程新雅 嚴(yán)琰

摘 要：文章對(duì)目前常用的印染廢水處理技術(shù)進(jìn)行了介紹，闡述了活性染料染色加工的生態(tài)性問題，討論了活性染料染色廢水回用染色技術(shù)，探討了活性染料殘液不經(jīng)處理直接回收用于染色的可能性。

關(guān)鍵詞：活性染料；印染廢水；回用染色

中圖分類號(hào)：TQ610 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）20-0014-02

1 概 述

紡織印染行業(yè)是用水量較大的工業(yè)行業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國印染廢水排放量約為3×106～4×106 m3/d[1]，排放總量大約占到紡織行業(yè)廢水排放總量的80%。而印染廢水中不僅含有纖維原料本身的夾帶物，還含有加工過程中所用的染料、漿料、化學(xué)助劑等，廢水成分復(fù)雜，具有色度高、堿性大、有機(jī)物含量高，且抗生物降解、抗氧化等特點(diǎn)，已成為我國水域的重點(diǎn)污染源之一。印染廢水中的殘余染料品種繁多，結(jié)構(gòu)各異，且各種物質(zhì)之間還具有協(xié)同增強(qiáng)作用，再加之新型染料和助劑的不斷開發(fā)和應(yīng)用，處理印染廢水的難度也因此不斷增大。

2 印染廢水處理現(xiàn)狀

2.1 印染廢水處理技術(shù)

現(xiàn)代的污水處理技術(shù)，按其作用機(jī)理，主要可分為物理法、化學(xué)法和生化法三類。

物理方法主要有混凝法、吸附法、膜分離法等?；炷ㄊ窍蛴∪緩U水中添加化學(xué)藥劑，使印染廢水中的微小懸浮物或膠體狀物質(zhì)聚集成較大顆粒，再通過自然沉降的方式去除這些物質(zhì)。吸附法用多孔性固體物質(zhì)將染料分子吸附在表面，從而達(dá)到脫色的效果[2]。膜分離過程將選擇性透過膜作為分離介質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在一定操作壓力時(shí)，污染物可通過選擇性透過膜，進(jìn)一步濃縮、回收，最終達(dá)到廢水處理的目的。

化學(xué)方法主要有電化學(xué)技術(shù)和光催化氧化法。電化學(xué)技術(shù)可有效處理印染廢水，廢水在直流電作用下，兩極發(fā)生強(qiáng)氧化還原作用，污染物可被氧化或還原成低毒或無毒物質(zhì)，同時(shí)還會(huì)發(fā)生電解絮凝或電解上浮，從而實(shí)現(xiàn)脫色并降低污染物濃度。光催化氧化法利用某些物質(zhì)在紫外線的作用下產(chǎn)生自由基，破壞染料分子的發(fā)色基團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)脫色。

生化法主要有塔式濾池法、活性污泥法、缺氧水解-好氧生物處理法、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤法等[3]。在生產(chǎn)上采集微生物菌種，進(jìn)行培養(yǎng)增殖，并在特定條件下進(jìn)行馴化，通過微生物的新陳代謝使有毒物質(zhì)無害化，有機(jī)物無機(jī)化。

2.2 印染廢水治理中存在的問題

21世紀(jì)以來，紡織印染行業(yè)一直處于產(chǎn)能高增長階段，但高耗能、高耗水、高污染的局面卻未能擺脫，同時(shí)低檔次、雷同化生產(chǎn)的利潤微薄，難以支付降耗節(jié)能和污染治理所必需的投入，越是得不到治理和改善，越是造成能源和資源的浪費(fèi)，陷入了不良循環(huán)的窘境。

造成這一現(xiàn)狀的根本原因即昂貴的印染廢水處理再利用成本，同時(shí)，這種“先污染、后治理”的末端治理策略也在無形之中增加了廢水處理成本。

末端治理只注重在生產(chǎn)過程結(jié)束后處理已生成的污染物，導(dǎo)致處理設(shè)備投資大、運(yùn)行成本高。

可見，不斷優(yōu)化印染生產(chǎn)工藝，從源頭上降低印染廢水處理負(fù)擔(dān)，降低成本，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，是當(dāng)前印染行業(yè)廢水處理回用發(fā)展的方向。

3 活性染料染色加工的現(xiàn)狀及其發(fā)展

3.1 活性染料染色加工的生態(tài)性問題

活性染料是建立在染料與纖維分子間形成共價(jià)鍵的基礎(chǔ)上，只要染料分子上有適當(dāng)基團(tuán)能與纖維反應(yīng)就可以染色，并有足夠的牢度，色譜齊全，應(yīng)用面廣，有很好的發(fā)展前景，但仍然存在很多問題，主要有以下三個(gè)方面。

3.1.1 染料分子的安全性

一些不安全的染料分子被禁用，以安全的來代用。

3.1.2 染料的污染和利用率問題

活性染料的母體多半是酸性染料，水溶性好、直接性低，對(duì)纖維素纖維的親和力低，因此染料在染色后的水洗過程中損失率高，利用率一般僅有65%～72%，造成污染嚴(yán)重，污水色度大，而且不容易治理。

3.1.3 大量無機(jī)鹽的使用

為使染料對(duì)纖維有足夠的上染率，需要添加大量電解質(zhì)，這也造成了活性染料染色的生態(tài)問題，污水的治理也難。

3.2 活性染料浸染殘液

目前，活性染料主要用于纖維素纖維的染色，染色占到活性染料用量的79%。在各類染料中活性染料的利用率最低，活性染料浸染殘液中含有大量的水解染料，色度深，可生化性差；染色過程中，為了促進(jìn)染料的上染，會(huì)加入較高濃度的電解質(zhì)，而電解質(zhì)的存在將對(duì)染料的降解處理造成極大的困難。

另外，在常用的一些廢水脫色方法當(dāng)中，活性淤泥、硅藻土等吸附劑對(duì)親水性的活性染料的吸附作用很小，脫色效果較差；活性染料在水中不容易形成膠體，因此絮凝劑對(duì)它的絮凝效果也是不理想的。膜分離法及臭氧氧化法對(duì)活性染料浸染殘液的脫色有良好的效果，但成本較高。

可見，活性染料浸染殘液已成為各類染色廢水中最難處理的一種。

4 染色廢水的處理和浸染殘液回用染色

4.1 浸染殘液經(jīng)脫色后回用染色

由于排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，自來水費(fèi)、排污費(fèi)不斷上漲，紡織染整企業(yè)對(duì)清潔生產(chǎn)開始越來越重視，染整廢水的回收利用也逐漸引起了人們的重視。近幾年，人們對(duì)染整廢水的回用做了諸多探索，結(jié)果顯示，印染廢水經(jīng)處理后是可以回收利用的，經(jīng)濟(jì)上也是可行的。

印度的M. Senthilkumar[4]等人用臭氧對(duì)活性染料浸染殘液進(jìn)行脫色處理之后，重新用于活性金黃MR和活性紅5MR的染色，通過測(cè)定染色試樣的H*、C*、L*、△E值衡量循環(huán)染色的效果，證明經(jīng)過臭氧脫色的染色殘液可滿足循環(huán)染色的要求，回用三次的染色結(jié)果都可以達(dá)到色差要求。

上海市染料研究所的斯國平[5]等人做了活性染料染色殘液中鹽及水的回收利用研究，將回收鹽水代替原配方中的鹽和水做平行染色實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，活性黃X-R、藍(lán)X-R、紅X-3B采用回收NaCl鹽水或NaSO4鹽水染色，與采用常規(guī)配方相比，色相差、亮度差、艷度差和總色差均在正常偏差范圍內(nèi)，對(duì)染色物的干/濕摩擦牢度和染色提升率的影響也不大。

4.2 浸染殘液不經(jīng)處理直接回用染色

東華大學(xué)的崔軍輝等[6]選用紅、黃、藍(lán)酸性染料對(duì)錦綸織物浸染，回收浸染殘液，再將其相應(yīng)指標(biāo)調(diào)整至與初始染浴相同，保持同種工藝條件，進(jìn)行染色殘液的多次回用染色。結(jié)果顯示，浸染殘液回用的染色試樣與原液然色試樣的色差可達(dá)到4級(jí)以上，各項(xiàng)染色牢度也非常接近。

4.3 活性染料浸染殘液的回用染色工藝研究

4.3.1 水解染料分析

活性染料浸染殘液中的一部分染料會(huì)水解，對(duì)殘液回用染色的染色吸盡率、固色率及染色織物的色光都會(huì)有一定程度的影響。因此，關(guān)鍵就在于測(cè)定殘液中有效活性染料的濃度。

浙江理工大學(xué)的王海峰等采用反相離子對(duì)高效液相色譜法研究了C.I.活性紅24的水解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，結(jié)果表明，染料的水解量與高效液相色譜峰面積有較好的線性關(guān)系，可用高效液相色譜法較方便地來定量研究染液中水解染料的量[7]。

東華大學(xué)的崔軍輝等使用反相離子對(duì)高效液相色譜對(duì)染液原樣及已中和的殘液進(jìn)行分析，通過對(duì)比未水解染料和水解染料的出峰保留值及峰形高度，計(jì)算得出殘液中有效染料占原始染料的比例[8]。

4.3.2 工藝研究

崔軍輝等對(duì)純棉機(jī)織物進(jìn)行活性染料染色，回收浸染殘液，用吸光度測(cè)定殘液中染料剩余率、反相高效液相色譜圖譜分析水解染料所占比例，得出殘液中有效染料的量；通過正交試驗(yàn)確定回用染色的最佳工藝，并考察了染色深度、色差及各項(xiàng)色牢度。顏色特征值及各項(xiàng)染色牢度都與原樣非常接近。

由此可知，將活性染料染色殘液直接用于回用染色也是可行的，既能大量節(jié)約染化料，又能節(jié)約用水，減少水污染并降低水處理的成本。

5 結(jié) 語

活性染料因其優(yōu)良的應(yīng)用性能在最近的二十年得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，是現(xiàn)今市場上使用最為普遍、耗用量最大的染料之一。但活性染料容易水解，其利用率在各種類型染料中是最低的；在染纖維素纖維時(shí)，需要耗用大量的食鹽或硫酸鈉等電解質(zhì)；另外，活性染料在染纖維素纖維時(shí)，都要經(jīng)過堿性條件下的固色，而這個(gè)過程會(huì)耗用大量的堿。因此活性染料染色殘液中含有大量無機(jī)鹽、堿和未與纖維結(jié)合的染料，特別是深濃色活性染料染色，其上染率僅65%左右，而且鹽、堿用量也特別多，這類殘液如果不加以利用直接排放就會(huì)成為處理負(fù)擔(dān)很重的廢水，解決活性染料染色殘液的回收利用問題將是一個(gè)值得研究的重大課題。

參考文獻(xiàn)：

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[4] M. Senthilkumar，M.Muthukumar.Studies on the possibility of recycling reactive dye bath effluent after decolouration using ozone[J].Dyes and Pigments，2007，（27）.

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[8] 崔軍輝，許海育.活性紅3BS浸染殘液的回用[J].染料與染色，2008，（6）.