 然后洗涤、真空、过滤可得纯羊毛脂。 改进后的羊毛脂提纯方法废弃了有强烈毒害作用的有机提取溶剂 ， 使工艺过程绿色化 ， 精制后羊毛脂的各项指标均达到了国家药典标准。 主要工艺过程： 加入浓度为 1:1的 H2SO4，边搅拌，边加料，控制温度60℃，搅拌 30min后静止 30min除去沉淀物。 用 5%的 N a O H调节酸度，控制 ～ ，加入适量的水 (约占总量的 10%)，控制温度 55℃，温度太高容易产生皂化反应，继续 搅拌 20min，静置 40min，除去下部杂质。 c. 脱色 加入 H2O2(约占总量 5%)，控制温度 50℃，边搅拌边缓慢加料，时间XX 天祝秀龙绒毛制品有限公司羊毛脂回收及中水回用工程 26 格栅 毛发聚集器 调节沉淀池 膜生物反应器（ MBR） 中水储水池 消毒池 沉砂池 水箱 离心机 初羊毛脂储箱 高速离心 机 控制在 50min左右。 太快太慢均会影响成品色泽。 加完后继续搅拌 20min，静置沉淀 40min，除去下部杂质。 采用水洗方式。 保温 30℃，静止 1h，反复 2次。 排出洗涤水应为中性。 抽真空时间 1h。 羊毛脂经抽真空之后，获纯净 液体羊毛脂。 纯净液体羊毛脂 进入袋式过滤器过滤 ，包装后为成品羊毛脂。 处理工艺流程见图 41。 a．洗毛废水处理及粗羊毛脂回收工艺 洗毛废水 粗 羊毛脂 水 水 回用 图 41 本项目污水处理工艺流程 b．羊毛脂精制工艺 粗 羊毛脂 → 酸洗→ 中和 →脱色→洗涤→真空→过滤 → 包装 → 产品纯羊毛脂 羊毛脂回收控制参数 本回收系统要是控制不好，将影响离心回收效率。 若温度高于运行要求，油脂溶解加快，回收效率降低。 在实际运行中设置 2套温控装置，保证进入离心机中的温度控制在 85℃ 左右。 XX 天祝秀龙绒毛制品有限公司羊毛脂回收及中水回用工程 27 经初步分离后，羊毛脂中含有一定量的水分和杂质，需再次进行分离。 该工段温度应控制在 90℃ 为佳。 同时，进入离心机中羊毛脂量应控制在离心机实际运行能力的 60%左右。 、然料、动力消耗指标 主要原辅材料及水、电、汽等消耗定额（见表 43） 表 43 主要原辅材料及然料、动力消耗指标表 序号 名称及规格 单 位 产 品消耗定额 消耗量 备注 单位 数量 单位 年消耗量 1 氢氧化钠 t/t t 固 2 硫酸 t/t t 98% 3 过氧化氢 t/t t 3 35% 4 塑料桶 个 /t 个 3400 25kg/个 5 水 t 1380 6 电 kwh/t kwh 578 污水处理构筑物及设备 选型 装置位置：进水口 规格型号： GDS500 主要参数：栅间隙 5mm 格栅宽 500mm 数量： 1台 装置位置：进水口 规格型号： YQMF400 XX 天祝秀龙绒毛制品有限公司羊毛脂回收及中水回用工程 28 主要参数：外径Φ 400(mm) 总高 H=620(mm) 管径Φ 100(m。