深度處理后針織廢水的回用實驗研究

楊 俊，尤 青，阮新潮，曾慶福*

（1.武漢紡織大學(xué) 紡織印染清潔生產(chǎn)教育部工程研究中心, 湖北 武漢 430073；2.佛山市聯(lián)達紡織實業(yè)有限公司，廣東 佛山 528500）

深度處理后針織廢水的回用實驗研究

楊 俊1，尤 青2，阮新潮1，曾慶福1*

（1.武漢紡織大學(xué) 紡織印染清潔生產(chǎn)教育部工程研究中心, 湖北 武漢 430073；2.佛山市聯(lián)達紡織實業(yè)有限公司，廣東 佛山 528500）

以廣東佛山聯(lián)達紡織實業(yè)有限公司經(jīng)深度處理后的廢水為對象，以該企業(yè)實際生產(chǎn)用水做參比，通過實驗分別考察深度處理后的針織廢水對生產(chǎn)過程中所使用的主要化工原料的影響以及對針織漂染加工各工序織物的影響。實驗結(jié)果表明：回用水用于生產(chǎn)后，對染料、表面活性劑、生物酶等主要化工原料均無影響，織物在煮練、染色、剝色中強力變化較小，色差、色牢度符合回用要求。

針織；回用水；染料

印染業(yè)是紡織工業(yè)的重要組成部分，是紡織品深加工、精加工及提高產(chǎn)品附加值的關(guān)鍵行業(yè)，同時也是一個資源依賴型和環(huán)境敏感型的產(chǎn)業(yè)。目前國內(nèi)印染每萬米布耗煤3t，耗電450kW·h，耗水300～400t，水電氣消耗大約占染布總成本的40%～60%。國內(nèi)印染業(yè)平均能耗為發(fā)達國家的3～5倍，耗水為發(fā)達國家的2～3倍[1]。因此，節(jié)能減排對印染行業(yè)來說是一件刻不容緩的事情。

據(jù)2007年全國第一次污染源產(chǎn)排污系數(shù)調(diào)查結(jié)果顯示，印染行業(yè)的廢水排放量達23億～30億t，占紡織行業(yè)廢水排放總量的80%，且回用率不足7%，為所有工業(yè)中最低[2]。在各種印染行業(yè)排放的廢水中，針織廢水是污染程度較輕，處理難度相對較小的一類廢水。針織行業(yè)排放的廢水COD一般在300～600mg/L之間，最高不超過800mg/L，色度一般在200～800倍之間，最高色度不超過2000倍。對針織企業(yè)廢水處理站排放的廢水進行深度處理后回用，是解決目前印染行業(yè)整體廢水回用水平低下的最好突破口。

本文以廣東佛山聯(lián)達紡織實業(yè)有限公司深度處理后的廢水（以下簡稱回用水）為對象，以該企業(yè)實際生產(chǎn)用水（以下簡稱自來水）做參比，通過實驗分別考察回用水對企業(yè)生產(chǎn)過程中所使用的主要化工原料（染料、助劑、生物酶、鹽堿等）的影響以及對不同工序織物主要技術(shù)指標(biāo)的影響，分析回用水應(yīng)用于生產(chǎn)的可行性，為針織行業(yè)建立生產(chǎn)回用水質(zhì)指標(biāo)體系提供參考。

1 廢水處理工藝及回用可行性分析

1.1 廢水處理工藝

該企業(yè)主要生產(chǎn)全棉針織布。生產(chǎn)所用染料分別為活性染料55%～60%、分散染料30%～35%、硫化染料5%～10%、其他染料2%～5%。其它化工原料主要為表面活性劑、煮練酶、脫氧生物酶、鹽堿等。

該企業(yè)每天排放漂染廢水約5000m3。采用混凝沉淀-氣浮工藝進行兩級物化處理，處理后廢水水質(zhì)基本情況為: COD 100mg/L左右、色度40倍、SS為45mg/L、pH7～8.5[2]。經(jīng)過兩級物化處理后，采用砂濾-微波無極紫外光催化氧化-微波等離子體強化活性炭吸附工藝對廢水進行深度處理，處理后廢水主要水質(zhì)情況見表1[3-4]。

2.2 回用可行性分析

到目前為止，我國尚未頒布印染工業(yè)用回用水標(biāo)準(zhǔn)，國外也未查到相關(guān)回用標(biāo)準(zhǔn)。馮開雋等曾提出印染工業(yè)的用水指標(biāo)[5]，馬春艷等根據(jù)印染用水水質(zhì)要求，對經(jīng)過深度處理后的回用水也曾提出了參考的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[6]。

回用水的主要水質(zhì)指標(biāo)與自來水的水質(zhì)指標(biāo)對比如表1。從該表可見，差異最大的是氯離子濃度，這是因為在深度處理過程中沒有進行特殊的除鹽工藝，在大多數(shù)的針織漂染工藝中，這樣數(shù)值的氯離子濃度或鹽濃度是可以接受的。參考以上兩個水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合針織漂染工藝的實際情況，初步認(rèn)為深度處理后的水質(zhì)可考慮回用。

表1 自來水與回用水主要水質(zhì)比較

2 回用實驗及結(jié)果分析

將回用水使用在生產(chǎn)過程中，主要考慮兩個方面的影響，一是回用水對針織漂染過程中所添加的各種化工原料的影響；二是回用水應(yīng)用于不同的漂染加工工序后，對織物的影響。以下從這兩方面分別實驗并加以分析。

2.1 對針織漂染主要化工原料的影響實驗

針織漂染加工中使用最多的化工原料是染料、各種助劑（主要是各種表面活性劑）、生物酶和鹽堿等。按照生產(chǎn)過程中所使用的化工原料的量及配比分別用自來水和回用水進行配料，考察其主要指標(biāo)是否受到影響。

2.1.1 染料上染率、固色率實驗

分別采用自來水和回用水配制軍藍、翠藍和艷紅三種顏色的染料進行上染率和固色率的對比實驗。染料上染率和固色率分別見圖1、圖2。使用回用水的上染率比自來水下降了2%～4%，固色率下降了3%～6%。結(jié)果表明，回用水對染料的上染率以及固色率的影響不大，在實際應(yīng)用中可以達到應(yīng)用要求。

2.1.2 表面活性劑分層、沉淀實驗

在漂染過程中要使用大量的各種表面活性劑。由于回用水中含有較高的鹽濃度，回用水中的鹽是否會對表面活性劑產(chǎn)生影響，是染色工作者十分關(guān)注的問題之一。分別用回用水和自來水配制濃度20g/L、類型不同的表面活性劑溶液，放置在不同溫度下，實驗表面活性劑溶液的穩(wěn)定性，比較回用水和自來水對表面活性劑的影響。

圖1 不同顏色染料的上染率對比

圖2 不同顏色染料的固色率對比

表2 回用水對表面活性劑的影響

由表2可見，在不同類型的表面活性劑在不同的溫度下，均不產(chǎn)生分層（N1）或者沉淀（N2）說明回用水對實驗表面活性劑沒有影響。

2.1.3 生物酶活性實驗

回用水中殘余的有機物和較高的鹽度會對生物酶有一定的影響。分別配制自來水與回用水的H2O2溶液和煮練溶液，通過H2O2的去除率分析除氧酶的活性，通過實際煮練過程中織物的變化分析煮練酶的活性。實驗結(jié)果見表3和表4。

表3 回用水對除氧酶的影響

表4 回用水對煮練酶的影響

由表3可見，使用回用水后對H2O2的去除率影響不大，除氧酶可保持原有的活性。由表4可見，使用回用水后織物在失重、毛效、強力、白度等各項指標(biāo)上變化不大。生物酶實驗表明，回用水水質(zhì)對生物酶影響不大。

2.1.4 鹽堿用量實驗

回用水中殘留的物質(zhì)主要是有機物和無機鹽類，在漂染過程中，需要投加大量的鹽和堿。在這種情況下，回用水的水質(zhì)，主要是色度是否發(fā)生變化、如何變化，是回用過程中需要考慮的問題。分別采用自來水和回用水配制不同鹽堿用量比例的溶液，測定溶液吸光度的變化情況并加以對比。實驗結(jié)果見圖3。

圖3 不同鹽堿用量下水的折射率對比

由圖3可見：在染色通常使用的鹽堿用量范圍內(nèi)，回用水的色度與自來水相比變化不大，所產(chǎn)生的差異在誤差許可范圍內(nèi)，可以滿足生產(chǎn)要求。

2.2 對織物的影響實驗

將回用水應(yīng)用于漂染加工生產(chǎn)可以有兩種方法：一是僅僅用于漂染工藝中對水質(zhì)要求不高的部分過程，如煮煉、水洗等工序；另一種是將回用水用于生產(chǎn)全過程，這就涉及到染色工序，但是染色對回用水的要求更高。因此，分別采用自來水和回用水對不同工序進行實驗，考察織物的強力變化，重點考察回用水染色后織物的色差、色牢度的變化，分析其回用的可行性。

2.2.1 織物強力實驗

回用水所含的物質(zhì)對織物是否有損害，是回用過程應(yīng)考慮的問題。使用全棉雙面織物，分別采用回用水和自來水進行煮漂、染色和剝色實驗，分析織物的強力變化，結(jié)果見表5。

表5 回用水對織物強力的影響

由表5可見，使用回用水對織物的損傷程度略大于自來水，但從染整后的情況來看，損傷程度還不會影響到織物的質(zhì)量。

2.2.2 織物色差實驗

回用水與自來水比較，在實際使用中引起的色差是否符合織物染色的質(zhì)量要求是回用水是否能回用到生產(chǎn)所有工序的關(guān)鍵。采用不同的織物和顏色種類搭配進行對比實驗，實驗結(jié)果見表6。

表6 回用水對織物色差的影響

以上的實驗數(shù)據(jù)表明：在大多數(shù)情況下，使用回用水進行染色，所造成的色差都在允許范圍之內(nèi)。

2.2.3 織物升華牢度及其它色牢度實驗

在染整過程中，水中的部分物質(zhì)可能殘留在織物中，這些殘留物可能會與染料作用，影響到染物的各種牢度。經(jīng)過深度處理的回用水對織物各種牢度的影響程度如何，是考察回用水能否回用的重點之一。

實驗使用滌綸雙面織物，采用不同的顏色，分別使用回用水和自來水進行生化牢度和其它色牢度實驗。實驗結(jié)果見表7、表8。

表7 回用水對染物升華牢度的影響

表8 回用水對染物其它色牢度的影響

由上述數(shù)據(jù)可以看到，兩種不同的水進行染色，對織物的生化牢度及其它色牢度幾乎沒有影響。

2.3 實際織物染色效果對比

在以上實驗的基礎(chǔ)上，分別應(yīng)用多種類型的染料進行小樣染色，其染色效果見圖4。通過對樣板圖進行比較發(fā)現(xiàn)，回用水可以用于實際布樣的染色、漂洗等工藝過程。

圖4 染色效果對比（上為回用水，下為自來水）

3 結(jié)論

經(jīng)深度處理后的針織廢水回用于生產(chǎn)，對染料、表面活性劑、生物酶等主要化工原料均無影響，織物在煮練、染色、剝色中強力變化較小，色差、色牢度符合回用要求，該類廢水可回用于煮練、漂白、染色等工序。

本研究為針織行業(yè)建立生產(chǎn)回用水質(zhì)指標(biāo)體系提供了參考。

[1] 中國紡織信息中心. 中國紡織工業(yè)技術(shù)進步研究報告（2008/2009）[R]. 北京：中國紡織出版社, 2008: 86-87.

[2] 盧徐節(jié), 孫芮, 柳林, 等. 水解酸化/接觸氧化/生物濾池工藝處理針織印染廢水, 中國給水排水[J], 24. 22,60-62.

[3] 馬春燕，楊波，陳季華，等. 針織印染廢水處理回用的中試[J]. 水處理技術(shù). 34(5): 74-75.

[4] 阮新潮, 王濤, 曾慶福，印染廢水的深度處理及回用[J]，工業(yè)水處理，2006，26(4): 22-24.

[5] 馮開雋，薛嘉棟. 印染前處理[M]. 北京：紡織工業(yè)出版社，2006.

[6] 馬春艷. 印染廢水深度處理及回用技術(shù)研究[D]. 上海: 東華大學(xué), 2007.

Experimental Study on Reuse of Advanced Treated Knitting Dyeing Wastewater

YANG Jun1, YOU Qing2, RUAN Xin-chao1, ZENG Qing-fu1

(1 Engineering Research Center for Clean Production of Textile Printing& Dyeing, Ministry of Education, Wuhan Textile University, Wuhan Hebei 430073, China;
2 Foshan Lian-da Textile& Dyeing Industrial Corporation, Ltd., Foshan Guangdong 528500, China)

The waste water of Foshan Lian-da Textile& Dyeing Industrial Co., Ltd. after advanced treatment method is studied as object in comparison with actual production water of this enterprise. Experiments are respectively conducted to investigate the impact of the knitting waste water after advanced treatment on major chemical raw materials in the process of production as well as the impact on fabrics in various phases of dyeing and finishing processes. Experimental results show reuse water in production does not affect major chemical raw materials such as dyes, surfactants and biological enzymes. Strength alterations of fabrics in scouring, dyeing and stripping also vary slightly. As a result, the color difference and color fastness can meet the demand of reuse.

knitting；reuse water；dye

X703.1

A

1009－5160(2010)03－0008－04

*通訊作者：曾慶福（1962-）,男，教授，研究方向：工業(yè)廢水處理.

國家十一五863計劃項目(2009AA063904)；武漢紡織大學(xué)?；痦椖?20063119).