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活性染料染色废水的回用研究

2022-10-12 来源:年旅网
2006年4月针织工业No.4

三废治理

活性染料

染色废水的回用研究

葛晓青,董永春,何陆春,陈福育

(天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津300160)

摘要:采用中温型活性染料对棉织物进行染色加工,其染色废水被分类脱色降解处理而得到回用水I和回用水II。然后分别以回用水I和回用水II为染色介质进行染色,重点考察了其染色织物的K/S曲线和总色差DE与氯化钠浓度的关系,并将其与自来水染色试样进行了比较。结果表明,回用水Ⅰ的无机盐含量远高于回用水II;在相同的工艺条件下,以回用水I为介质的染色工艺比以自来水介质的染色工艺可以节省氯化钠的用量,与回用水I相比,回用水II作为染色介质更易于回用在染色工程中。

关键词:活性染料;染色废水;回用;无机盐中图分类号:X791印染行业是工业废水排放大户,据不完全统计,全国印染废水每天排放量为3×106 ̄4×106m3[1]。随着排放标准的日趋严格和自来水费、排污费的不断上涨。印染企业越来越重视清洁生产,印染废水的回用也逐渐引起了人们的重视。关于染色废水的回用方面的研究,美国和欧洲约始于20世纪80年代和90年代,大多是利用氧化脱色或膜分离技术将染色废水脱色降解,然后回用于染色工艺中[2-3]。近年来,国内也逐渐开展该领域的研究,并有相关论文发表[4-5]。活性染料染色废水色度高,产生量大,且含有大量无机盐,污染性强,因此其染色废水的回用研究具有非常重要的意义。我们在以前研究的基础上,以中温型活性染料对棉织物进行染色,得到的染色废水经光催化氧化技术进行脱色处理,并再应用于活性染料染色过程中,通过调节无机盐

取出

入染织物1/2NaCl

文献标识码:A文章编号:1000-4033(2006)04-0063-03

恩科技公司)、SF-600Plus型测配色(美国Datacolor公司)、仪DDSJ-308A型电导率仪(上海精密科学仪器有限公司)、(上海理PHS-25C酸度计达仪器厂)。

的添加量,使染色织物的颜色特征符合要求,实现节水省盐的目标。

1实验部分

经退浆、精练和漂白的纯棉织

1.1材料与试剂

物。中温型双活性基活性染料包括活性红MS、活性黄MS和活性蓝B(天津三环化学有限公司)。氯化钠和碳酸钠等均为分析纯。

1.3染色方法

染色工艺包括染色(染料1%,

NaClXg/L,Na2CO320g/L,浴比1∶50);水洗(浴比1∶(皂粉2g/L,100)和皂洗浴比1∶50)三个基本过程,工艺曲线如图1所示。

Na2CO3

30min

1.2材料与仪器

(天津市莱ACS-24常温染样机

1/2NaCl

60℃

10min

15min

15min

10min

3min

60 ̄70℃

3min

20 ̄30℃水洗Ⅳ

水洗Ⅲ

95 ̄98℃

3min60 ̄70℃

3min

20 ̄30℃

皂洗水洗Ⅱ水洗Ⅰ

图1染色工艺曲线

(043605911),天津市高等学校科技发展基金项目(20031007),中国科学院生态环境研究中心环境水基金项目:天津市自然科学基金资助项目

化学国家重点实验室开放基金项目(2005-01)。

(1980—),女,在读硕士研究生。主要从事纺织化学和染整工程的研究。作者简介:葛晓青

・63・

No.4

1.4回用水制备方法

首先,使用3种活性染料以自来水为介质,按照图1的染色方法对棉织物进行染色加工,得到自来水染色试样。同时收集染色残液以及皂洗前的水洗I和水洗II的废水,混合后称为废水I;此外收集皂洗以及皂洗后的水洗III和水洗IV的废水,混对于两类废水,采用合后称为废水II。

如图2所示的方法分别处理,其中过滤I的作用是清除染色过程中所产生的纤维碎屑,有利于光催化体系中辐射光的输入;脱色过程采用铁(III)-草酸盐络合物/H2O光催化氧化技

[6]

针织工业2006年4月

11109876543210

400450500550600650700

波长/nm

(a)活性红MS

2结果与讨论

回用水I、回用水II以及自来水

2.1回用水分析

的电导率、无机盐含量和pH值的测定结果如表1所示。

表1

回用水I和回用水II的电导率、无机盐含量和pH值

回用水电导率无机盐含量

pH值-1

类型(・(・/mscm)/gL-1)回用水Ⅰ回用水Ⅱ自来水

K/SK/S15.4202.7800.447

9.971.600.58

8.9210.117.05

注:电导率与氯化钠浓度的标准曲线方程:Y=

88.3X+0.360,X为氯化钠浓度,Y为电导率。

术;脱色之后调pH值为10左右,使铁离子絮凝沉淀,然后利用过滤II将其去除;而活性炭吸附能够去除染料经处分解产物,提高回用水的水质。理后得到回用水I和回用水II。

染色

废水Ⅰ/Ⅱ

过滤Ⅰ

由表1可知,与回用水II相比,回用水I的无机盐含量较高,这是因为在染色残液中存在染色过程中添加的大量的氯化钠和碳酸钠所致。而回用水II也存在较低含量的无机盐,主要原因是附着于染色织物的少量氯化钠和碳酸钠在水洗,特别是皂煮过程中发生脱落而进入废水中。此外,两种回用水都呈碱性,pH值在8 ̄11范围内。

K/S9

876543210

400450500550600650700波长/nm

(b)活性黄MS

pH为3 ̄4

回用水Ⅰ/Ⅱ

光催化氧化脱色

pH为10左右

活性炭吸附

过滤Ⅱ

絮凝

9876543210

400450500550600650700

波长/nm

(c)活性蓝B

2.2回用水I

为了考察回用水I在活性染料染色中回用的可能性,按照1.3中的染色工艺方法,分别以回用水I和自来水为介质,使用3种活性染料对棉织物进行染色,其总色差DE与氯化钠浓度的关系见表2,染色织物的K/S曲线如图3所示。

表2

回用水I中氯化钠浓度与染色织物的总色差DE之间的关系

总色差DENaCl浓度

(・/gL-1)活性红MS活性黄MS活性蓝B

图2染色废水的脱色和回用基本过程

NaCl浓度为:1.10g/L2.20g/L3.自来

4.30g/L5.40g/L

注:自来水染色试样的NaCl浓度为40g/L。

1.5无机盐分析方法

使用电导率仪和酸度计分别测定回用水的电导率和pH值,并根据电导率与氯化钠的标准曲线方程计算回用水中无机盐的含量。

图3回用水I中氯化钠浓度对染色织物K/S曲线的影响

由图3可以看出,就这3种染料而言,以回用水I为介质染色时,随着氯化钠浓度的增加,所得染色织物的K/S曲线逐渐升高,尤以在最大吸收波长附近的K/S值为甚。这说明在回用水I介质中,氯化钠对3种活性染料的促染效应比较明显,与在自来水介质中的表现相似,主要是因为无机盐能降低或克服纤维素纤维上染过程中纤维上的电荷对染料离子的库仑斥力[7]。更为重要的是,以氯化钠浓度为40g/L

1.6回用方法

首先调整回用水的pH值,使之与自来水的相同,按照1.3中的染色方法,分别以回用水I和回用水II为介质对棉织物进行染色,染色工艺条件完全与自来水为染色介质时相同,由此得到回用水染色试样。然后使用测配色仪测定其染色深度K/S曲线,并以自来水染色试样为参比,测定回用水染色试样与自来水染色试样间的总色差。

10203040

1.560.850.741.03

2.642.590.940.94

1.971.110.510.80

注:CIE标准D65光源,以自来水染色试样(NaCl浓度:40g/L)为参比试样。

・64・

2006年4月

的自来水染色试样的K/S曲线与以氯化钠浓度为30g/L的回用水I染色试样的K/S曲线最接近。此外,表

针织工业No.4

单,属于低污染型染色废水,在回用时可以不必再调节染色过程中无机盐的添加量,更适合于在染色工程中进行循环利用。

2中的数据证明,在回用水I为介质的场合,氯化钠浓度为30g/L的回用水I染色试样的总色差DE最小,这意味着其与以氯化钠浓度为40

g/L的自来水染色试样的颜色特征最为接近,也与上述K/S曲线的分析结果相吻合。这两方面说明在相同的工艺条件下,以回用水I为介质的染色工艺比以自来水为介质

876543210

400450500550600650700

波长/nm

(a)活性红MS

K/S33.1

结论

将染色废水分类处理得到两

类回用水,回用水I的无机盐含量远高于回用水II,但是两类回用水都呈碱性。

NaCl浓度为:1.自来水2.35g/L3.40g/L

的染色工艺能够减少氯化钠的用量10g/L,这主要归因于回用水I已含有9.97g/L的无机盐,意味着它们在回用染色中得到了利用。

2.3回用水II

回用水II中无机盐的含量较低,仅有1.60g/L,因此其可能更易于回用在活性染料染色工艺中。因此在以回用水II为介质染色时,重

K/S9

876543210

400450500550600650700

波长/nm

(b)活性黄MS

3.2以回用水I为介质染色时,氯

化钠浓度的提高会使染色试样的染色深度增加。在相同的工艺条件下,以回用水I为介质的染色工艺比以自来水为介质的染色工艺可以节省氯化钠的用量。

K/S3.3以回用水II作为染色介质的

染色试样的颜色特征与自来水作为染色介质的染色试样十分相近,在回用时可以不必再调节染色过程中无机盐的添加量,更适合于在染色工程中进行循环利用。

参考文献

[1]

戴日成,张统,郭茜,等.印染废水水质特征及处理技术综述[J].给水排水,2000,26(10):33.

NaCl浓度为:1.自来水2.35g/L3.40g/L

点考察较高氯化钠浓度如35g/L和

40g/L时染色织物的K/S曲线和总色差DE的变化。同样按照1.3中的染色工艺方法,分别以回用水II和自来水为介质,使用3种活性染料对棉织物进行染色,其总色差DE与氯化钠浓度的关系见表3,染色织物的K/S曲线如图4所示。

图4显示,以回用水II为介质的染色织物K/S曲线几乎与以自来水为介质的染色织物K/S曲线相吻合,这证明回用水II中的少量无机盐对染色织物的表面深度没有显

表3

回用水II中氯化钠浓度与染色织物的总色差DE之间的关系

总色差DENaCl浓度

-1

(・/gL)活性红MS活性黄MS活性蓝B

876543210

400450500550600650700

波长/nm

(c)活性蓝B

[2]Warrens,Perkins.Ademonstrationof

reuseofspentdyebathwaterfollowingcolorremovalwithozone[J].TextileChemistand(1):31-37.Colorist,1995,28

NaCl浓度为:1.自来水2.35g/L3.40g/L注:自来水染色试样的NaCl浓度为40g/L。

[3]VikramSayal.Dyeingofcottonfabric

图4回用水II中氯化钠浓度对染色织物K/S曲线的影响

withreactivedyesusinghydrogenperoxiderenovatedspentdyebathwater[J].Textile(1):17-19.ChemistandColorist,1998,30

著影响。此外,对于3种活性染料而言,表3中的总色差较小,色差级别可达到4 ̄5级

[8]

[4]董永春,黄继东.酸性染料染色废水的脱色及其回用[J].纺织学报,2003,24(5):65-67.

[5]张春珠,何瑾馨.染浴的脱色及其循环

,可以满足商业要

利用初探[J].东华大学学报:自然科学版,(6):53-57.2002,28

求。然而活性黄MS色差相对较大,其原因可能与回用水II中残存的有机组分有关,有待于进一步研究。另外,从表1中的数据可知,回用水

[6]董永春,何陆春,李春辉,等.活性染料

的太阳光催化脱色降解研究[J].四川大学学报(工程科学版),2005,37(4):49-53.

3540

0.160.53

1.131.06

0.360.35

II和自来水中的无机盐含量相差不多,染色效果也说明以回用水II作为染色介质与自来水很接近,而且回用水II的制备过程相对比较简

[7]王菊生.染整工艺原理(第三册)[M].北

京:中国纺织出版社,2001:254,257,421.

[8]金咸穰.染整工艺实验[M].北京:中国纺织出版社,2002:103.

注:CIE标准D65光源,以自来水染色试样(NaCl浓度:40g/L)为参比试样。

收稿日期2006年1月25日

・65・

Usingthefour-groovefiberandthe‘C-O’typefinehollowfiberfromCoolmax!fibers,thispaperdevelopedtwonewtypesofmoist-conductiveandfastdryfabrics,i.e.,singlejacquardcolorstripedfabicanddoubleknittedmeshfabric.Theknittinganddyeingtechnologyisframed,andthekeypointsandtheprecautionsofeachprocessisemphasized.

(32)################################XuRui-chao,ChenLi-na,MengJia-guang

Atechnologicalpracticefortacklingthedarkcolormatchingproblemofpolyester/polyurethaneknittedelasticfabric

Thispaperpresentedmanykindsofschemestoimproveandincreasethewashingfastnessandcolormatchingfastnessofthepolyester/polyurethaneknittedelasticfabric,determinedthedyeingtechnologyandprocessingparameters,andtackledtheproblemsofbaddarkcolorfastnessandunsatisfactorycolormatchingwithwhitepolyester/polyurethanefabric.

(36)#######################################SongGuo-fang,YangJin-fu

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(40)andtimeofthermalsettingforPTTknittedfabricwasdetermined.######YuanChang-min,ZhuQuan,WuChan-juan(43)Thesolvingmethodsfortheoff-clipinthedyeingofone-processknittedunderwear########ChenZuo-zhi

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(45)ishedfabrics,etc.######################################SunZuo-bai

Anintroductiononthefunctionalhighmoleculardyes###########################(49)

(50)Aresearchontheapplicationofstabilizerinthelowalkalireactivedyedyeingprocess#####WangGuang-ming

Studyofthedyeingpropertiesofreactivedyeandweaklyaciddyeonsoybeanproteinfiberknittedfabric

(53)#############################################MaXue-ling

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spressingcomfortabilityandthesignificanceofitsmeasurement,introducesafewmeth-Thisanalyzesthestudyofthegarment′

spressuretesting,andmainlyintroduceshegarmentpressuretestingsystembasedonthevirtualinstrumenttechnolo-odsforgarment′

(56)gyofLabview.######################################XuJun,SuDan

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(59)Thetestingmethodsandcomprehensiveevaluationonthefabric′smoistcomfortability########ZhouQiang

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(61)constructionoftextileindustry.#################################MaYan-hua

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(63)##########################GeXiao-qing,DongYong-chun,HeLu-chun,ChenFu-yu

・News-in-BrieffromKnittingIndustry・#############################(66)

・ChinaPatents・#########################################(68)・ReaderServiceCard・######################################(69)

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