纺织工业有很多工艺、技术、原材料。羊毛、棉花、亚麻等天然的材料在纺织厂完全加工,象聚酷、尼龙、聚丙烯睛、聚乙烯、聚丙烯、粘胶等合成纤维在化工厂生产。这些原料在纺织厂的湿处理一般限于染色和最终上浆。
水和废水管理
水的消耗
水的消耗依纺织材料和技术的类型而定,它表达为加工每吨原料消耗多少水或lm织品消耗多少水。Bartusek等人1985年广泛地评论了纺织工业水的消耗。
一般来说,近代的连续过程比传统的间歇过程消耗较少的水。例如羊毛的染色在开口的容器中需要12om3八的水,而连续的染色仅需要5m3的水。有节约水和减少废水数量的总倾向,废水浓度将增加到何种程度的这种倾向不能被预测.
实现有效的水管理需应用若干原则,大多数原则有助于水节约,某些原则也被看作是减少废水污染负荷的低废工艺。
有效的水和废水管理策略典型的有效策略例子是:
(1)在相同过程或其它过程直接再循环水;
(2)中间处理之后废水再循环;
(3)最终处理之后废水再循环;
(4)再利用处理过的市政废水或工业废水;
(5)用能再生的溶剂替代水;
(6)增加纤维对纺织助剂、染料、抑制剂、软化剂、染色载体的亲和力;
(7)改进助剂和其它化学品的去除性或降解性,为的是促进废水的再利用和再循环;
(8)减少废水的盐度。
低废工艺的例子
1.羊毛煮练
原毛含有羊蜡(羊毛脂)、汗水、泥土、灰尘、很多动植物杂质。在特定的清洁剂浴中煮练,脱除所有这些天然的杂质。发现在部分脱除蜡和悬浮固体之后的净洗剂浴能够再循环到煮练,而且比新鲜的净洗剂浴更有效.
用多级离心可部分分离出蜡和悬浮固体。第一级分离出的泥浆或直接脱水或排入废水处理装置再加工。第3级分离出的蜡(原羊毛脂)精制后作为商品出售。含有残存羊毛脂浓度59/l的水再循环到煮练。从废水中进一步脱除羊毛脂有若干方法。连续的溶剂萃取(用己醇、氯仿、三氯乙烯、汽油)能够减少羊毛脂浓度90写或更多,回收到高质量的羊毛脂。
2.棉花丝光
用2一26%浓度的氢氧化钠丝光棉花,使棉花柔软、有强度、对染料有亲和力。用逆流漂洗和蒸发回收氢氧化钠,减少废水的碱度60一70%。为了使更广泛的废水再循环和再利用，必须对工艺更进一步改进。
3.脱浆
浆料是在编织前应用的凝胶状大分子物质(变性纤维素、梭甲基淀粉、聚醋酸乙烯醋、聚丙烯酸醋),用超沪可充分地回收合成浆料。据报导,用超沪回收聚醋酸乙烯酷浆料是有利的,无损耗期0.8一3y。它比絮凝预处理好,絮凝预处理不能回收浆料.而且增加水的盐度。
4.染料浴的再利用
纺织废水的颜色是普通的问题。染料一般是生物非降解的或缓慢降解的。因此,好的染料成本高,回收染料是有利可图,回收可节约部分废水处理成本。用过的染料浴含509l/总固体,30一409/l COD和少于49/l BOD5。超沪和反渗透是可应用的,它浓缩用过的染料浴以便再利用,反渗透是回收染料最有希望的技术,例如,染粗斜纹棉布的靛蓝的消耗可降低80%.
废水处理
原材料、过程、染料和化学品变化多.意味着对每种情况都是不同的。与此对比,纺织加工工艺和技术的经常现代化则要求灵活的处理过程,它很容易根据条件的变化而变化。
时常要决定纺织废水是单独处理或和其它工业废水或市政废水综合处理.纺织废水单独处理预处理普通包括
(1)减低悬浮物的浓度
(2)脱除油和脂
(3)均衡流量和浓度
(4)冷却
(5)中和
机械预处理和普通废水处理实践没有本质上的差别,除了粗筛之外,通常也利用细筛以捕集短纤维。
从热的废水中脱除油脂一般更困难,除了羊蜡之外,在纺织废水中油脂的浓度十分低.
均衡通常和冷却一起进行,均衡槽大多用充气搅拌,这对以后的生物处理保护某些负荷是重要的,特别在周末。这可以简单地用分隔高浓度废水来实现,该高浓度废水占总污染负荷的50~80%,而体积仅为总体积的1一3%,因此,浓集废水贮存的体积小。
对利用丝光的棉花工厂中和是必须的,用无机酸(盐酸、硫酸)或烟道气中和碱废水.用烟道气中和有很多优点,操作成本非常低,从气体中洗下来的粉煤灰可以吸附染料,另外的优点是从烟道气中脱除了50:和氮氧化物,因而也有利于控制空气污染,很明显,有许多效益能够实现。可是,以后的曝气要脱除COZ,废水的pH增加到9,尽管如此,该废水是能够生物处理的。
讨论的问题常常是以后处理的次序问题.生物处理不能完全脱除颜色,因此物理化学处理总是必须的,有报告报导利用两者的组合处理废水。在生物处理之前的絮凝对碱性废水是有利的,便宜的废硫酸亚铁在高pH值可以有效地利用,同时硫酸盐阴离子中和废水。在捷克,机械处理后用絮凝处理的平均效率是:
脱除BOD540一55%
脱除CODor35一40%
脱色80一90%
也有硫化物和某些重金属沉淀,被吸附在氢氧化亚铁絮凝物上。脱色是有效的,高分子浆料被脱除,有机物浓度大大降低,在平行槽完成的间歇絮凝一般比连续处理更有效。
利用0.5一3g/m3阴离子和非离子型高聚物絮凝剂可以加速沉降,然而最终的污泥体积和COD脱除效率不变.
近来,用俘选法分离絮凝污泥颇具有吸引力.有趣的是在较高浓度纺织废水中存在的表面活性剂防碍沉降。反之,浮选增加。浮选污泥中固体浓度达2一7%。和在澄清器中停留大约2一4小时相比,在浮选器中停留时间大约半小时,浮选对温度和盐度的波动较少敏感。
在生物处理之前的絮凝一般缺点是化学泥浆产生量较大,它不容易脱水,然而过滤挤压可以应用,并获得了成功。滤饼含有2一35纬固体.浓度是不变的。曾报导过将污泥作为红砖和水泥生产的添加剂。
在生物处理之前获得成功应用的另外过程是催化氧化,若干工艺已经商业化,商标为Ka-tox、Rapid一Sorb,SehollAG、Katox其它过程利用浸过某些重金属氧化物的活性炭催化空气氧化.Katox之后用絮凝处理(KatoxAK).该过程是有效的。某些研究这个过程的作者忽略了催化剂较重要的氧化效应,而解释为吸附效应和生物作用的共同效能。
添加粉末活性炭的活性污泥过程处理显示出相似的效果,没有添加粉末活性炭的活性污泥过程处理效果是较低的。
在粉末活性炭处理之前进行生物处理是不好的。预处理必须更好地控制毒性和pH。当利用变性淀粉的浆料时,也产生膨胀。活性污呢吸附染料进行部分脱色。活性污泥的吸附行为和活性炭对酸性染料、活性染料、直接染料、分散染料和碱性染料的吸附行为相似。在大多数纺织废水中BOD和染料的浓度比例使活性污泥的增长赶不上完全脱色。在生物处理后,第二步必须是粉末活性炭处理。
各种各样的生物处理过程被使用,包括生物过滤器、生物转盘、活性污泥过程等.厌氧处理已经在60年代成功地应用。
在生物处理之后,硫酸亚铁不能利用,因为pH接近中性。明矾和铁盐作为主要絮凝剂更适合。在生物处理之后絮凝剂的剂量亦即化学泥浆的数量比在生物处理之前的量要小。脱色,特别是活性染料和酸性染料的脱色,可以采用氯化和臭氧化方法.在低pH值用氯脱色更有效,臭氧的效率和pH无关。
为了脱除颜色,研究了若干种吸附剂,实际上絮凝仍然是很有效的。
和市政废水的共同处理被认为是最佳和选择。一般来说无论在哪里应用,和市政废水共同处理都是有利的。共同处理,特别是纺织废水为总量的14/或更少,许多困难能够被解决,象流量、碱度、温度的波动。脱色更有效和更便宜。
市政废水供应氮和磷。在纺织废水中BOD和染料的浓度比例有利于活性污泥脱色,活性污泥总的生产量是大的,可得到较大的吸附容量。污水固体也吸附染料。在污泥厌氧消化过程中,某些染料被生物降介。
尽管在许多情况下有这些优点,最终的水仍然是有颜色的。事先估计共同处理的脱色效果实际上是不可能的。即使中间试验也不能保证理想的预测脱色。颜料.染料类型、纤维的经常变化导致了不可预测的偶然性,因此,灵活的预处理或后处理是必须的.具体参见 污水处理技术资料或污水技术资料更多相关技术文档。
结论
利用连续的节水过程是当代纺织工业发展的特点,另外,废水在中间处理之后再循环和再利用。列出了若干改进过的低废工艺,象羊毛煮练时羊毛脂的回收,棉花丝光时碱的回收,合成浆料的回收,染料浴的再利用。
废水处理工艺研究和发展的焦点是脱色。废水的单独处理一般需要有效的脱色。传统上,絮凝常常被利用,新工艺有催化氧化、臭氧化、吸附和脱吸。
和市政废水的共同处理减少了脱色所需要的化学药品,染料被吸附在来自市政废水过剩作用物所产生的大量活性污泥上。
十分意外地,厌氧处理应用报导较少。
