关键词：化纤织物  浆料  丙烯酸  退浆废水  PMG   零排放  资源化

1 背景资料

    1.1 轻纺行业

加工涤纶长丝织物时，如果经丝使用的是低捻丝、无捻丝或者是网络丝，织造前必须浆丝，使丝条表面包覆一层光滑、柔韧而牢固的浆膜，增强涤纶长丝的抱合力和耐磨性，使之能够承受织造过程中的各种摩擦力和张力，使织造生产在优质高产的要求下顺利进行。一般选用丙烯酸类的浆料。

织物上浆后给印染加工带来了许多困难，它不仅影响织物的渗透性，阻碍化学药剂和染料与纤维的接触，多耗用化学染料药品，还会影响产品质量。因此，织物在染色前须进行退浆处理，一般企业现状均采用液碱退浆。退浆废水水量较大，pH值高，温度高，悬浮物含量高，有机物含量高，基本无色。

一般印染厂在该废水进入废水处理站后与其它废水混合处理，采用“调酸+前加药物化+厌氧+好氧+二沉+后加药物化”工艺对其进行处理后达标排放或再进行深度处理后回用。该处理工艺有以下不利因素：

    （1）高pH值会造成废水站调节pH所用酸量大幅增加，造成单位水量处理成本增加；

（2）悬浮物多，会增加前物化设施的混凝剂加药量和产生的大量污泥，造成废水处理运行成本增加；

    （3）有机物含量高，主要为难生化降解的浆料，会增加废水水体的COD本底值，且会造成厌氧时间加长，废水处理站基建投资过大，且最终出水COD偏高，不利于达标排放和深度处理回用；

（4）高有机物含量，会造成处理成本的增加；

（5）与其它染色废水混合处理后的出水带有一定色度，会直接影响对颜色要求较高的织物品质。

    1.2 丙烯酸盐的应用

丙稀酸盐作为新型功能高分子材料和重要的化工原料，即可作为增稠剂也可作为分散剂，还可作为粘合剂等，在各行各业均有较广泛的应用。

住宅建设快速发展，对丙烯酸乳胶建筑涂料和建筑密封胶的需求量将会大幅增长。建筑行业仍将是我国丙烯酸及酯的主要消费领域。

国家限制或禁止使用磷酸盐类助洗剂，洗涤剂行业推行无磷化，在化纤工业，对丙烯酸酯类高档纺织浆料、涂料印花浆和加工用胶黏剂等需求必将大幅增长，将大大促进聚丙烯酸钠盐的发展，市场潜力巨大。

在汽车工业，丙烯酸酯橡胶具有耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等性能。广泛应用于各种高温、耐油环境，特别是用于汽车曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等。过去丁腈橡胶和氯丁橡胶制备的传统汽配件已不能适应现代汽车的要求，将逐渐被性能优异的丙烯酸酯橡胶所替代。

综上所述，丙稀酸盐在各领域有较大的发展空间，具有较高的回收价值。

    2 丙烯酸类浆料废水净化实验

    2.1 原理

织物上浆采用聚丙烯酸酯浆料，通过轧碱冷堆后膨胀脱落，通过水洗机清洗去除。利用聚丙烯酸酯在90℃左右热解成丙烯酸和醇类以及丙烯酸与部分金属盐类在一定条件下生成不溶性的物质的特性，在冷堆水洗（退浆）废水中投加金属盐与聚丙烯酸反应，沉淀去除聚丙烯酸得道较为洁净的上清液可回用与生产，沉淀物经过脱水机脱水后固体物质（不溶性聚丙烯酸盐为主）回收并资源化。

    2.2实验材料

（1）化纤织物冷堆水洗（退浆）废水（2）PMG药剂（3）pH计（4）六联混凝搅拌机（5）锥形漏斗（6）定性滤纸（7）COD快速测定仪（8）散射式浊度仪（9）50ml酸式滴定管（10）5ml移液管（11）250ml锥形瓶（12）10ml量筒（13）500ml烧杯（14）烧碱（分析纯）（15）乙二胺四乙酸二钠（16）铬黑T指示剂（17）三乙醇胺硫酸（98.3%）（19）过硫酸钾（20）氢氧化钾（21）氨-氯化铵缓冲溶液

    2.3 实验方法及步骤

分别取250ml原水加入6个500ml烧杯，并编号（1～6），称量PMG（我公司针对聚丙烯酸类退浆废水合成的复合混凝剂）药剂，0.5g，1g，1.5g分别投入1，2，3号烧杯；称量氯化钙，0.25g，0.75g，1.25g分别投入4，5，6号烧杯。将烧杯放置于六联搅拌机，设定搅拌速率为100r/min，搅拌时间为30min，搅拌结束后，静置沉淀1h。取上清液调整pH值至10.5±0.5，再经过定性滤纸过滤，测定过滤液COD_Cr、浊度和总硬度并记录。

    2.4 实验检测结果

    1～6号加药反应后检测的对象为上清液调pH过滤后的液体，7号为原水。

    2.5 实验结果分析

根据上述实验结果，两种药剂对该废水都有较好的去除效果，复合药剂PMG效果优于氯化钙。处理出水水质与原水相比，pH和总硬度变化不大，COD和浊度均有较大的去除率，使水质得到了很大程度的净化。

    3 零排放工艺实施思路

    3.1 废水性质

该类织物的前处理工艺主要为连续式退浆机退浆和轧碱冷堆水洗，作为前处理工序，

其主要目的是除去纤维制造时加入的油剂和织造时加入的浆料、着色染料及运输和贮存过程中沾污的油迹和尘埃，所以退浆精练任务轻，条件温和，工艺简单，生产过程中主要添加的助剂为NaOH和表面活性剂等。该废水中主要污染物质为烧碱、表面活性剂、丙烯酸、悬浮物和醇类，具有高pH，高浊度、高有机污染等特性。

    3.2 水回收工艺思路

根据多家生产企业提供资料显示，该前处理用水水质只需浊度小于3NTU，色度小于10度即可。鉴于该废水中污染物质较为单一，结合其用水水质要求，我们提出了为避免二次污染，最好的回用方式是该工艺段废水处理达到工艺用水要求后仍回用到该生产工艺段。

在废水净化处理时须投加复合金属盐，长期回用会导电导率及含盐量累积，最终影响产品质量，由于织物来源不同，退浆废水中PA（聚丙烯酸酯）含量和水解程度无法确定，加药量较难控制，实际投加量一般偏大，回用水中投加药剂中的金属离子残留会在退浆（水洗）机中的丙烯酸反应形成不溶性物质，难以清除从而影响织物染色质量。为解决这两个问题，实现该废水零排放，所使用的盐必须满足以下条件：所投加的金属盐与丙烯酸生成可回收的不溶性物质且成本相对较低；溶于水的盐类可回收并可回用于印染生产；所投加金属盐过量后可通过相应措施去除，确保其残留量不会影响织物加工产品质量。

经过多次试验，该废水中阳离子主要为钠离子，废水及回用水pH均可为碱性，确定复合盐中的阳离子选用碱性条件下Ksp较小的钙镁铝铁等常用的金属离子，阴离子选用硫酸根离子。这样，该回用水系统中盐分几乎全部是以硫酸钠为主，可采用常压纳滤进行物料回收，避免了采用高压反渗透工艺，降低了运行成本。

由于所选的阳离子在碱性条件下Ksp较小，避免了水回用时大量金属离子进入退浆水洗生产工序，防止其与丙烯酸反应生成的不溶性物质粘附在织物上难以清除，从而影响织物染色质量。为避免多次回用后回用水系统内电导率累积，可在处理流程中设置电导率在线仪表，当系统中电导率超过设定值时，开启旁路纳滤物料回收系统进行硫酸钠的回收，降低回用水系统中的电导率。

考虑废水处理和生产使用过程中的蒸发损失，须设置清水补充，根据各企业实际情况，建议补水点设置在退浆水洗机最后一格。

    3.3 废水零排放意义和价值

    该废水分流处理后，沉淀物脱水回收后资源化处理，处理过程中投入的复合盐反应浓缩后回用于棉织物染色工段，回用水系统中电导率可控，处理后的水可全部回用于生产，该废水实现真正零排放，具有很好的环境效益和经济效益。

    3.3.1废水零排放意义

（1） 该废水分流处理，水全部回用于生产，实现零排放，减少了污染物的外排量；

（2） 该废水分流处理，水全部回用于生产，实现零排放，减少了自来水用量；

（3）该废水分流处理，降低了企业综合废水处理站的进水污染物浓度，简化综合废水处理的工艺，降低了综合废水处理站的基建投资和运行成本；

（4）该废水分流处理，大大提高了综合废水外排达标稳定性；

（5）该废水分流处理，可以大大改善综合废水进膜处理的水质，延长膜的使用寿命。

    3.3.2废水零排放价值

（1）该废水分流处理，实现零排放，处理过程中的沉淀物脱水后的丙稀酸盐精制后可用作增稠剂、分散剂或粘合剂等，具有一定经济价值；

（2）该废水分流处理，实现零排放，处理过程中投加的复合盐形成硫酸钠（元明粉）溶液浓缩后回用于面织物染色，经济价值较为可观；

（3）该废水分流处理，实现零排放，水全部回用于生产，即减少了自来水用量又减少了外排水量，大大降低了生产成本。

    4 案例分析

    4.1原水水量水质

    4.2处理工艺主流程

集水调节池 →混凝沉淀池→砂滤池→回用水池→恒压供水系统→自清洗过滤器→退浆设备

           沉淀物脱水后外卖         NF系统→ 浓缩液至棉织物染色

    4.3实际处理结果分析

    4.4技术经济分析

    4.4.1占地面积与投资费用

    4.4.2 直接运行成本及效益

    5 结论总结

    织物浆料为丙烯酸类浆料的退浆废水分流后单独处理，采用合理的药剂及较为简单的处理工艺净化处理后仍旧全部回用于退浆（冷堆水洗）工艺，避免了二次污染而影响产品质量，可实现真正零排放。废水净化处理过程中产生的沉淀物和可溶性盐类均可实现资源化利用，具有较为可观的经济效益和环境效益，同时为企业综合废水处理降低了难度，为综合废水深度回用处理打下了良好的基础，可大大提高化纤染色企业的水循环利用率。