紡織工業是我國傳統的支柱產業,包括紡織、印染、化纖、服裝和紡織專用設備制造等5個部分。隨著國民經濟的快速發展,我國的印染業也進入了高速發展期,設備和技術水平明顯提升,生產工藝和設備不斷更新換代,印染企業尤其是民營印染企業發展十分迅速。
但是,印染行業生產過程中排放的“三廢”,尤其是廢水治理不當將會對環境造成嚴重污染;另一方面,隨著印染工藝和產品結構的改變,印染水質也發生了變化,廢水的處理難度也隨之加大,我們必須不斷創新、改進和提高治理工藝水平,選擇適用的工藝路線。
據不完全統計,我國印染廢水每天排放量為300~400萬m3。印染廢水具有水量大、有機污染物濃度高、色度深、堿性大、水質變化大、成分復雜等特點,屬較難處理的工業廢水之一。
一、印染生產概況
1.1.概念
印染工藝指在生產過程中對各類紡織材料(纖維、紗線、織物)進行物理和化學處理的總稱,包括對紡織材料的前處理、染色、印花和后整理過程,統稱為印染工藝。
染色是使染料與纖維之間發生化學或物理化學的結合,或用化學方法在纖維上生成顏料,使整個紡織品具有一定堅牢色澤的加工過程。
根據產品使用原料的不同可以劃分為:棉紡織印染、麻紡織印染、毛紡織染整、絲綢印染和其他印染。
1.2.化學品的使用
A.染料
染色過程中能使纖維獲得色澤的物質稱為染料。染料一般能直接溶于水或通過化學處理而溶于水,對纖維有一種結合能力(親和力),并在織物上有一定的色牢度。染料對纖維的染色,包括面很廣,而且各種染料對各種纖維的染色情況也各不相同。根據其性質和應用可以分為以下幾類:
直接染料:不依賴其他介質而直接染色,大多數是芳香族化合物的磺酸鈉鹽(-SO3Na)和少量羧基鈉鹽(-COONa)。
不溶性偶氮染料:又稱之為納夫妥染料或冰染染料。一般先打底再顯色,主要用于棉纖維的染色。因該染料對人體和環境有害,已被歐美市場拒用。
活性染料是一種含有能與纖維上的羥基、氨基或酰胺基發生共價鍵結合的活性基團的可溶性染料,可廣泛應用于棉、麻、絲、毛和化纖等紡織材料的印染。
還原染料不溶于水,它的分子結構中含有酮基,是一種在堿性強還原溶液中生成隱色體而溶解后才能染色的染料。
可溶性還原染料一般是由還原染料衍生而來的,是用還原染料經過還原及酯化而成的隱色體硫酸酯鈉或鉀的鹽。與還原染料不同的是在染色的過程中不使用燒堿和保險粉。
硫化染料是含有兩個或以上硫原子組成硫鍵(R-S-S-R′)的染料,在染色過程中必須使用硫化堿。硫化染料價格低廉、氯漂牢度差,適用于棉、粘膠和維綸纖維的染色。(待續)
分散染料是一類水溶性較低的非離子型染料,主要是低分子偶氮、蒽醌及二苯胺的衍生物,其特點是在分散劑的作用下,在溶液中為0.5~2微米分散顆粒。
酸性染料的分子結構中含有磺酸基、羧基等親水基團,其母體多為偶氮類、蒽醌類和三苯甲烷類。在酸性溶液中與纖維上的氨基結合,可以直接染羊毛、蠶絲和錦綸。
金屬絡合染料的分子由染料分子(大多是酸性染料)和金屬原子絡合而成,在中性或酸性溶液中染色。
還有陽離子染料、媒介染料、酞菁染料、氧化染料和縮聚染料等。
B.助劑
染整助劑是能縮短加工周期、提高產品質量、改善產品性能,在染整過程中投加的藥劑,主要包括表面活性劑、金屬絡合劑、還原劑、樹脂整理劑和染色載體等,其種類繁多,按其應用可列舉以下幾類:
潤濕劑和滲透劑類,乳化劑和分散劑類,起泡劑和消泡劑類,金屬絡合劑類,勻染劑、染色載體和固色劑類,還原劑、拔染劑、防染劑和剝色劑類,粘合劑和增稠劑類,柔軟劑和防水劑類,上漿硬挺整理劑類,樹脂整理劑、熒光增白劑類,防靜電類,阻燃整理類,羊毛防縮和防蛀類,防霉防臭整理劑類,防油易去污類。
1.3.廢水特點
印染廢水的水質隨加工的纖維種類和采用工藝以及使用的染化料的不同而異,污染物組分差異很大。一般印染廢水pH值為6~13,色度可高達1000倍,CODcr為400~4000mg/L,BOD5為100~1000mg/L。印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有毒有害成分及色度高等特點。以處理難度為標準可分為:
1.高濃度印染廢水:機織布的退煮漂廢水、牛仔線的漿染廢水、印花廢水、蠟染廢水、堿減量廢水和繡花廢水等。
2.中等濃度印染廢水:毛織物染色、針織染色、絲綢染整、縫紉線染色及拉鏈染色等。
3.低濃度印染廢水:牛仔服飾洗漂廢水。
二、印染生產工藝及其廢水特性分類說明
2.1.棉紡織品印染生產工藝及其廢水特性
2.1.1.概述
棉紡織印染產品的產量約占天然纖維織物總量的85%,按其織造方法不同可分為機織和針織,而其中機織品占大多數。
2.1.2.機織布印染(聯合機、卷染)工藝及其廢水特性
機織布印染工藝一般為:
坯布-燒毛-退漿-煮煉-漂白-絲光-染色-印花-整理-成品
機織布印染加工的多個工序都要排出廢水,包括退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水、染色廢水、印花廢水和其他廢水。機織布印染廢水的特點為:pH值高(13~14)、水溫高(40~55℃)、色度高(800~1500倍)。
其中退漿主要是為了去除織物上的漿料,使纖維與染料有較好的親和力,同時也去除纖維上的雜質。可分為堿法退漿和酶法退漿。其廢水污染物濃度高,其中含有各種漿料及其分解物、織物上的雜物、堿和各種助劑等。廢水呈堿性,pH值為10~14。上漿以淀粉為主的退漿廢水,其COD、BOD值都很高,可生化性較好;上漿以聚乙烯醇(PVA)為主的退漿廢水,COD高而BOD低,廢水可生化性較差。(待續)
煮煉是在高溫堿液中蒸煮織物,以去除殘留在織物上的雜質,并使織物有較好的吸水性,便于印染過程中染料的吸附和擴散。煮煉廢水水量大,污染物濃度高,其中含有燒堿、表面活性劑、纖維素、果酸、蠟質和油脂等,廢水呈強堿性、水溫高、呈黑褐色。
漂白的目的是去除織物上色素、增加織物的白度,一般采用次氯酸鈉或雙氧水作為漂白劑。漂白廢水水量大,但污染物濃度和色度較低。
絲光是在一定的張力作用下用濃堿處理,使織物具有光澤。絲光廢水含堿量高,NaOH含量在3~5%,多數印染廠通過蒸發濃縮回收NaOH,所以絲光廢水一般很少排出,經過工藝多次重復使用最終排出的廢水仍呈強堿性,BOD、COD、SS均較高。
染色的過程不盡相同,染色廢水一般色度很高,含有染料、助劑、表面活性劑等,一般呈強堿性,COD/BOD比較高,可生化性較差。
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