马琦璐{1} 贾雪梅{2} 李长福{1}
新疆中泰创新技术研究院有限责任公司{1} 新疆 830026
新疆工程学院{2} 新疆 830002
摘要：要了解分离技术在粘胶纤维生产中的应用，有必要先了解粘胶纤维生产中水和其它物料的基本进出流程。传统粘胶纤维生产工艺主要包括粘胶原液工序、纺炼工序以及酸站工序，在粘胶纤维生产中，利用膜分离技术节约用水、提高水的重复利用率、降低废水排放，需要从各具体工序谈起。
关键词：膜分离技术；粘胶纤维生产；应用；分析
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图1粘胶纤维生产进出料流程
1膜分离技术在生产工艺用水处理中的应用
粘胶纤维生产中工艺用水(见图1中的①)基本上都是软化水和脱盐水，大多数工厂采用传统离子交换树脂制作软化水和脱盐水，这种传统工艺存在的缺点是：受进水水质、预处理效果变化等影响，出水水质波动大，影响产品色泽质量；树脂再生需消耗大量水、药剂并产生大量酸碱再生废水，制水成本高；树脂再生、更换的劳动强度大，日常管理复杂，不便管理。
随着膜分离技术在水处理应用上的长足发展，其在水处理领域的工业化应用已包括苦咸水淡化、海水淡化、高压锅炉补给水制备、直饮水制备、电子工业超纯水制备等。其中利用纳滤膜制备软化水，利用反渗透膜制备去离子水技术在我国已成功的工业化应用，并达到了国际先进水平。对于粘胶纤维行业所用的无论是软化水还是脱盐水，现在都可以用非常成熟的膜分离技术来处理。利用该技术制备软化水和去离子水，具有的优点是：出水水质好、稳定，有助于粘胶纤维产品性能稳定、质量提高；操作管理方便；总运行成本更经济。目前，利用反渗透膜制备脱盐水在个别粘胶纤维厂已有应用，只不过在同行业中推广的力度还远不够。据有关资料介绍，我国目前用膜分离技术处理软化水和脱盐水，在化工、电子、医药、食品等行业中发展都很迅速，近几年以15～30％的速率在增长。粘胶纤维生产企业是软化水和去离子水用水大户之一，也应该及时跟上，将先进的膜分离技术尽快应用到生产用水处理工艺中。
2膜分离技术在碱液处理回收中的应用
碱液(见图1中的②)在粘胶纤维生产中主要用于浆粕的浸渍，除了使甲种纤维素碱化之外，还将杂质溶于浸液(碱液)中，使浸液中有了醛类、醣类、脂类，还有小纤维素和半纤维素。为降低生产成本、减少碱耗，浸液通常须回收循环使用，回用浸液中半纤维素的含量需要降低到工艺要求的限度以下，因此须对浸液进行碱纤分离处理，在传统生产中这种半纤维素的分离主要采用透析工艺及其设备来实现。这种传统透析法分离半纤维素、回收碱液效率十分低下，用水量大，同时半纤维素无法回收又污染环境，并占用较大的建筑面积。近年来丹东化纤公司和凯能(上海)公司合作开发了两套纳滤膜浸液回收系统，获得成功。其可很好地去除浸液中的半纤维素、醛类、脂类等，不仅滤出浸液回用，对废碱液中半纤维素可视客户要求进一步回收，最终的废碱液很少，基本做到无污染排放。
3膜分离技术在废胶处理及其碱回收中的应用
图1中的③是废胶排放，以往对于过滤后的废胶，经常是随水排放了。对于KK滤机的废胶，曾有稀释经高速离心分离而回收的方法。可是这种高速离心设备运行并不可靠，各厂很少使用。膜分离技术较机械分离有它的优势，利用纳滤膜可将废胶中的NaOH予以回收再用。同样，前面所述的最终废碱性水如果不能在生产线中的其它地方被用掉的话，也可用膜分离技术进一步回收，因为经过膜技术处理的废碱液，虽然NaOH浓度很低，但较纯净，可回用于溶解碱液中和其它地方。
4膜分离技术在酸性废水处理中的应用
图1中的④是酸性废水，这里指的酸性废水主要是蒸发(闪蒸)或真空结晶的冷凝水，以及少量酸浴过滤形成的酸性废水。粘胶组成中约有83％是水，在形成纤维后会被放出；纺丝成形时酸与碱的中和反应也会形成部分水。这些由于粘胶纤维生产工艺需要而不断产生的水，大部分都混在纺丝浴(酸浴)中而被要求蒸发掉。以20000t／a粘胶短纤生产线计，每小时约需蒸发掉20多吨水，若以11级闪蒸的能耗计，汽水比为O．3，则至少需耗6t／h蒸汽。每吨蒸汽约80元，一小时就耗资480元，全年需支出384万元。可见，即使是11级闪蒸这种节能装置每年的蒸汽费用也十分可观。
20多年以前，海水要淡化，首先想到的方法之一就是闪蒸装置。当膜技术成熟后，逐步采用反渗透膜技术来实现海水淡化。目前反渗透膜技术已是海水淡化中最具竞争优势的方法了。上个世纪末，我国已成功的设计制造和应用每小时可产数百吨淡水的膜技术装置。是否可将反渗透膜技术应用于酸浴浓缩(蒸发)上，每小时只需去掉20t水的酸浴浓缩比海水淡化要求低得多。在海水淡化上，反渗透膜技术可以代替闪蒸，对于酸浴来说，不远的将来膜分离技术也将取代酸浴闪蒸。尽管目前还无工厂来尝试，但在闪蒸如此高的运行费用面前，膜技术一定具有非常大的技术优势和潜力。
二浴及精炼排出的酸性废水(图1中的⑤)，主要含有H2S04、ZnS04和NazS04，目前对于这种废水主要排送到污水处理场进行中和、脱锌、生化处理，其中ZnSO。难以达到排放要求(2mg／L)。大家曾寄希望于闪蒸装置，将二浴蒸发，使ZnS04、Na2S04和H2SO。得以浓缩回收。但由于各种困难，未能实现。若将这种酸性废水在进入污水场之前，利用高二价盐截留率纳滤膜进行处理，截留ZnS04、Na2S04和H2S04，然后送往结晶，回收NazS04和ZnS04，同时使H2S04溶液返回生产线中，是一种比闪蒸更为经济有效的方法。
5膜分离技术在废水深处理中的应用
膜分离技术可以对粘胶纤维生产废水做深度(图1中的⑥)处理。因为上述几处的回收处理即使实现，最后也有少量的酸性废水和少量的碱性废水，对其虽然可以采用污水处理场这一办法，不过随着膜技术的发展，这最后～部分酸、碱性废水也是可以处理回收的。比如，酸站排放废水本身浓度就不高，经过适当处理后，出水水质相对比较好，如果能采用膜技术对这部分废水进一步深度处理，使深度处理后的水质满足生产用水水质要求，从而直接回用作为工业用水，不仅可以节省大量新鲜水，而且可以大幅度降低废水排放量，经济效益和社会效益都将十分明显。
其实污水或工业废水经过膜法深度处理后再回用，这并非一件新鲜事，美国在这方面已经有20多年的经验。对粘胶纤维生产中酸性废水处理出水或状态好的综合废水处理出水采用膜技术进行进一步处理，并将处理后合格的水作为工业用水直接回用到生产中，这无疑能够从根本上解决粘胶纤维工业发展用水需求与水资源短缺之间的矛盾，具有典型的工业节水和清洁生产技改技术特点，具有非常好的推广潜力和前景，尤其是在缺水地区。
6结论
综上所述，属于新技术的膜分离技术，相对于传统分离而言，过程不存在变化，还采用蒸发、深冷分离等一些方法。在常温下这些技术操作也能够正常实施，优势主要体现在设备不复杂、运行费用相对较为低廉等优势，不只使能耗得到降低，还可使效率显著提升。
参考文献
[1]续曙光,李锁定,刘忠洲.我国膜分离技术研究、生产现状及在水处理中的应用[J].环境科学进展,2016,8.
[2]张力.膜分离技术处理含氰废水[J].长春大学学报,2017,15.