CN102249442B - 一种羊毛染色废水再生循环利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种羊毛染色废水再生循环利用的方法，主要可用于毛染整行业染色工序中染色废水的再生循环利用。本发明采用的染整废水前端治理技术路线是将染整生产中染色工序产生的工业废水单独收集治理，并在本工序中回用，建立再生循环利用体系，节约新鲜水的使用量。采用有机絮凝剂，对染色废水进行絮凝，通过过滤材料、分离方式的筛选及组合，使絮凝物和滤液分离，再用吸附剂对滤液进行吸附，使染色废水能够达到再生循环利用的要求。在实验室和毛纺厂，利用酸性媒介染料和兰纳洒脱染料进行回用水染色实验，单次染色废水回用率均超过80％；两类毛用染料用新鲜水与回用水染色样品的色差等级均在4级以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种羊毛染色废水再生循环利用方法，主要可用于毛染整行业羊毛染色工序中染色废水的再生循环利用。
背景技术
纺织行业中80％的用水量是染整，染整废水又是污染严重、处理难度高的废水。2007年，我国印染布产量为490.18亿米，废水总量为23～30亿t/a。发达国家如(德国)吨纤维染整废水生产量仅为100吨(德国)左右，而我国则为250-400吨，不但废水量大，而且污染重。在2007年北京工业能耗、水耗指导指标(第一批)中规定，毛纺织企业单位产量水耗应≤22.787m3/万元，若单位产量水耗≥27.344m3/万元，企业将面临淘汰的危险。
毛染整行业是纺织印染行业的一部分，染色是毛染整行业的主要工序。目前我国染色废水污染十分严重，染色废水的排放量占工业废水总量的10％，对环境造成严重污染。染色废水成分复杂且水质水量变化大，色度高，微生物降解程度低，一直以来都是工业废水处理中的一大难题，已经成为制约纺织染整行业和影响人民生活的突出问题，因而得到人们普遍关注。
染整废水原有的治理过程主要有三个途径：源头治理，过程治理和末端治理。
染整废水源头治理，最根本的方法是无水染整。这不仅需在工艺原理上彻底改变，其实现手段也要彻底改变，在成熟技术的前提下，仅装备投入就非常巨大，比正常建设一座工厂的装备投入要多很多。目前只能选择某几项成熟技术，在局部实现，如转移印花技术等。
过程治理，即在生产过程中使废水的产生量减少，如逆流漂洗和小浴比加工技术。
但是建设资源节约型社会与节能减排指标约束，需要考核万元产值耗用新鲜水的指标，仅逆流漂洗和小浴比加工技术是无法达到指标要求的。当然逆流漂洗和小浴比加工技术应当是过程治理中不可缺少的环节，需要将这项技术与其他一些先进技术组合使用，方能实现目标。
染整废水现有的处理方案是将所有废水集中收集，然后统一对废水中的有机物直接降解，达到国家排放标准后直接排放。染整废水主要成分为有机污染物，其废水末端治理方法有生化处理技术、物化处理技术和光催化氧化技术等。染整废水中有机物成分的复杂性，使这些技术对染整废水的处理往往达不到所期望的效果。超标排放成为常态。即便达标，实际上末端治理后的中水也存在许多问题：①羊毛染料中金属络合染料(酸性媒介染料、1∶2金属络合染料、1∶1金属络合染料等)不仅是大类染料品种，也是用量在总份额占比例很大的品种，如果降解彻底将释放出Cr等重金属离子进入水中。活性染料(毛用与棉用)的活性基团多含有卤素，降解后的小分子状态多转化为AOX，一种新的水中污染物。均增加废水处理的难度与成本。因此，染整废水采用降解的思路进行处理，无论是排放还是回用都存在可检出的问题与尚未列入检测项目中的隐患。
本发明提出染整废水的前端治理即将毛染整生产中染色工序产生的废水单独收集治理，并在该工序中回用，建立再生循环利用体系。染整废水前端治理技术路线所采用的主要技术为化工分离及吸附技术组合工艺，如染色废水的单独收集、絮凝、分离、吸附剂吸附等，将有机物从废水中分离，使治理后的水直接回用于染色工序。
羊毛染色废水中化学物质属性基本一致，单独治理针对性强，效果明显，回用水只需满足生产需求，不影响产品品质即可，水质可以低于达标排放水与再生水水质，因此工艺过程简单，治理难度降低，投入较少，成本较低，是分质用水的有效方法，可以有效降低单位产值新鲜水的耗用量。
染色废水回用率＝(一次染色生产工艺中所施加的总水量-染色生产和再生循环处理过程中损失的总水量)/一次染色生产工艺中所施加的总水量
色差等级采用GB250-1995《评定变色用灰色样卡》变色牢度级别，其中变色牢度等级以5级为最好，1级为最差。
发明内容
本发明的目的是为染色废水再生循环利用提供一种方法，主要可用于毛染整行业染色工序中染色废水的再生循环利用。本发明采用的染整废水前端治理技术路线是将染整生产中染色工序产生的工业废水单独收集治理，并在本工序中回用，建立再生循环利用体系，节约了新鲜水的使用量。
(1)废水单独收集：在实际生产中的单独收集是指将毛纺染整生产流程中某一主要工序产生的废水在不与其它工序产生的废水混合的情况下单独收集，本发明分别采用配制染色废水和实际染色废水为目标物进行研究。
(2)絮凝：采用有机絮凝剂，确定对染色废水合理的絮凝条件。
(3)分离：通过过滤材料、分离方式的筛选及组合，对絮凝后的染色废水进行分离。
(4)吸附：用吸附剂对絮凝后滤液进行吸附，确定其合理的吸附条件，使染色废水能够达到再生循环利用的要求。
(5)回用：采用酸性媒介染料和兰纳洒脱染料进行回用水染色实验，以实验室去离子水和工业软水染色物为标样，对毛织物进行染色效果评价。
上述发明的使用条件如下：
其中发明内容(1)采用的是配制和实际染色废水的方法，作为单独收集染色工序废水。染色废水浓度：0.01-0.5g/L，优选：0.02-0.2g/L。
其中发明内容(2)中①弱酸染料絮凝条件为：絮凝剂80-400mg/L，助凝剂：5-25mg/L；pH值：4-6，温度：30℃-80℃；
②毛用活性染料絮凝条件为：絮凝剂150-600mg/L，助凝剂：10-50mg/L；pH值：4-6，温度：30℃-80℃；
③酸性媒介染料絮凝条件为：絮凝剂60-180mg/L，助凝剂：15-35mg/L；pH值：2-6，温度：30℃-80℃；
④中性染料絮凝条件为：絮凝剂80-400mg/L，助凝剂：5-25mg/L；pH值：4-6，温度：30℃-80℃；
⑤兰纳洒脱染料絮凝条件为：絮凝剂120-250mg/L，助凝剂：15-30mg/L；pH值：4-6，温度：30℃-80℃。
其中发明内容(3)由于絮凝产生的絮凝物的大小不同，采用孔径不一的过滤材料进行组合可以提高分离效率，改善分离效果，减少过滤器的清洗频率。本发明选用的分离材料及其吸附剂组合为：第一级PP棉，第二级0.05um孔径聚四氟乙烯折叠膜，第三级吸附柱(35目活性炭)，第四级吸附柱(120目活性炭)，第五级超滤膜；分离方式为：染色废水絮凝后先通过分离机分离，再通过隔膜泵将分离机中分离出的液体送入上述五级分离组合中进行动态过滤。
其中发明内容(4)吸附条件：吸附剂粒径：35-200目，染色废水pH：2-6，温度：30℃-80℃，染料浓度：10-500mg/L，流速：5-20BV/h；优选：吸附剂粒径：35-120目，染色废水pH：4-6，温度：30℃-80℃，染料浓度：20-200mg/L，流速：8-18BV/h。
其中发明内容(5)酸性媒介染料染色废水再生循环使用2次，单次染色废水回用率大于80％，色差等级4级以上；兰纳洒脱染料染色废水再生循环使用3次，单次染色废水回用率大于80％，色差等级4级以上。
本发明的有益效果是：
(1)采用染整废水前端治理技术路线将染整生产中染色工序产生的工业废水单独收集治理，因染色废水中化学物质属性基本一致，治理针对性强，效果明显。
(2)本发明方法处理后的回用水只需满足生产需求，不影响产品品质即可(色差等级4级以上)，水质可以低于达标排放水与再生水水质，因此工艺过程简单，治理难度降低，投入较少，成本较低，是分质用水的有效方法。
(3)本发明方法处理后的染色废水在本工序中回用，建立再生循环利用体系，节约了新鲜水的使用量(单次染色废水回用率大于80％)。
(4)采用不同的毛用染料分别用实验室去离子水、工业软水和本发明方法处理后的回用水染色，染色物的色差等级均可达到4级以上，单次染色废水回用率均可达80％，表明采用本发明方法处理后的回用水对羊毛进行染色，可以达到和实验室去离子水、工业软水相同的染色效果。
以下用实施例进一步阐述本发明，但并不因此将本发明限制在具体实施例范围内。
实施例1：按照发明内容(1)的方法配制溶液为酸性媒介红S-80染料0.2g，加入硫酸1g、冰醋酸1g、匀染剂0.5g、渗透剂0.5g，用有机高分子絮凝剂对其进行絮凝，加入絮凝剂0.18g、助凝剂0.035g，溶液总体积稀释为1000ml，在室温下搅拌，经定性滤纸过滤后染料去除率为96.67％。滤液中染料浓度为6.7mg/L，pH：5，室温下用120目活性炭动态吸附，流速：12.8BV/h，处理量为538BV，染料的去除率进一步提高至100％。
实施例2：按照发明内容(1)的方法配制溶液为兰纳洒脱红2B染料0.1g，加入硫酸铵1g、冰醋酸1g、阿白格SET0.5g、阿白格FFA0.5g，用有机高分子絮凝剂对其进行絮凝，加入絮凝剂0.13g、助凝剂0.02g，溶液总体积稀释为1000ml，pH：6，在室温下搅拌，经定性滤纸过滤后染料去除率为98.42％。滤液中染料浓度为1.6mg/L，室温下用120目活性炭动态吸附，流速：12.8BV/h，处理量为321BV，染料的去除率进一步提高至100％。
实施例3：
表1 酸性媒介染料染色处方(浴比1∶30)
酸性媒介染料染色工艺：
表2 兰纳洒脱染料染色处方(浴比1∶30)
兰纳洒脱染料染色工艺：
根据酸性媒介染料和兰纳洒脱染料的染色处方和工艺，以去离子水为介质使用酸性媒介染料和兰纳洒脱染料对羊毛织物进行染色。收集染色废水，依照实施例1和2的方法，将收集的染色废水絮凝、分离和吸附，其中分离吸附条件同发明内容(3)和(4)；再用处理后的染色废水代替去离子水为染色介质，按照相同的染色处方和工艺进行回用水染色，结果见表3-表4：
表3 酸性媒介染料的染色废水回用率及去离子水与回用水染色样品间的色差等级比较
注1：1#水为去离子水，2#水为再生循环1次所得水，3#水为再生循环2次所得水。
注2：1#水染色样品为标样，2#、3#水染色样品为试样，按GB250-1995《评定变色用灰色样卡》测试色差等级。
表4 兰纳洒脱染料的染色废水的回用率及去离子水与回水染色样品间的色差等级比较
注1：1#水为去离子水，2#水为再生循环1次所得水，3#水为再生循环2次所得水，4#水为再生循环3次所得水。
注2：1#水染色样品为标样，2#、3#、4#水染色样品为试样，按GB250-1995《评定变色用灰色样卡》测试色差等级。
由表3和4看出：单次染色废水回用率超过80％；两类染料实验室去离子水与回用水染色样品的色差等级均在4级以上。
实施例4：根据酸性媒介染料和兰纳洒脱染料的染色处方和工艺，对毛纺厂染色废水单独收集，将收集的染色废水絮凝、分离和吸附，其中分离吸附条件同发明内容(3)和(4)；再用处理后的染色废水代替工业软水为染色介质，按照相同的染色处方和工艺进行回用水染色，结果见表5-表6：
表5 酸性媒介染料的染色废水回用率及工业软水与回用水染色样品间的色差等级比较
注1：1#水为工业软水，2#水为再生循环1次所得水，3#水为再生循环2次所得水。
注2：1#水染色样品为标样，2#、3#染色样品为试样，按GB250-1995《评定变色用灰色样卡》测试色差等级。
表6 兰纳洒脱染料的染色废水回用率及工业软水与回用水染色样品间的色差等级比较
注1：1#水为工业软水，2#水为再生循环1次所得水，3#水为再生循环2次所得水，4#水为再生循环3次所得水。
注2：1#水染色样品为标样，2#、3#、4#水染色样品为试样，按GB250-1995《评定变色用灰色样卡》测试色差等级。
由表5和6看出：在毛纺厂的实际生产中，单次染色废水回用率均超过80％；两类染料用工业软水与回用水染色样品的色差等级均在4级以上。
Claims (2)
1.一种羊毛染色废水再生循环利用的方法，主要用于毛染整行业染色工序中染色废水的再生循环利用，采用的是前端治理技术路线，将染整生产中染色工序产生的工业废水单独收集治理，并在本工序中回用；用于羊毛染色废水再生循环利用的方法为间歇式操作，有絮凝、分离、吸附方式，包括如下步骤：在容器中加入一定量的配制或实际染色废水和一定量的絮凝剂，在一定温度下搅拌后离心分离、过滤，滤液用吸附剂吸附，这样处理后的染色废水至羊毛染色工序循环利用；染色废水浓度：0.01-0.5g/L；①弱酸染料絮凝条件为：絮凝剂80-400mg/L，助凝剂5-25mg/L，pH值4-6，温度30℃-80℃；②毛用活性染料絮凝条件为：絮凝剂150-600mg/L，助凝剂10-50mg/L，pH值4-6，温度30℃-80℃；③酸性媒介染料絮凝条件为：絮凝剂60-180mg/L，助凝剂15-35mg/L，pH值2-6，温度30℃-80℃；④中性染料絮凝条件为：絮凝剂80-400mg/L，助凝剂5-25mg/L，pH值4-6，温度30℃-80℃；⑤兰纳洒脱染料絮凝条件为：絮凝剂120-250mg/L，助凝剂15-30mg/L，pH值4-6，温度30℃-80℃；吸附剂吸附条件为：吸附剂粒径35-200目，染色废水pH值2-6，温度30℃-80℃，染料浓度10-500mg/L，流速5-20BV/h；选用的分离材料及其吸附剂组合为：第一级PP棉，第二级0.05um孔径聚四氟乙烯折叠膜，第三级35目活性炭吸附柱，第四级120目活性炭吸附柱，第五级超滤膜；分离方式为：染色废水絮凝后先通过分离机分离，再通过隔膜泵将分离机中分离出的液体送入上述五级分离组合中进行动态过滤。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于所使用的絮凝剂为阳离子型有机高分子絮凝剂，助凝剂为聚丙烯酸钠，吸附剂为活性炭。
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