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印染废水与活性染料选择2018-06-21江苏德美科化工有限公司 王小军 刘儒初
0 前言 中国是纺织印染面料生产大国,产能与产量连续多年雄踞世界第一。然而,行业的污染问题严重影响行业的社会形象,也是必须正视的问题。特别是印染废水的达标排放是每家印染企业必须完成的社会责任。印染行业是污水排放大户,是国家环保部高度重视的污染源。同时,印染废水成分复杂且水质多变,每天随产品变化而变化。废水中含有有机染料(颜料)、表面活性剂、电解质等数十种化学物质及各类悬浮物,需要设备、染料、水处理。整个产业链协同配合,遵循“源头管理、过程控制、末端处理”方针,加之合理工艺路线、参数及科学管理,才能取得良好成效。 1 印染废水排放要求 纺织印染工业水污染物排放标准QGB4287-2016) 单位:mg/l (pH值、色度除外)
注:(1)蜡染行业执行该限值;(2)当产品不同时,可按FZ/T 01002-2010进行换算 活性染料与其中多项指标指标有直接关联性,比如色度、氨氮、COD、重金属离子、AOX等。 1.1 色度 总体而言活性染料综合利用率偏低,只有70%左右。大量未固着染料与水解染料进入污水系统,需要加入絮凝剂与脱色剂予以处理。提高活性染料利用率是解决问题的首要途径,也就是要提升染料的固色率,主要途径如下 ① 提高活性基的反应活性。 ② 选用复配染料。大量研究证明,不同单体的染料之间具有协同效应,不仅固色率远高于组分里的单体,溶解度也大大提高。 ③ 对棉纤维进行阳离子改性,提升吸附性能。 ④ 工艺加强,选用合理助剂。 1.2 氨氮与总氮 氨氮主要来源是活性印花时加入的大量尿素(有些工厂染色时也加入尿素),一般用量在8%-15%。人棉印花时,为打开黏胶纤维的皮层结构,尿素使用量高于棉织物印花,有的特殊颜色要达到25%甚至更多。尿素只起到增加染料溶解、溶胀纤维作用,基本上不参与各类化学反应,最后都洗下进入污水系统,污水设施投入较多且运行成本高。有的工厂因处理不过关,被迫降低产能或改变品种结构。 解决思路与方法: ① 开发使用尿素替代品。目前的替代品有一定效果,总体还有欠缺,深色块面还要加入一定量的尿素。 ② 印花机落布含潮率控制适当,落布适当含潮,同时注意沾色并及时蒸化。 ③ 蒸化机进布处加装给湿装置。 ④ 开发对尿素依存性小的活性染料,德美科前期做了一些有益尝试,开发几只受尿素用量影响小的活性染料。 活性染料对尿素依存性
注:① 织物是40×40,100×70平纹人棉;② 活性染料用量6%,小苏打2.5%,海藻与合成糊料各50%;③ 蒸化时间7分钟,相对湿度70%;④ 棉织物对尿素依存性小于人棉织物。 1.3 苯胺 苯胺是一种毒性物质,属中等毒性,与人体皮肤接触会出现麻醉症状,同时苯胺也是一种还原性物质,容易消耗水中的氧气,使污水中CODcr大幅提高。 活性染料是印染废水中苯胺类物质来源之一,活性红X-3B、K3B、KD-8B、3BF还有C.I红125、C.I红253等结构上含有苯胺,印染企业应严禁选用。另外,M型、KN型活性染料生产中使用对位酯或间位酯,也有可能含有苯胺类物质;特别是使用量最大的C.I黑5,因含有两个酯基,4-氯苯胺更容易出现问题。有的染料生产企业考虑到成本因素,对对位酯与间位酯质量关注度不够,造成染料中4-氯苯胺含量在100ppm以上,尽管面料检测能合格,但给污水处理带来巨大压力。建议企业多加关注每批次进料的苯胺含量。 1.4 可吸附有机卤素(AOX) 印染废水中的AOX主要来源于天然纤维中的农药残留、印染过程中的染料与助剂、污水处理添加的含氯消毒剂(如脱色剂)等。生产过程中使用的普通活性染料不会出现AOX问题,含氟活性染料具有较高的反应活性与良好的日晒牢度逐步受到印染企业的选择使用(价格昂贵),但是会造成废水中大量氟化钠沉积于沉淀池底部,氟化钠是毒性物质,会杀死污水处理系统中的各类菌类,对污水处理系统造成严重影响。原来的检测方法(银量法)因检测不到浓度,所以认定含氟三嗪染料不属于AOX,现在用离子色谱法能够检出。 2 关于盐的问题 尽管国家标准中没有把废水中的总盐量(TDS)作为检测指标,但有些地方已经把污水中的总盐量列为检测项目之一,印染企业应引起足够重视。盐使用过多不仅污水处理难度增加,给中水回用也带来非常大困难。一般情况下,加白织物或敏感颜色对水的要求是电导率小于800us/cm,电导率高于2000us/cm的水不能用于染色(电导率越高代表含盐量越大)。 印染废水中的盐主要指元明粉、食盐、氯化钾等。主要来源l、活性染料合成中使用于产生的盐;2、染料商品化时的添加剂;3、染色加工过程中加入,浸染与长车轧染需加入大量元明粉或食盐。 降低盐用量的方法: ① 采用冷堆染色; ② 使用高强度、低含盐活性染料; ③ 开发高直接性、盐依附性小的活性染料(直接性太高,上染速率快,易染花)。 3 除活性染料性能与选用以外,新工艺的推出与广泛应用对节能减排贡献巨大 ① 喷墨印花; ② 长车轧染湿短蒸工艺; ③ 还原整箱的汽封口用。汽封口相对液封口而言,固色液节约35%,蒸汽消耗降低25%,按现在市价,节约0.05-0.1元/米,效果明显。 ④ 浸染低温、低碱工艺 汽封口与液封口效果对比
冷堆染色工艺:活性冷堆染色在国内以有20多年发展历史,总体应用不是太广泛。主要原因: ① 品种受限,以中厚棉织物为主; ② 缝头印问题,人工操作,责任心要求高; ③ 颜色受限; ④ 耗时长,颜色不能立可见; ⑤ 技术人员匮乏; ⑥ 纤维素纤维阳离子改性。 4 小浴比气液流机的采用 印染废水达标排放是每个印染企业必须面对且要解决好的问题,除染料及工艺合理选用以外,加强企业管理也是重中之重。提高一次成功率(RFT)、减少返修是最大的节能减排措施。另外要规避以总量换取单位含量的做法。对于活性染料来说,要求高强度、高固色率、高溶解度、高重现性、高匀染性、低盐、低有害物,以适应节能减排要求;相信只要提高认识、综合治理,印染行业一定能够以崭新的风貌获得社会认可。
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