洗毛废水中羊毛脂深度回收工艺研究

摘要

中国毛纺行业是我国国民经济发展的重要力量，每年行业的总产值与销售总额占国家工业的10％左右。但其行业在获得较大利润的同时，所面临的环境问题也越来越大，其中以洗毛废水的排放最为突出。
　　在洗毛行业中，每洗一吨羊毛会产生几吨至十几吨的洗毛废水，其中主要污染物为羊毛脂和表面活性剂等，造成水体COD含量高，处理难度大、费用高等问题。而羊毛脂作为一种广泛用于化妆品、医药、皮革和其他精细化工领域的天然原材料，具有极大的经济价值。
　　目前，洗毛企业普遍采用6槽洗毛技术，使用机械离心回收洗毛废水羊毛脂，工艺简单，但回收率只有50%，进一步提高回收率十分困难。因此，进一步提高羊毛脂的回收率不仅可以有效改善水体质量，减轻后续处理压力，而且可以产生巨大的经济价值。
　　本文围绕着提高羊毛脂回收率这一目标，首先，明确了羊毛脂的检测方法，规范其应用范围；其次，对洗毛企业进行实地调研，深入了解其生产工艺，分析各环节废水的性质，寻求进一步回收羊毛脂的环节；最后，对适合羊毛脂回收的工艺方法进行探究。
　　通过对紫外分光光度法、快速乳化检测法和四氯化碳萃取法三种羊毛脂检测方法的比较研究，可知，紫外分光光度法和快速乳化检测结果精确度较高，在低浓度下也保持了较好的稳定性。快速乳化法可实现无毒、快速测定，对较低浓度羊毛脂含量的废水可进行精确定量测定。对羊毛脂含量较高的废水，可以采用四氯化碳萃取法，其对高浓度羊毛脂废水的检测具有比较高的精确度和准确度，操作方法简单。
　　经过对某洗毛厂的实地调研，知该洗毛厂采用6槽洗毛技术，使用两级离心的方式对羊毛脂进行回收，羊毛脂的回收率为50%左右。经物料平衡测算，头道油脂离心分离机排渣和二槽间歇排水中羊毛脂含量最高，均在1.2%以上，若完全提取，将日增产0.86t，其余环节羊毛脂含量较低，不具备回收优势。故将头道油脂机排渣与二槽排水做为本次回收技术的研究对象，再根据洗毛废水乳化程度高，泥沙含量大等特点，确定采用混凝—萃取的方式进行回收。
　　通过混凝剂、萃取剂的选择及其影响因素的探究，表明在pH=8，温度为40℃，按Al2(SO4)30.175g/L+PAM+4.5mg/L的比例进行处理，平均可使洗毛废水中COD浓度降低94%，悬浮颗粒物浓度降低95%，浊度降低至96NTU，沉降速度平均为0.5mm/s，上清液羊毛脂浓度低至625mg/L，沉淀物中羊毛脂含量为10.3%。
　　最佳萃取条件为：在35℃条件下，使用环己烷做为萃取剂，按照重溶比1/4，震荡10min，对沉降污泥进行两次萃取，可实现对洗毛废水中的羊毛脂回收，回收率达91.4%，通过对回收的羊毛脂进行纯度分析，表明采用该萃取方法可达到了成品羊毛脂的要求。环己烷回用率达96.2%，回收的环己烷可进一步进行萃取使用。
　　运用此工艺可使该企业年增产羊毛脂300t，净效益1000万以上，回用废水30000t以上，使羊毛脂回收率由50%提升至57.8%。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 洗毛废水概况

1.3 羊毛脂回收的常见方法

1.4 国内外洗毛工艺现状

1.5 混凝剂的种类及絮凝机理

1.6 萃取过程中影响级效率和相分离的因素

1.7 洗毛行业存在的问题

1.8 本课题研究内容与特点

第二章 羊毛脂测定方法的比较

2.1 实验仪器与试剂

2.2 羊毛脂测试方法

2.3 羊毛脂测定方法比较结果与分析

2.4 本章小结

第三章 洗毛工艺中废水产生环节及性质分析

3.1 企业介绍

3.2 公司生产工艺

3.3 洗毛工艺

3.4 现有羊毛脂回收技术

3.5 羊毛脂回收物料衡算

3.6 洗毛工艺中羊毛脂的流向分析

3.7 处理对象的确定

3.8 处理工艺的确定

3.9 本章小结

第四章 洗毛废水的混凝处理

4.1 实验仪器及试剂

4.2 混凝实验的操作方法

4.3 混凝剂选择实验结果及分析

4.4 沉降速度的影响因素

4.5 本章小结

第五章 最佳萃取条件的确定

5.1 实验仪器及试剂

5.2 实验方法

5.3 萃取剂的选择

5.4 萃取效果的影响因素

5.5 环己烷的回收

5.6 羊毛脂回收率

5.7 回收纯度分析

5.8 工艺确定

5.9 本章小结

第六章 结论及展望

6.1 结论

6.2 不足之处及研究展望

参考文献

攻读学位期间发表论文

致谢