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棉织物前处理工艺流程中的绿色化分析

来源:中国纺机网编辑部 发布时间:2013年08月12日

1前言

生产过程的绿色化也就是绿色生产、清洁生产,包括清洁的原料、清洁的生产过程和清洁的产品。随着科学技术的进步和社会经济的发展,人们对生产过程的绿色化有了高度的重视,污染控制战略已由末端治理转向生产过程中的污染控制。在生产过程中,最大限度地减少源头污染,对源头不能消减的污染,采取无害于环境的循环控制利用,将污染解决在发生之前,减少对生态环境的影响,尽可能做到污水零排放或减少排放;采用无害或低害的反应物质,选择温和、安全的生产反应条件等措施[1]。

纺织工业废水总排放量8O以上是染整废水,含杂量大,色度深,水质变化大,治理困难。处理每吨污水最低需要0.70元的费用,有的甚至高达每吨3.00元L1]。印染助剂对环境的影响有安全性和生物降解性。印染助剂的安全性是能否投人生产使用应首先考虑的问题,它包括急性和慢性毒性、致癌性、对皮肤刺激性、致畸性、致变性,以及对水生物毒性和生理效应等,人们对安全性一直比较重视。近几年来,生物降解性受到人们的关注,生物降解性差的印染助剂会积聚起来,对环境造成污染。染整污水的排放造成多数江河的污染,对生态环境构成危害,因此节约用水和污水处理是解决染整行业污染的重大问题L4j。从产生污水的源头来看,主要是生产过程中产生的污水量大,含有难处理的化学物质,这就要求改进缩短工艺流程,减少污水的排放量,在生产过程中,不使用有害的或低害的助剂。本文从原料、产品角度考虑,对棉织物前处理过程(退浆、煮练、漂白、丝光)的绿色化加以分析。

2过程分析与结论

2.1退浆过程

坯布上的浆料来自纺织厂为了提高纱线的织造性能给纱线所上的一定浆料。传统的浆料有天然的淀粉浆料和化学浆料PVA、PMA、CMC等。随着人们环保意识的增强,淀粉浆以其极大的天然优势,受到了人们的青睐和客户的欢迎。其他的化学浆料由于本身存在的缺陷将逐步被淘汰。

浆料的存在为印染加工带来许多困难,诸如阻碍渗透,浪费染化原

料,影响后序加工和产品质量等,因此浆料的去除是必要的。去除浆料的过程称为退浆,退浆有酶退浆、碱退浆、酸退浆、氧化剂退浆等多种方法。由于使用的化学药剂不同,其对废水成分和环境的影响也有所不同。

2.1.1酶退浆

该方法以BF一7658淀粉酶为主要反应剂。淀粉酶能催化淀粉大分子链发生水解,从而生成分子量较小、粘度较低、溶解度较高的一些低分子化合物,再经过水洗即可去除淀粉浆料[s]。淀粉酶的转化率高,溶化速度快,适宜于连续化生产,效率高,退浆率高达8O以上,最大的优点是废水治理简单。

使用BF一7658淀粉酶要注意的问题是活化剂的配套适用。通常汽蒸法退浆液由BF一7658淀粉酶1~2g/L、食盐5g/I醋酸调节pH为6.5~7、表面活性剂lg/L等组成[7]。加食盐是为了增加酶的活性,醋酸是为了调节pH值,表面活性剂是提高棉织物的渗透性。除酶以外同样要求其他的助剂也必需符合环保要求。使用大量的食盐、醋酸、表面活性剂也能造成污染,希望除酶以外加入更好的助剂来活化酶,同时又不造成环境污染。

2.1.2碱退浆

该方法以氢氧化钠为主要反应剂。氢氧化钠不能使淀粉溶解,但它能使淀粉发生剧烈的膨化,使分子间距增大,结构变松;同时也使得淀粉与棉纤维上的羟基之间的氢键结合受到破坏,进而使淀粉在棉纤维上的附着力下降,提高了它脱离棉纤维而溶解于水的能力,使其水溶性增加,再经水洗就可将淀粉去除[5]。氢氧化钠是腐蚀性很强的碱,溶解时污染空气,运输、贮藏要求高,废水不宜治理。通常汽蒸法退浆液由氢氧化钠10 g/I、表面活性剂1~2 g/I等组成口]。碱退浆污染比较严重,生产环境不友好。

2.1.3酸退浆

该方法以硫酸为主要反应剂。稀硫酸在适当的条件下使淀粉发生一定的水解而转变为可溶性淀粉、糖类的混合物,这些水解产物的水溶性较高,基于从棉织物上洗去。硫酸是腐蚀性很强的酸,溶解时污染空气,运输、贮藏要求高,废水也不宜治理。

通常轧堆法退浆液由硫酸4~6g/L、表面活性剂1~2g/L等组成。酸退浆对纤维有一定的损伤,污染比较严重,生产环境不友好。

2.1.4氧化剂退浆

该方法以双氧水、次氯酸钠和过醋酸为主要反应剂。氧化剂能使浆料氧化降解,不但水溶性增大,而且洗液的粘稠性也减小,很容易把浆料去除。双氧水、次氯酸钠和过醋酸都是腐蚀性很强的氧化剂。

(1)双氧水退浆。双氧水退浆以双氧水为主要反应剂。双氧水是氧化性极强的氧化剂,腐蚀性很强。轧蒸法退浆液由双氧水4~6g/L、氢氧化钠8~10g/L、表面活性剂2~4g/I等组成[5]。双氧水本身对环境的污染不是很大,但其他助剂的污染要比双氧水严重。现在已有过氧化物酶代替其他助剂来控制双氧水的分解,从而减少污染。从另一个观点出发,也可考虑一下能否开发出新的催化剂,既能控制双氧水的分解,也能催化氧与浆料的反应,减少污染。

(2)次氯酸钠退浆。次氯酸钠退浆是以次氯酸钠为主要反应剂的方法。次氯酸钠是反应性很强的氧化剂,由于其价格低廉,操作方便,设备简单,使用温度低,应用较广泛。轧堆法退浆液由次氯酸钠2g/L(有效氯)、氢氧化钠调节pH为9.5~10、表面活性剂lg/I等组成。退浆后还要以硫酸进行脱氯,以防氯损。在次氯酸钠的使用过程中,会产生不可降解的可吸附有机氯化物AOX,很多国家制定了严格的排放标准。次氯酸钠的使用将随着清洁生产要求的提高而逐步被淘汰。欧共体最新标准规定在通常情况下漂白废水中AOX排放量应控制在40mgCl/Kg。

(3)过醋酸退浆。过醋酸退浆是以过醋酸为主要反应剂的方法。过醋酸是冰醋酸与双氧水的平衡反应物,也可以用醋酸酐与双氧水反应制得。退浆液由过醋酸、焦磷酸钠、氢氧化钠、表面活性剂等组成。过醋酸具有较高的氧化电位,对环境无污染,退浆过程可在温和的条件下进行,织物上残留物易清洗,对织物损伤小,被认为是很有前途的“绿色氧化剂”。过醋酸作为氧化剂在漂白过程中

应用较多,在退浆过程也应得到应用。

根据以上的分析,对几种退浆方法加以比较,酶退浆、双氧水退浆和过醋酸退浆是附合清洁生产的工艺方法,应加以提倡,推广应用。


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