深度处理后针织废水的回用实验研究

杨 俊，尤 青，阮新潮，曾庆福*

（1.武汉纺织大学 纺织印染清洁生产教育部工程研究中心, 湖北 武汉 430073；2.佛山市联达纺织实业有限公司，广东 佛山 528500）

深度处理后针织废水的回用实验研究

杨 俊1，尤 青2，阮新潮1，曾庆福1*

（1.武汉纺织大学 纺织印染清洁生产教育部工程研究中心, 湖北 武汉 430073；2.佛山市联达纺织实业有限公司，广东 佛山 528500）

以广东佛山联达纺织实业有限公司经深度处理后的废水为对象，以该企业实际生产用水做参比，通过实验分别考察深度处理后的针织废水对生产过程中所使用的主要化工原料的影响以及对针织漂染加工各工序织物的影响。实验结果表明：回用水用于生产后，对染料、表面活性剂、生物酶等主要化工原料均无影响，织物在煮练、染色、剥色中强力变化较小，色差、色牢度符合回用要求。

针织；回用水；染料

印染业是纺织工业的重要组成部分，是纺织品深加工、精加工及提高产品附加值的关键行业，同时也是一个资源依赖型和环境敏感型的产业。目前国内印染每万米布耗煤3t，耗电450kW·h，耗水300～400t，水电气消耗大约占染布总成本的40%～60%。国内印染业平均能耗为发达国家的3～5倍，耗水为发达国家的2～3倍[1]。因此，节能减排对印染行业来说是一件刻不容缓的事情。

据2007年全国第一次污染源产排污系数调查结果显示，印染行业的废水排放量达23亿～30亿t，占纺织行业废水排放总量的80%，且回用率不足7%，为所有工业中最低[2]。在各种印染行业排放的废水中，针织废水是污染程度较轻，处理难度相对较小的一类废水。针织行业排放的废水COD一般在300～600mg/L之间，最高不超过800mg/L，色度一般在200～800倍之间，最高色度不超过2000倍。对针织企业废水处理站排放的废水进行深度处理后回用，是解决目前印染行业整体废水回用水平低下的最好突破口。

本文以广东佛山联达纺织实业有限公司深度处理后的废水（以下简称回用水）为对象，以该企业实际生产用水（以下简称自来水）做参比，通过实验分别考察回用水对企业生产过程中所使用的主要化工原料（染料、助剂、生物酶、盐碱等）的影响以及对不同工序织物主要技术指标的影响，分析回用水应用于生产的可行性，为针织行业建立生产回用水质指标体系提供参考。

1 废水处理工艺及回用可行性分析

1.1 废水处理工艺

该企业主要生产全棉针织布。生产所用染料分别为活性染料55%～60%、分散染料30%～35%、硫化染料5%～10%、其他染料2%～5%。其它化工原料主要为表面活性剂、煮练酶、脱氧生物酶、盐碱等。

该企业每天排放漂染废水约5000m3。采用混凝沉淀-气浮工艺进行两级物化处理，处理后废水水质基本情况为: COD 100mg/L左右、色度40倍、SS为45mg/L、pH7～8.5[2]。经过两级物化处理后，采用砂滤-微波无极紫外光催化氧化-微波等离子体强化活性炭吸附工艺对废水进行深度处理，处理后废水主要水质情况见表1[3-4]。

2.2 回用可行性分析

到目前为止，我国尚未颁布印染工业用回用水标准，国外也未查到相关回用标准。冯开隽等曾提出印染工业的用水指标[5]，马春艳等根据印染用水水质要求，对经过深度处理后的回用水也曾提出了参考的回用水水质标准[6]。

回用水的主要水质指标与自来水的水质指标对比如表1。从该表可见，差异最大的是氯离子浓度，这是因为在深度处理过程中没有进行特殊的除盐工艺，在大多数的针织漂染工艺中，这样数值的氯离子浓度或盐浓度是可以接受的。参考以上两个水质标准，结合针织漂染工艺的实际情况，初步认为深度处理后的水质可考虑回用。

表1 自来水与回用水主要水质比较

2 回用实验及结果分析

将回用水使用在生产过程中，主要考虑两个方面的影响，一是回用水对针织漂染过程中所添加的各种化工原料的影响；二是回用水应用于不同的漂染加工工序后，对织物的影响。以下从这两方面分别实验并加以分析。

2.1 对针织漂染主要化工原料的影响实验

针织漂染加工中使用最多的化工原料是染料、各种助剂（主要是各种表面活性剂）、生物酶和盐碱等。按照生产过程中所使用的化工原料的量及配比分别用自来水和回用水进行配料，考察其主要指标是否受到影响。

2.1.1 染料上染率、固色率实验

分别采用自来水和回用水配制军蓝、翠蓝和艳红三种颜色的染料进行上染率和固色率的对比实验。染料上染率和固色率分别见图1、图2。使用回用水的上染率比自来水下降了2%～4%，固色率下降了3%～6%。结果表明，回用水对染料的上染率以及固色率的影响不大，在实际应用中可以达到应用要求。

2.1.2 表面活性剂分层、沉淀实验

在漂染过程中要使用大量的各种表面活性剂。由于回用水中含有较高的盐浓度，回用水中的盐是否会对表面活性剂产生影响，是染色工作者十分关注的问题之一。分别用回用水和自来水配制浓度20g/L、类型不同的表面活性剂溶液，放置在不同温度下，实验表面活性剂溶液的稳定性，比较回用水和自来水对表面活性剂的影响。

图1 不同颜色染料的上染率对比

图2 不同颜色染料的固色率对比

表2 回用水对表面活性剂的影响

由表2可见，在不同类型的表面活性剂在不同的温度下，均不产生分层（N1）或者沉淀（N2）说明回用水对实验表面活性剂没有影响。

2.1.3 生物酶活性实验

回用水中残余的有机物和较高的盐度会对生物酶有一定的影响。分别配制自来水与回用水的H2O2溶液和煮练溶液，通过H2O2的去除率分析除氧酶的活性，通过实际煮练过程中织物的变化分析煮练酶的活性。实验结果见表3和表4。

表3 回用水对除氧酶的影响

表4 回用水对煮练酶的影响

由表3可见，使用回用水后对H2O2的去除率影响不大，除氧酶可保持原有的活性。由表4可见，使用回用水后织物在失重、毛效、强力、白度等各项指标上变化不大。生物酶实验表明，回用水水质对生物酶影响不大。

2.1.4 盐碱用量实验

回用水中残留的物质主要是有机物和无机盐类，在漂染过程中，需要投加大量的盐和碱。在这种情况下，回用水的水质，主要是色度是否发生变化、如何变化，是回用过程中需要考虑的问题。分别采用自来水和回用水配制不同盐碱用量比例的溶液，测定溶液吸光度的变化情况并加以对比。实验结果见图3。

图3 不同盐碱用量下水的折射率对比

由图3可见：在染色通常使用的盐碱用量范围内，回用水的色度与自来水相比变化不大，所产生的差异在误差许可范围内，可以满足生产要求。

2.2 对织物的影响实验

将回用水应用于漂染加工生产可以有两种方法：一是仅仅用于漂染工艺中对水质要求不高的部分过程，如煮炼、水洗等工序；另一种是将回用水用于生产全过程，这就涉及到染色工序，但是染色对回用水的要求更高。因此，分别采用自来水和回用水对不同工序进行实验，考察织物的强力变化，重点考察回用水染色后织物的色差、色牢度的变化，分析其回用的可行性。

2.2.1 织物强力实验

回用水所含的物质对织物是否有损害，是回用过程应考虑的问题。使用全棉双面织物，分别采用回用水和自来水进行煮漂、染色和剥色实验，分析织物的强力变化，结果见表5。

表5 回用水对织物强力的影响

由表5可见，使用回用水对织物的损伤程度略大于自来水，但从染整后的情况来看，损伤程度还不会影响到织物的质量。

2.2.2 织物色差实验

回用水与自来水比较，在实际使用中引起的色差是否符合织物染色的质量要求是回用水是否能回用到生产所有工序的关键。采用不同的织物和颜色种类搭配进行对比实验，实验结果见表6。

表6 回用水对织物色差的影响

以上的实验数据表明：在大多数情况下，使用回用水进行染色，所造成的色差都在允许范围之内。

2.2.3 织物升华牢度及其它色牢度实验

在染整过程中，水中的部分物质可能残留在织物中，这些残留物可能会与染料作用，影响到染物的各种牢度。经过深度处理的回用水对织物各种牢度的影响程度如何，是考察回用水能否回用的重点之一。

实验使用涤纶双面织物，采用不同的颜色，分别使用回用水和自来水进行生化牢度和其它色牢度实验。实验结果见表7、表8。

表7 回用水对染物升华牢度的影响

表8 回用水对染物其它色牢度的影响

由上述数据可以看到，两种不同的水进行染色，对织物的生化牢度及其它色牢度几乎没有影响。

2.3 实际织物染色效果对比

在以上实验的基础上，分别应用多种类型的染料进行小样染色，其染色效果见图4。通过对样板图进行比较发现，回用水可以用于实际布样的染色、漂洗等工艺过程。

图4 染色效果对比（上为回用水，下为自来水）

3 结论

经深度处理后的针织废水回用于生产，对染料、表面活性剂、生物酶等主要化工原料均无影响，织物在煮练、染色、剥色中强力变化较小，色差、色牢度符合回用要求，该类废水可回用于煮练、漂白、染色等工序。

本研究为针织行业建立生产回用水质指标体系提供了参考。

[1] 中国纺织信息中心. 中国纺织工业技术进步研究报告（2008/2009）[R]. 北京：中国纺织出版社, 2008: 86-87.

[2] 卢徐节, 孙芮, 柳林, 等. 水解酸化/接触氧化/生物滤池工艺处理针织印染废水, 中国给水排水[J], 24. 22,60-62.

[3] 马春燕，杨波，陈季华，等. 针织印染废水处理回用的中试[J]. 水处理技术. 34(5): 74-75.

[4] 阮新潮, 王涛, 曾庆福，印染废水的深度处理及回用[J]，工业水处理，2006，26(4): 22-24.

[5] 冯开隽，薛嘉栋. 印染前处理[M]. 北京：纺织工业出版社，2006.

[6] 马春艳. 印染废水深度处理及回用技术研究[D]. 上海: 东华大学, 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

*通讯作者：曾庆福（1962-）,男，教授，研究方向：工业废水处理.

国家十一五863计划项目(2009AA063904)；武汉纺织大学校基金项目(20063119).