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针织染整低成本中水回用探讨

2014-05-19福建凤竹纺织科技股份有限公司 黄其智 吴华

摘要将自来水与中水以一定比例混合配制混合水应用到纯棉涤纶针织产品的染色上通过对生产过程上色速率的测试及成品色花色差色光鲜艳度的检测结果确定混合水用于针织面料染色的基本指标,探索混合水回用于生产的可能性。

 

    污染总量控制、节能减排,提高废水的回用率是“十二五”期间中国印染行业的重要任务。根据这个任务,全国各地区都制定了相应的治理方案,提出各地区废水回用硬性指标,以实现国家十二五规划对印染行业的减排要求。

    多年来,我公司在针织染整节能减排、污水回用方面做了大量的工作,于2009年投资建设了反渗透膜回用水处理工程,项目经过多年运行,效果稳定,回用率控制在50%,另外50%浓缩液满足排放标准要求,可直接排放。既节约了新鲜水耗用量,又避免浓缩液重复处理,降低处理成本,减少了不必要的浪费。   

    目前,印染废水最有效的回用方式是进行反渗透膜处理,反渗透膜处理的水质各项指标均符合染色用水要求,最难处理的电导率只有采用反渗透膜(RO)处理才能解决,所以废水的回用采取反渗透膜处理确实是一种理想的处理方法,但反渗透膜处理印染废水成本较高,难以在行业内大规模推广。因此我们一直在寻找更简单成本更低的中水回用方法近年来公司首次提出中水与自来水混合染色,同时在同等条件下用100%自来水染相同颜色,对比自来水和混合水两种水质的染色效果,探求中水混合自来水直接回用于漂染生产的可能性。2012年开始做了大量中水染色试验,为针织染整低成本中水回用提供了借鉴和可能(注:本文的“中水” 指污水经处理后,可达标排放的水再经过滤处理后的出水)。公司污水处理前后水质指标见表1

1 公司污水处理前后水质指标

项目

 

电导率/

(uscm-1)

色度

 

浊度/

NTU

SS

(mg.L-1)

pH

 

硬度/

(mg.L-1)

COD

(mg.L-1)

生产用水

(自来水)

150

 

8

 

0

 

O

 

7.30

 

52

 

2.40

 

污水进水

4 000

595

1.4

130

9.13

130

796

污水出水

3 800

23

0.1

12

7.4l

145

37.13

污水出水再经

过滤(中水)

3 800

 

20

 

0.1

 

5

 

7.28

 

150

 

36.53

 

    注:a.自来水色度单位为“度”,污水色度单位为“倍”;b.因不同时间测试的水质,各项指标存在差异,因此表中数据只代表当天各处理阶段水质检测结果,其数据与其他表单没有直接对应关系。

 

2 小样试验

2.1 试验方法

    取公司污水处理厂处理达标并经过滤后的中水,按不同比例与自来水混合配制成混合水,然后分别与纯自来水在同等条件下染色,将染后布样烘干、检验评级并贴样。

2.2 试验品种   

    取纯棉18 tex(32s)双面布及涤纶83 tex/72 f(75 D/72 F)双面布分别作对比试验。

2.3 试验颜色

    浅、中、深色3大类色系,每一类各染5个颜色。

2.4 试验用水的配制

2.4.1 纯棉染色试验用水为以下两种水混合比例  

    自来水:中水=8020。自来水:中水=7030

2.4.2 纯涤纶染色试验用水为以下两种水混合比例

    自来水:中水=7525。自来水:中水=5050

2.5 试验工艺流程

    纯棉活性染料染色工艺流程:氧漂→染色→皂洗→脱水→烘干。

    涤纶分散染料染色工艺流程:除油→染色→还原清洗→脱水→烘干。

 

3 不同水质染色效果对比   

    24种水质染纯棉双面布效果对比情况,即中浅色采用l00%自来水、20%中水+80%自来水、30%中水+70%自来水、100%中水这四种水质在同等条件下染相同颜色的效果对比;深色混合水采用30%中水+70%自来水和50%中水+50%自来水对比混合水染色与纯自来水染色在色差值鲜艳度染色均匀度等方面的差别。

                  2 不同水质染色小样试验汇总表(纯棉)

 

浅色

中色

深色

试验颜色

 

浅红灰、天蓝、粉红、浅黄、

浅灰(取平均值)

中灰、中蓝、中红、绿色、

黄绿(取平均值)

深咖啡、深灰、

紫色(取平均

.黑色、深蓝、

)

 

项目

 

 

100

清水

 

20

中水

30

中水

 

100

中水

 

100

清水

 

20

中水

30

中水

 

100

中水

 

100

清水

 

30

中水

 

50

中水

 

100

中水

 

电导率/

(us.cm-1)

 

150

 

 

825

 

 

990

 

 

3300

 

 

150

 

 

825

 

 

990

 

 

3300

 

 

150

 

 

990

 

 

1700

 

 

3300

 

硬度/

(mg.L-1)

 

42

 

 

76

 

 

82

 

 

156

 

 

42

 

 

76

 

 

82

 

 

156

 

 

42

 

 

82

 

 

132

 

 

156

 

色度

8

25

45

140

8

25

45

140

8

45

75

140

pH

7.3

7.28

7.5

7.78

7.3

7.28

7.5

7.78

7.3

7.5

7.77

7.78

COD值/mg.L-1)

2.40

 

8.25

 

10.64

 

37.20

 

2.40

 

8.25

 

10.64

 

37.20

 

2.40

 

10.64

 

20.10

 

37.20

 

浊度/NTU

0.1

 

0.1

 

0.23

 

0.4

 

0.1

 

0.1

 

0.23

 

0.4

 

0.1

 

0.23

 

0.3

 

0.4

 

SS(mg.L-1)

0

 

2.3

 

4

 

6

 

O

 

2.3

 

4

 

6

 

0

 

4

 

5.1

 

6

 

 

平均DE

标样

0.93

1.28

1.96

标样

0.6

0.86

0.83

标样

0.44

0.58

1.25

色差/级

标样

4-5

4

3-4

标样

4-5

4-5

4-5

标样

4-5

4-5

4

色光

 

标样

 

相近

稍偏暗

偏暗

 

标样

 

相近

稍偏暗

偏暗

 

标样

 

稍偏暗

稍偏暗

偏暗

 

色花情况

无色花

无色花

无色花

 

    34种水质染纯涤纶双面布效果对比情况,即l00%自来水,25%中水+75%自来水,50%中水+50%自来水,100%中水4种水质在同等条件下染相同颜色的效果对比。比较混合水染色与纯自来水染色的色差值、鲜艳度、染色均匀度。

               3 不同水质染色小样试验汇总表(纯涤纶)

试验颜色

 

浅色

中色

深色

浅灰、天蓝、浅粉、浅黄、

浅驼(取平均值)

中灰、彩蓝、中红、绿色、

军绿(取平均值)

深咖啡、深灰、黑色、深蓝、

紫色(取平均值)

 

项目

 

100

清水

25

中水

50

中水

100

中水

100

清水

25

中水

50

中水

100

中水

100

清水

25

中水

50

中水

100

中水

电导率/

(uscm)

120

 

1200

 

2100

 

3750

 

120

 

1200

 

2100

 

3750

 

120

 

1200

 

2100

 

3750

 

硬度/

(mg.L-1)

40

 

90

 

130

 

150

 

40

 

90

 

130

 

150

 

40

 

90

 

130

 

150

 

色度

7

35

75

140

7

35

75

140

7

35

75

140

pH

7.24

7.42

7.73

7.88

7.24

7.42

7.73

7.88

7.24

7.42

7.73

7.88

COD值/(mg.L-1)

4.06

 

10.34

 

18.2l

 

37.5

 

4.06

 

10.34

 

18.2l

 

37.5

 

4.06

 

10.34

 

18.21

 

37.5

 

浊度/NTU

0

 

0.1

0.24

 

0.4

 

0

 

0.1

 

0.24

 

0.4

 

0

 

0.1

 

0.24

 

0.4

 

SSmg.L-1)

0

2

4

6

0

2

4

6

0

2

4

6

平均DE

标样

0.2

0.35

0.71

标样

0.2

0.3

0.35

标样

0.17

0.25

0.26

色差/级

标样

5

4-5

4-5

标样

5

4-5

4-5

标样

5

4-5

4-5

色光

 

标样

 

相近

 

稍偏暗

偏暗

 

标样

 

相近

 

稍偏暗

偏暗

 

标样

 

相近

 

稍偏暗

偏暗

 

色花情况

无色花

无色花

无色花

 

    从表2、表3的数可以看出中水的加入使染色色光偏暗虽然小样均无色花但上染速率不同大生产效果如何有待探讨,应当进一步研究不同水质的上染速率。

 

4 自来水染色与中水染色上染速率分析

    由于纯棉活性染料染色需要盐的促染和碱的固色,因此,元明粉和纯碱对于活性染料染色起着至关重要的作用,染色过程中加入了大量盐和碱,使得印染废水中存在大量金属离子,我们从废水的电导率测试数据就可以看出纯中水的电导率远远高于自来水常规的污水处理方法无法去除金属离子无法降低电导率,为验证电导率是否对染料的上染产生影响,以纯棉双面布和涤纶双面布染色为例,测定上染率K/S值,并绘制上染率曲线。

4.1 活性染料染纯棉中色小样试验工艺曲线

    
   
4.2 分散染料染涤纶中色小样试验工艺曲线

 
4.3 小样染色工艺及取样方法举例   
4.3.1在两组不同染杯中,分别加入相同量的水和染料,并投入相同重量的布样。
4.3.2所用的两组染色水分别为100%自来水和100%中水。
4.3.3按以上试验染色工艺顺序加入助剂,在规定的温度下染色。
434 染色开始后按常规小样试验工艺曲线染色每隔l0 min取一次布样皂洗或还原清洗后烘干取样品在分光光度计上测定朋值。
4.3.5将测定的K/S值绘制成上染率曲线,
从以上两组工艺曲线可以看出,电导率对纯棉产品活性染料染色过程产生了一定的影响,中水染色初染速率较快;对分散染料染色则影响不大,上染率曲线趋于重合。
 
5 自来水与混合水吨布用水成本对比分析
表4 吨布用水成本对比表

染色方式
 
染色用水
 
吨水成本/
吨布耗水
量/t
吨布用水成
本/元
吨布用水成本
差值/元
活性染色(以中
100%自来水
2.2
130
286
 
色为例)
 
80%自来水
+20%中水
1.84
 
130
 
239.2
 
46.8
 
 
分散染色(以中
色为例)
 
100%自来水
2.2
91
200.2
 
75%自来水
+25%中水
1.75
 
91
 
159.25
 
40.95
 
 
注:混合水吨水成本已包含中水运行成本。
    据表4分析可知活性染中色的用水成本吨布混合水比自来水节省468元分散染中色的用水成本,吨布混合水比自来水节省40.95元。
 
6 结纶
(1) 采用中水与自来水混合作为染色用水,也可作为废水回用的一种途径。
(2)水质电导率高低对活性染料染纯棉产品上染速率有一定影响电导率高的水质上染速率明显加快由于上染速率加快,容易产生色花,因此对于纯棉活性染料染色,建议回用混合水电导率控制在1000 us/cm以下。
(3)水质电导率高低对分散染料染涤纶产品的上染速率影响较小上染率曲线与自来水上染率曲线基本夏合,考虑色度等其他因素影响,建议回用混合水电导率控制在1500 us/cm以下。
(4) 水质色度高低对颜色的鲜艳度影响较大采用混合水染出的颜色普遍偏暗影响鲜艳度建议应用在中深色的染色。
(5) 采用混合水染色可以减少自来水耗用量降低染色用水成本15%~20%达到废水低成本回用
(6)由于生产过程中加入了各种助剂使得废水硬度高于自来水采用混合水可以根据测出的硬度数据合理配制符合生产要求的混合水,将硬度控制在印染用水水质标准范围,便于使用。
(7)该试验以小样为主中样只做了一部分数据仅供参考应将产品送检达到环保要求才能应用
 
 
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