一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统

摘要

本发明涉及废酸回收领域，具体涉及一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统，包括沿着处理方向依次设置的储酸罐、粗滤装置、二次过滤装置、树脂交换装置以及洁净酸液罐；其中，所述粗滤装置包括沉淀池和与所述沉淀池相连通的过滤塔，所述过滤塔内填充有纤维球滤料；所述二次过滤装置为活性炭塔，内填充有活性炭，进行二次过滤。本发明先后采用纤维球滤料粗滤、活性炭二次过滤和大孔吸附树脂对废酸进行吸附、纯化，达到废酸回收利用的标准，实现资源循环利用的目标回收率较高，实现了废酸的再生循环利用，为废酸的处理、资源化的利用、工业化的应用提供了好的理论基础。

说明书

技术领域

本发明涉及废酸回收领域，具体涉及数码印刷过程中产生的一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统。

背景技术

工业生产中常需要用硫酸或者盐酸等无机酸对金属进行处理，由此会不断产生含有金属离子的工业废酸。例如，在印刷PS/CTP版材生产、化成箔加工和铝型材生产过程中，需要通过盐酸电解、硫酸氧化工艺在基材表面形成致密均匀的氧化膜，进而提高基材的耐磨性、耐蚀性和强度。随着电解、氧化反应的进行，酸液中的铝离子浓度不断升高，超过一定浓度时就会变成含铝废酸老化液而不能继续使用，必须进行排放然后再重新配液才能继续生产。一方面，排放的老化液中含有大量的酸，必须进行中和处理，不仅浪费了大量的酸和中和碱，还会产生大量的废渣，大大增加企业的生产成本，另一方面，间歇性排放还会造成电解液、氧化液中各物质浓度的大幅波动，影响生产工艺的稳定和产品质量。此外，还会对周围环境造成严重的污染。

赵鸿雁和张二虎在中国印刷2005(8)期，P38-414和2007(2)期第81-84页报道了PS版生产过程中在电解工艺段、氧化工艺段均加装了半自动化控制和自动化检测与控制设备，同时通过自动加酸装置向酸处理液中补加酸，从而实现酸处理液的在线更新。该方法未实现酸处理液的循环利用，也没有采用回收酸在线更新酸处理液，更重要的是该方法仍需要排放大量的废酸老化液。

CN2436517公开了一种铝离子稳定及酸回收的装置，首先将废酸液用活性炭进行过虑吸附，然后利用离子交换树脂的酸阻滞特性将废酸液中的硫酸吸附在树脂上而分离铝离子并使其随残液一起排放，最后用水冲洗离子交换树脂将其吸附的酸回收，从而实现氧化液中硫酸的循环利用。但是利用该装置只能采用离线的、间歇性的操作，就是说，在硫酸氧化液老化后，间歇性地排放一定体积的老化液进行处理回收，造成生产的不连续。而且，这种操作比较复杂，而且酸回收率有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统，先后采用纤维球滤料粗滤、活性炭二次过滤和大孔吸附树脂对废酸进行吸附、纯化，达到废酸回收利用的标准，实现资源循环利用的目标回收率较高，实现了废酸的再生循环利用，为废酸的处理、资源化的利用、工业化的应用提供了好的理论基础。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统，包括沿着处理方向依次设置的储酸罐、粗滤装置、二次过滤装置、树脂交换装置以及洁净酸液罐。

其中，所述粗滤装置包括沉淀池和与所述沉淀池相连通的过滤塔，所述过滤塔内填充有纤维球滤料。

所述二次过滤装置为活性炭塔，内填充有活性炭，进行二次过滤。

作为优选，在步骤一中粗滤采用纤维球滤料，所述纤维球滤料的直径为35~55mm。

纤维球滤料是由纤维丝扎结而成的，它与传统的钢性颗粒滤料相比具有弹性效果好，不上浮水面，空隙大，工作周期长，水头损失小等优点。

作为优选，在过滤过程中，滤层空隙沿水流方向逐渐变小，比较符合理想滤料由上大下小的孔隙公布，效率高，滤速快(20-85m/h)截污容量大，过滤效果好。

作为优选，纤维球滤料的装填高度为105cm~120cm。

作为优选，所述的纤维球滤料所用的纤维丝的组成包括玻璃纤维、涤纶丝和聚酯。

现有的纤维球滤料大多是有涤纶丝形成的纤维丝扎结而成，而在使用过程中，容易被挤压变形，且变形后难以恢复，尤其是长时间使用后，导致滤层空隙发生变化，影响过滤效果，且过滤效果难以控制。

上述技术方案，通过对纤维球滤料的成分进行改进，增加玻纤和聚酯成分，有利于控制纤维球滤料的形变，其恢复性好。

作为优选，所述纤维丝中，玻璃纤维占纤维丝总质量的3%-15%，所述的涤纶丝占纤维丝总质量的55%-70%，所述的聚酯占纤维丝总质量的20%-30%。

作为优选，所述聚酯为PBT（聚对苯二甲酸丁二酯）或PET（聚对苯二甲酸乙二酯）。

作为优选，所述二次过滤装置内活性炭的填充量为12~20kg/L。

作为优选，所述纤维丝中还添加有竹纤维，所添加的竹纤维可以丰富纤维丝的孔隙，而且在此处添加纤维丝，还可以提高聚酯的分散均匀性，有利于发挥聚酯在纤维丝中的功能。

作为优选，所述竹纤维的添加量为聚酯添加量的12~15%。

作为优选，所述过滤塔的中部设置有至少三层纤维球滤料层，且由上至下，每层纤维球滤料层所采用的纤维球滤料的直径逐渐减小。

作为优选，由上至下设置三层纤维球滤料层，每层纤维球滤料层所采用的纤维球滤料的直径之比为4：3：1。

作为优选， 由上至下，每层纤维球滤料层的厚度逐渐减小。

进一步优选，由上至下，每层纤维球滤料层的厚度依次减小10-15%。

作为优选，所述过滤塔内设置有位于过滤塔进口下方的分流部件，对进入的废酸进行分流打散，更均匀散落在纤维球滤料上。

作为优选，所述分流部件呈伞状，其上设置有废酸通过孔。

本发明还提供采用上述系统进行废酸回收的方法，包括如下步骤：

步骤一、调整废酸的酸浓度使得废酸游离酸浓度为5~25%；

步骤二、将步骤一所得废酸按照流速为0.5~3BV/h通入粗滤装置进行粗滤，去除废酸中的悬浮颗粒物；

步骤三、上述粗滤过的废酸通入二次过滤装置，进一步过滤悬浮颗粒物；

步骤四、收集步骤三所得溶液，并调节溶液温度至5~15℃；

步骤五、步骤四溶液按照流速为4.5~6BV/h通入离子交换树脂柱进行吸附，收集通过树脂柱后的产物，即为洁净酸液，可回收重复利用。

在上述技术方案中，先后对废酸进行粗滤和二次精滤，去除废酸中的悬浮颗粒物等影响树脂吸附效果的物质，保证树脂柱的高吸附性。

在采用离子交换树脂进行废酸处理过程中，废酸回收率在达到70%后难以再提升，发明人在研究中发现，这可能与废酸的酸浓度以及进入树脂前的废酸溶液温度有关。在本发明的上述方案中，通过控制废酸酸浓度、废酸溶液温度，提升废酸回收率至少五个点。

通过实施上述技术方案，本发明的有益效果如下：

1.本发明先后采用纤维球滤料粗滤、活性炭二次过滤和大孔吸附树脂对废酸进行吸附、纯化，达到废酸回收利用的标准，实现资源循环利用的目标回收率较高，实现了废酸的再生循环利用，为废酸的处理、资源化的利用、工业化的应用提供了好的理论基础。

2. 本发明对纤维球滤料的成分进行改进，增加玻纤和聚酯成分，有利于控制纤维球滤料的形变，其恢复性、稳定性好。

3. 利用本发明回收系统的回收方法通过控制处理过程中废酸酸浓度、废酸溶液温度，提升废酸回收率至少五个点。

具体实施方式

以下结合具体的实施例和实验数据对本发明做进一步的说明。应理解，本发明的实施例只用于说明本发明而非限制本发明，在不脱离本发明技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出的各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

本发明实施例中所述技术方案，如未特别说明，均为常规技术方案，所用试剂或配方若未特别说明，均购自市场。

实施例1：

一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统，包括沿着处理方向依次设置的储酸罐、粗滤装置、二次过滤装置、树脂交换装置以及洁净酸液罐，依次通过管道连通。

其中，所述粗滤装置包括沉淀池和与所述沉淀池相连通的过滤塔，所述过滤塔内填充有纤维球滤料，层状结构布置，装填高度为105 cm ~120cm。纤维球滤料采用现有市售的，可选择45mm规格直径的。

所述二次过滤装置为活性炭塔，内填充有活性炭，填充量为12~20kg/L，进行二次过滤，过滤后的液体进入树脂交换装置内进行离子树脂交换，游离酸吸附在树脂床中，铝离子不会吸附而通过并流出，再通入(纯)水脱附树脂床上之游离酸而完成一循环，如此循环周而复始，完成酸与铝离子之分离。洗脱后的洁净酸进入洁净酸液罐，进行回收利用。

实施例2：

一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统，包括沿着处理方向依次设置的储酸罐、粗滤装置、二次过滤装置、树脂交换装置以及洁净酸液罐，依次通过管道连通。

其中，所述粗滤装置包括沉淀池和与所述沉淀池相连通的过滤塔，所述过滤塔内填充有纤维球滤料，层状结构布置，装填高度为105 cm ~120cm。本实施例的纤维球滤料进行了改进，改变了其纤维丝的成分，具体如下质量百分比组分：玻璃纤维15%，涤纶丝55%，PBT 30%。采用现有的加工方式形成纤维丝，纤维丝在扎结成纤维球滤料，直径45mm规格。

所述二次过滤装置为活性炭塔，内填充有活性炭，填充量为12~20kg/L，进行二次过滤，过滤后的液体进入树脂交换装置内进行离子树脂交换，游离酸吸附在树脂床中，铝离子不会吸附而通过并流出，再通入(纯)水脱附树脂床上之游离酸而完成一循环，如此循环周而复始，完成酸与铝离子之分离。洗脱后的洁净酸进入洁净酸液罐，进行回收利用。

回收方法，包括如下步骤：

步骤一、将印刷产生的含有铝离子的废酸，通过加水或浓缩调整废酸的酸浓度，使得废酸游离酸浓度为25%。

步骤二、将步骤一所得废酸按照流速为0.5BV/h通入沉淀池进行过滤，去除可沉淀颗粒，再通入填充有纤维球滤料的过滤塔进行过滤，去除废酸中的悬浮颗粒物，纤维球滤料的填充高度为105cm。

步骤三、上述粗滤过的废酸通入二次过滤装置，进一步过滤悬浮颗粒物。

步骤四、收集步骤三所得溶液，并调节溶液温度至10℃。

步骤五、步骤四溶液按照流速为6BV/h通入离子交换树脂柱进行吸附，收集通过树脂柱后的产物，即为洁净酸液，可回收重复利用。

实施例3：

一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统，包括沿着处理方向依次设置的储酸罐、粗滤装置、二次过滤装置、树脂交换装置以及洁净酸液罐，依次通过管道连通。

其中，所述粗滤装置包括沉淀池和与所述沉淀池相连通的过滤塔，所述过滤塔内填充有纤维球滤料，层状结构布置，装填高度为105 cm ~120cm。本实施例的纤维球滤料进行了改进，改变了其纤维丝的成分，具体如下质量百分比组分：玻璃纤维3%，涤纶丝70%，PBT27%，另外再加入PBT重量的12%的竹纤维。采用现有的加工方式形成纤维丝，纤维丝在扎结成纤维球滤料，直径35mm规格。

所述二次过滤装置为活性炭塔，内填充有活性炭，填充量为12~20kg/L，进行二次过滤，过滤后的液体进入树脂交换装置内进行离子树脂交换，游离酸吸附在树脂床中，铝离子不会吸附而通过并流出，再通入(纯)水脱附树脂床上之游离酸而完成一循环，如此循环周而复始，完成酸与铝离子之分离。洗脱后的洁净酸进入洁净酸液罐，进行回收利用。

回收方法，包括如下步骤：

步骤一、将印刷产生的含有铝离子的废酸，通过加水或浓缩调整废酸的酸浓度，使得废酸游离酸浓度为5%。

步骤二、将步骤一所得废酸按照流速为3BV/h通入沉淀池进行过滤，去除可沉淀颗粒，再通入填充有纤维球滤料的过滤塔进行过滤，去除废酸中的悬浮颗粒物；

步骤三、上述粗滤过的废酸通入二次过滤装置，进一步过滤悬浮颗粒物。

步骤四、收集步骤三所得溶液，并调节溶液温度至5℃。

步骤五、步骤四溶液按照流速为5BV/h通入离子交换树脂柱进行吸附，收集通过树脂柱后的产物，即为洁净酸液，可回收重复利用。

实施例4：

一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统，包括沿着处理方向依次设置的储酸罐、粗滤装置、二次过滤装置、树脂交换装置以及洁净酸液罐，依次通过管道连通。

其中，所述粗滤装置包括沉淀池和与所述沉淀池相连通的过滤塔，所述过滤塔内填充有纤维球滤料，布置三层，每层所使用的滤料的直径和厚度均不同，由上至下，每层所使用的滤料的直径依次为40mm、30mm、10mm，厚度依次为50cm、45cm、40cm。本实施例的纤维球滤料进行了改进，改变了其纤维丝的成分，具体如下质量百分比组分：玻璃纤维10%，涤纶丝60%，PET 30%，另外再加入PBT重量的15%的竹纤维。采用现有的加工方式形成纤维丝，纤维丝在扎结成纤维球滤料。

所述二次过滤装置为活性炭塔，内填充有活性炭，填充量为12~20kg/L，进行二次过滤，过滤后的液体进入树脂交换装置内进行离子树脂交换，游离酸吸附在树脂床中，铝离子不会吸附而通过并流出，再通入(纯)水脱附树脂床上之游离酸而完成一循环，如此循环周而复始，完成酸与铝离子之分离。洗脱后的洁净酸进入洁净酸液罐，进行回收利用。

实施例5：

一种用于印刷CTP版材生产过程中废酸的回收系统，包括沿着处理方向依次设置的储酸罐、粗滤装置、二次过滤装置、树脂交换装置以及洁净酸液罐，依次通过管道连通。

其中，所述粗滤装置包括沉淀池和与所述沉淀池相连通的过滤塔，所述过滤塔内填充有纤维球滤料，布置三层，每层所使用的滤料的直径和厚度均不同，由上至下，每层所使用的滤料的直径依次为40mm、30mm、10mm，厚度依次为40cm、36cm、32cm。本实施例的纤维球滤料进行了改进，改变了其纤维丝的成分，具体如下质量百分比组分：玻璃纤维10%，涤纶丝60%，PET 30%，另外再加入PBT重量的15%的竹纤维。采用现有的加工方式形成纤维丝，纤维丝在扎结成纤维球滤料。

在过滤塔内设置有位于过滤塔进口下方的分流部件，对进入的废酸进行分流打散，更均匀散落在纤维球滤料上。分流部件呈伞状，其上设置有废酸通过孔，按一定密度分布，废酸从通过孔内流下。

所述二次过滤装置为活性炭塔，内填充有活性炭，填充量为12~20kg/L，进行二次过滤，过滤后的液体进入树脂交换装置内进行离子树脂交换，游离酸吸附在树脂床中，铝离子不会吸附而通过并流出，再通入(纯)水脱附树脂床上之游离酸而完成一循环，如此循环周而复始，完成酸与铝离子之分离。洗脱后的洁净酸进入洁净酸液罐，进行回收利用。

实施例6：

一种印刷废酸处理回收方法，包括如下步骤：

步骤一、将印刷产生的含有铝离子的废酸，通过加水或浓缩调整废酸的酸浓度，使得废酸游离酸浓度为20%。

步骤二、将步骤一所得废酸按照流速为2.5BV/h通入沉淀池进行过滤，去除可沉淀颗粒，再通入填充有纤维球滤料的过滤塔进行过滤，去除废酸中的悬浮颗粒物，纤维球滤料层状装填，填充高度为120cm，滤层空隙沿水流方向逐渐变小；本实施例的纤维球滤料进行了改进，改变了其纤维丝的成分，具体如下质量百分比组分：玻璃纤维10%，涤纶丝60%，PET30%，另外再加入PBT重量的15%的竹纤维。采用现有的加工方式形成纤维丝，纤维丝在扎结成纤维球滤料。

步骤三、上述粗滤过的废酸通入二次过滤装置，二次过滤装置采用活性炭塔，内填充活性炭，填充量为20kg/L，进一步过滤悬浮颗粒物。

步骤四、收集步骤三所得溶液，并调节溶液温度至12℃。

步骤五、步骤四溶液按照流速为5.5BV/h通入离子交换树脂柱进行吸附，收集通过树脂柱后的产物，即为洁净酸液，可回收重复利用。

对比例1：

与实施例6的不同在于，步骤一中废酸的酸浓度为50%。

对比例2：

与实施例6的不同在于，步骤一中废酸的酸浓度为1%。

对比例3：

与实施例6的不同在于，步骤四中调节溶液温度至30℃。

对比例4：

与实施例6的不同在于，步骤四中调节溶液温度至25℃。

对比例5：

一种印刷废酸处理回收方法，包括如下步骤：

步骤一、将废盐酸按照流速为0.32BV/h通入纤维球反应塔中进行粗滤，去除废酸中的悬浮物及部分不溶性有机物；

步骤二、上述粗滤过的废盐酸直接通过活性炭反应塔；

步骤三、收集步骤二的滤液并按照流速为2.5BV/h通入树脂柱进行吸附，收集通过树脂柱后的产物，即为洁净盐酸。

对经实施例和对比例处理后的废酸回收率进行检测，结果如下表：