粘膠纖維生產廢水中鋅的回收

聶振勇

摘要：在生產粘膠的過程中，經常會產生含鋅濃度非常高的工業廢水，這種廢水會對環境造成嚴重的污染，同時也是一種對生產資料的嚴重浪費，不利于控制生產成本，因此粘膠纖維生產廠必須要注重對于廢水中回收再利用。鋅離子是這種工業廢水中對環境造成污染的主要成分，本文將對如何回收鋅的方法加以探討。

關鍵詞：粘膠纖維；鋅；廢水；回收

一、引言

在粘膠纖維的工業生產活動中會產生含鋅濃度很高的工業廢水，這種廢水如果不加處理就隨意排放到公共水體環境中，會對水質造成嚴重的污染，危害到水生環境，破壞生態平衡，也會對城鄉居民的基本生產生活造成影響。但是處理這種廢水的難度比較大，目前常采用的方法如沉淀、溶劑萃取，離子交換、過濾、氣壓這幾種回收方法。

二、粘膠纖維生產廢水中鋅的回收方法：

（一）沉淀回收法

傳統的沉淀回收方法雖然可以在回收處理達到排放標準，但是其處理效果并不理想，仍會有大量含鋅的污泥產生，而這種污泥的排放仍然會對環境造成污染。目前經過改進后比較常采用的是沉淀后再對污泥進行活性處理的方法。

粘膠纖維生產流程中，紡絲和酸站這兩道工序中產生的廢水是形成工業污染的主要來源。在對粘膠纖維絲條進行多次去酸水洗時就產生了鋅含量較高的廢水，尤其是在洗滌的前幾道工序中產生的廢水，無法在生產過程中直接再利用，就要統一回收進行處理。而冷卻塔外溢和結晶水則是在酸站中廢水產生的主要來源。

沉淀法回收所采用的主要方式是在廢水中加入PH值大約在9.5左右的堿液，使其中的氫氧離子與廢水主要成分中的鋅離子進行化學反應，產生氫氧化鋅。將反應后的混合液處于靜置狀態，經過一段時間的沉淀后，便可將上層的液體排出，在下層留存的沉淀物中再加入少量硫酸，做進一步的化學反應，即可形成可以在生產中重復利用的硫酸鋅溶液。

這種沉淀方法可以回收廢水中大量的含鋅成分，不僅可以達到污水排放標準，而且也節約了生產成本。

（二）溶劑萃取回收法

粘膠纖維生產中產生的廢水中含有很多不同成分，根據他們在水或者有機溶液中的溶解度不同這一原理，可以對廢水中的各種組成成分進行回收。而這一方法中對萃取劑的選擇尤為重要。目前我們知道，廢水中所含的鋅是造成污染最嚴重的成分，回收處理主要是以回收廢水中的鋅為主要目標，因此萃取劑可以使用有機磷化物。

而對廢水中的鋅進行萃取，主要是對洗滌紡絲工序中產生的溶液進行萃取分離，通過化學反應形成鋅的絡合物，從而達到將溶液中的鋅離子從水相中轉移到有機相中的目的。

在完成萃取后，還需要在繼續進行一個反萃取的過程。根據萃取過程中形成的絡合物的性質，一般在反萃取時可以使用硫酸。而鹽酸則可以保證反萃液中鋅離子的濃度，去掉其他的干擾成分，所以可以進一步使用鹽酸來對有機相進行凈化處理。再次將鋅從有機相中轉移，形成反鋅液，這樣可以既可以對回收的鋅直接進行再利用，也可以對殘留的有機相進行二次去鋅凈化。

溶劑萃取的整體流程為經過預處理的廢水先進行萃取，分解成水相和有機相，然后對有機相進行反萃取，同時排放掉水相。反萃取的過程可以反復進行幾次，直到反萃液達到飽和。飽和溶液可以直接送到酸站，進行循環利用。

這種方法對于鋅的回收雖然十分有效，但存在著回收成本較高的問題，同時其操作安全性也存在一定的風險，所以在推廣使用時遇到了一些阻力。

（三）離子交換回收法

離子交換法其實就是利用離子的吸附作用，將廢水中的鋅離子與樹脂上可交換的同性離子如鈉離子或氫離子進行置換。用來進行離子交換回收處理的樹脂是一種不溶的電解質，它由高分子骨架和活性基團所組成。高分子骨架具有交聯結構，而活性基團是可以離解的，他們在與鋅離子反應后，就能達到回收廢水中鋅含量的目的。

用來進行離子交換的樹脂有弱酸和強酸陽離子樹脂，也可以使用磷酸樹脂等作為交換樹脂。由于強酸性陽離子對生產設備容易造成腐蝕，所以目前常使用的是弱酸性樹脂。首先應對樹脂進行預處理，使其活性基團轉為鈉離子型。廢水在進行離子交換前也應先經過中和和過濾的工序，然后再進入交換層進行置換階段的反應工序。

這種回收處理的方法在回收廢水中鋅離子的方面效果十分明顯，但也存在一定的不足，由于其化學反應性質，對廢水中含有的其他如鎂離子、鈉離子的回收效果十分有限，影響了對廢水的整體處理效果。

（四）過濾回收法

其實過濾這種方法在凈化廢水中是比較廣泛采用的方法，也取得了比較好的效果。比如毫微過濾法，即使分子直徑僅為1毫微米，也可以被過濾處理。膜過濾技術是使用特種耐酸抗腐蝕的濾膜，經過多層分級處理。每一級都將廢水分為由二價離子形成的濃縮流和一價離子形成的滲透流兩部分。經過逐級分離最后達到凈化廢水的目的。這種方法對于廢水中鋅含量的分離效果十分明顯，幾乎99.8%的鋅離子都可以被分離出來。但是也還存在著長期使用后，濾膜有可能被堵塞的問題，因此還需要對此進一步的研究。

（五）氣浮法

其他可以使用的回收方法還有氣浮法。氣浮法是在4倍左右的氣壓下將空氣充到廢水溶液里，這種充氣后形成的溶氣水中存在大量的氣泡，而這些氣泡在上浮過程中就可以將廢水中的細小顆粒同時帶到水面。這時可以簡單的對浮沫進行刮取回收。高效氣浮法使氣泡可以溶解于水，達到水氣平衡，從而提高了凈化效率。在實踐中發現，這種方法的回收效率基本與使用過濾技術的效率相當。

四、總結

上述的這些方法都可以對粘膠纖維生產過程中產生的廢水進行有效的回收，避免對環境造成破壞。通過對回收鋅離子的再利用也可以起到降低生產成本的作用。但是這些方法目前都還存在著這樣或者那樣的問題和局限性，還需要相關科研人員繼續進行研究和開發。粘膠纖維生產廠家必須重視生產所帶來的環保問題，不斷更新設備，不斷關注和采用新技術，盡可能的把對環境的污染降到最低，實現可持續性發展和綠色無害生產的目標。

參考文獻：

[1]王婷婷，王建榮，劉杰. 用Tween 80替代四氯化碳測定粘膠纖維生產廢水中鋅離子[J]. 人造纖維，2015，（5）：25-27.

[2]劉荷想. 用于粘膠纖維生產廢水鋅回收的離子交換樹脂[J]. 人造纖維，2016，（2）：31-32.

[3]于穎，劉海亮，王桂峰. 采用Na_2S或NaHS處理廢水中鋅離子的試驗探討[J]. 人造纖維，2011，（6）：21-25.