張建國(guó)，周 杰，呂思晨

（1.盛虹集團(tuán)，江蘇 蘇州 215228；2.中國(guó)長(zhǎng)絲織造協(xié)會(huì)，北京 100020）

根據(jù)工信部《印染行業(yè)規(guī)范條件（2017版）》[1]要求，我國(guó)對(duì)印染行業(yè)單位產(chǎn)品水耗將按照＜1.6 t/100 m、企業(yè)的水重復(fù)利用率達(dá)到40%以上執(zhí)行。印染行業(yè)需依靠科技進(jìn)步、管理創(chuàng)新、產(chǎn)品開發(fā)、清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排來推進(jìn)企業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)，其中提高印染廢水再利用率是大勢(shì)所趨[2-5]。

相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，工業(yè)廢水約占我國(guó)廢水總量的57%，而印染廢水則占廢水總量的35%[6]。該類廢水成分相當(dāng)復(fù)雜，往往含多種有機(jī)染料，并且毒性較強(qiáng)，色度深，pH波動(dòng)大，難降解，組分變化大，因此選擇合適的廢水處理手段無疑對(duì)提高水資源利用率具有重要的意義。

盛虹集團(tuán)根據(jù)前處理不同工序出水水質(zhì)和污染物的特性，通過分質(zhì)處理和混合處理的分流處理，利用酸析技術(shù)實(shí)現(xiàn)減量廢水中對(duì)苯二甲酸低聚物和總銻協(xié)同處理去除。通過強(qiáng)化污泥活性和利用微電池原理降解提升了工藝效率，通過改進(jìn)深井曝氣的供氧系統(tǒng)、增加生物量、優(yōu)化調(diào)控微生物作用及潛力提高處理能力。通過使用高通量、抗高污染反滲透膜產(chǎn)品和在線監(jiān)控系統(tǒng)控制主要工藝段的工藝參數(shù)和關(guān)鍵控制條件，實(shí)現(xiàn)了印染廢水的高效再生利用，主要的水處理工藝路線如圖1所示。

項(xiàng)目通過對(duì)處理后的回用水進(jìn)行基本理化性質(zhì)測(cè)試，并與生產(chǎn)用清水作對(duì)比，探討對(duì)織物染色性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

T400（75 D/48 F，680×520根/10 cm）。

300T滌塔夫（50 D/48 F，740×440根/10 cm）。

320T春亞紡（50 D/72 F，750×500根/10 cm）。

300T尼絲紡（40 D/34 F，750×440根/10 cm）。

75D仿記憶（75 D/72 F，800×350根/10 cm）。

斜紋桃皮絨（75 D/72 F×150 D/144 F，540×340根/10 cm）。

228T尼龍塔絲絨（70/48 F×160 D/96 F，630×270根/10 cm）。

圖1 印染廢水處理再利用工藝路線

1.2 染料及助劑

液堿（32%）、雙氧水、50%冰醋酸（工業(yè)級(jí)市售品），退漿劑TF-127HA、螯合分散劑TF-133F、分散勻染劑TF-212K、酸性勻染劑TF-217CA、碳六防水劑TG-4880、精煉劑TF-188A（浙江傳化集團(tuán)有限公司）；分散熒光黃10 G、分散熒光紅B、分散熒光桃紅BG、分散B艷（德司達(dá)染料有限公司）；分散300%ECT黑、分散200%深蘭H-GL、分散橙S-2RFL、分散200%紅玉SE-2GF、分散蘭2BLN、分散紅3B、分散灰E-N、分散金黃MRD（浙江龍盛集團(tuán)股份有限公司）；酸性翠蘭A-G、酸性A-3G黃[亨斯邁化工貿(mào)易（上海）有限公司]；酸性AB灰、酸性2BL灰、酸性67橙、酸性B-NS紅、酸性ACE黑、酸性M-R藏青、酸性M-A黃、酸性M-B紅、酸性還原清洗劑RC（上海雅運(yùn)紡織化工股份有限公司）；清水（河水經(jīng)凈化過濾處理后的生產(chǎn)用水）；膜處理水（印染廢水經(jīng)達(dá)標(biāo)處理后經(jīng)反滲透膜處理后的回用水）。

1.3 儀器

高溫高壓溢流染色機(jī)（臺(tái)灣東武工業(yè)股份有限公司），定型機(jī)（韓國(guó)美光機(jī)械株式會(huì)社），平幅退漿機(jī)（臺(tái)灣鴻榮染整機(jī)械股份有限公司），宏益金剛砂小樣機(jī)（杭州三錦儀器設(shè)備有限公司），Datacolor-SF600測(cè)配色系統(tǒng)（美國(guó)Datacolor）公司，M232型汗?jié)n色牢度儀、Y902N型汗?jié)n色牢度烘箱、Y507L型摩擦牢度儀（溫州大榮紡織儀器有限公司），CP323S電子分析天平、RTG-1210拉伸儀、DAU；3200斷裂測(cè)試儀[雅馬拓科技貿(mào)易（上海）有限公司]。

1.4 檢測(cè)方法

1.4.1 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

pH，按GB/T 6920——1986 玻璃電極法測(cè)定。

總硬度，按GB/T 7477——1987 EDTA滴定法測(cè)定。

電導(dǎo)率，按GB/T 6682——2008 電導(dǎo)儀法測(cè)定。

鐵，按GB/T 11911——1989 分光光度法測(cè)定。

錳，按GB/T 11911——1989 分光光度法測(cè)定。

色度，按GB/T 11903——1989 稀釋倍數(shù)法測(cè)定。

懸浮物，按GB/T 11901——1989 重量法測(cè)定。

濁度，按GB/T 13200——1991 測(cè)定。

化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD），按HJ 828——2017 重鉻酸鹽法測(cè)定。

1.4.2 織物指標(biāo)

耐水洗色牢度，按照ISO 105-C06：2010《紡織品色牢度試驗(yàn) 第C06部分：耐家庭和商業(yè)洗滌色牢度》A2S部分測(cè)定。

耐汗?jié)n色牢度，按照ISO 105-E04：2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 第E04部分：耐汗?jié)n色牢度》測(cè)定。

耐摩擦色牢度，按照ISO 105-X12：2002《紡織品 色牢度試驗(yàn) 第X12部分：耐摩擦色牢度》測(cè)定。

斷裂強(qiáng)力，按照GB/T 3923——1997《紡織品 織物拉伸性能 第一部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)的測(cè)定 條樣法》測(cè)定。

撕破強(qiáng)力，按照GB/T 3917.2——2009《紡織品 織物撕破性能 第2部分：褲型試樣（單縫）撕破強(qiáng)力的測(cè)定》測(cè)定。

接縫滑移，按照GB/T 13772.1——2008《紡織品 機(jī)織物接縫處紗線抗滑移的測(cè)定 第一部分：定滑移量法》進(jìn)行測(cè)試。每個(gè)樣品測(cè)定5次，取平均值。

反光度測(cè)試，按歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 471：2003《專業(yè)高能見度警示服測(cè)試方法及要求》測(cè)定。

顏色指標(biāo)，將染色后的織物晾干后，把待測(cè)織物折疊為雙層，采用UltraScan XE測(cè)色儀測(cè)定，表面得色深度用K/S值表示，顏色參數(shù)△L，△a，△b和△E值。

拒水性測(cè)試，根據(jù)AATCC Test Method 22-2010《拒水性：噴淋試驗(yàn)》進(jìn)行測(cè)試，樣大小為20 cm×20 cm，噴淋時(shí)間為25～30 s，輕敲測(cè)試織物兩端后與標(biāo)樣對(duì)照評(píng)級(jí)。

退漿效果，采用陽(yáng)離子著色法評(píng)價(jià)。將退漿后的織物剪成6 cm×6 cm大小，然后用0.5%（omf）陽(yáng)離子紅2GL，浴比1∶30 ～1∶50，染液pH=5。工藝條件：50 ℃×10 min，然后充分水洗干凈。烘干后目測(cè)織物著色情況，織物著色越深，漿料含量越多，退漿效果越差；反之，織物著色越淺，漿料含量越少，退漿效果越好。退漿率按照下式計(jì)算。

其中，m1為織物退漿前質(zhì)量；m2為織物退漿后質(zhì)量。

1.5 生產(chǎn)加工

織物加工流程如下：配桶→退卷→冷堆→平幅退漿→染色→脫水→開幅→定型→檢驗(yàn)→出倉(cāng)。

1.5.1 冷堆

冷堆配方：液堿（32%）100 g/L，退漿劑TF-127HA 5 g/L，H2O21 g/L。

冷堆工藝：堆置溫度35 ℃，堆置時(shí)間24 h，卷架轉(zhuǎn)速10 r/min。

1.5.2 平幅退漿

退漿配方：液堿（32%）50 g/L，退漿劑TF-127HA 5 g/L，螯合分散劑TF-133F 2 g/L。

退漿工藝：溫度95 ℃，車速60 m/min。

1.5.3 染色

分散染料配方：分散染料X%（omf），分散勻染劑TF-212K 0.6 g/L，冰醋酸50% 1 g/L，上染工藝見圖2。

圖2 分散染料上染工藝

酸性染料配方：酸性染料X%（omf），酸性勻染劑TF-217CA 0.8 g/L，冰醋酸（50%）0.8 g/L，上染工藝見圖3。

圖3 酸性染料上染工藝

1.5.4 防水整理

配方與工藝：碳六防水TG-4880 20g/L，冰醋（50%）0.2 g/L，定型溫度175 ℃，車速45 m/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)

生產(chǎn)用清水與膜處理水的水質(zhì)測(cè)試結(jié)果如表1所示。

從表1可看出，膜處理后的印染廢水pH與生產(chǎn)用清水基本一致，但在COD、硬度、電導(dǎo)率、鐵離子、錳離子、濁度等指標(biāo)上明顯低于清水，說明經(jīng)膜處理后回用水的水質(zhì)優(yōu)于清水，符合高質(zhì)量生產(chǎn)用水要求。

2.2 水質(zhì)對(duì)前處理效果影響

按“1.4.2”中退漿效果檢測(cè)方法的陽(yáng)離子著色法評(píng)價(jià)化學(xué)漿料方法，對(duì)織物的退漿效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如表2所示。

表1 生產(chǎn)用清水與膜處理水的水質(zhì)測(cè)試結(jié)果

表2 使用兩種生產(chǎn)用水經(jīng)前處理后的布面退漿效果

按“1.4.2”中退漿效果的檢測(cè)方法，對(duì)織物的退漿效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如表3所示。

表3 使用兩種生產(chǎn)用水經(jīng)前處理后的布面退漿率情況

用T/C標(biāo)準(zhǔn)污布，在相同的工藝條件下液堿2 g/L，精煉劑TF-188A 1 g/L，液量100 mL，浴比1∶25，升溫到100 ℃×30 min，降溫冷水烘干，測(cè)定污布去污后白度，結(jié)果如表4所示。

表4 使用兩種生產(chǎn)用水處理后的去污效果

按“1.4.2”中的斷裂強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力、接縫滑移要求，經(jīng)兩種水質(zhì)按冷堆+平幅前處理后織物物理性能的變化情況，結(jié)果如表5——7所示。

表5 使用兩種生產(chǎn)用水前處理后對(duì)織物撕破強(qiáng)力的影響

表6 使用兩種生產(chǎn)用水前處理后對(duì)織物斷裂強(qiáng)力的影響

表7 使用兩種生產(chǎn)用水前處理后對(duì)織物接縫滑移的影響

從表2——7的數(shù)據(jù)中可以看出，經(jīng)使用清水與膜處理兩種不同水質(zhì)在相同工藝條件下進(jìn)行織物的前處理，處理后織物的退漿效果、退漿率對(duì)織物布面污物的去除效果，對(duì)織物的撕破強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)力等物理性能的影響程度基本相似。這證明膜處理水質(zhì)適應(yīng)化纖面料的染整加工。

2.3 顏色影響對(duì)比

染色水質(zhì)直接影響著產(chǎn)品的品質(zhì)和染色的一次成功率，特別是大小樣的顏色色差和缸差問題。以自來水樣為原樣，分別對(duì)膜處理水樣、清水水樣進(jìn)行電腦測(cè)色（測(cè)色光源選用D65），具體測(cè)色情況如表8——9所示。

表8 使用兩種生產(chǎn)用水與自來水對(duì)織物染色的配方

通過顏色對(duì)比結(jié)果，清水與膜處理水對(duì)顏色的變化影響基本相似。

2.4 熒光色反光度對(duì)比

從表10——12的總體結(jié)果來看，使用同一配方、不同面料、3種不同水進(jìn)行打樣，熒光黃、熒光橙、熒光紅都能通過且符合EN 471的顏色要求。在明亮度方面，用自來水和膜處理水打樣要比清水打樣的艷些，證明膜處理水對(duì)分散染料顏色的染色加工是完全沒有問題的，色光純正艷麗。

表9 兩種生產(chǎn)用水與自來水對(duì)不同織物顏色對(duì)比的影響情況

表10 兩種生產(chǎn)用水與自來水對(duì)織物熒光紅（反光度）的影響

表11 兩種生產(chǎn)用水與自來水對(duì)織物熒光橙（反光度）的影響

表12 兩種生產(chǎn)用水與自來水對(duì)織物熒光黃（反光度）的影響

2.5 染色布面色牢度及均染性對(duì)比

根據(jù)染色配方及用兩種水樣生產(chǎn)，對(duì)320T春亞紡（黑色）、300T滌塔夫（藏青）、28T尼龍塔、絲絨（紫紅）、300T尼絲紡（黑色）進(jìn)行測(cè)試，成品面料的染色效果如表13——14所示。

從表13——15中的數(shù)據(jù)可以看出，使用清水與膜處理水兩種水樣進(jìn)行大生產(chǎn)加工后，對(duì)織物的耐水、汗?jié)n、摩擦色牢度基本一致，且布面表觀深度差異小、布面均勻度好，證明不同水質(zhì)對(duì)織物的染色均勻性和色牢度基本沒有影響。

表13 使用兩種生產(chǎn)用水經(jīng)分散染料染色后滌綸面料的色牢度情況

表14 使用兩種生產(chǎn)用水經(jīng)酸性染料染色后尼龍面料的色牢度情況

表15 使用兩種生產(chǎn)用水經(jīng)大生產(chǎn)染色后布面k/s及生產(chǎn)樣染色均勻度對(duì)比

2.6 后整理穩(wěn)定性對(duì)比

從表16中的數(shù)據(jù)可以看出，使用清水和膜處理水染色后與經(jīng)防水整理后織物的防水等級(jí)相同，基本沒有差異。在現(xiàn)場(chǎng)的后整理實(shí)踐中，印染廢水經(jīng)過膜處理再生回用與清水按一定比例混合使用在定型后整理碳六、碳八防水或柔軟加工，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，定型工作液性能穩(wěn)定，沒有因?yàn)樗|(zhì)的問題引起乳液穩(wěn)定性破壞、發(fā)生惡性泡問題。手感或防水效果達(dá)到客戶要求，助劑的單位成本與全部使用清水加工相比也沒有增加。

表16 使用兩種生產(chǎn)用水經(jīng)防水整理后對(duì)織物防水等級(jí)的影響

3 結(jié)語(yǔ)

（1）印染廢水再生利用的水質(zhì)清澈，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)完全能達(dá)到紡織染整工程中對(duì)染色回用水的指標(biāo)要求，產(chǎn)品顏色純正，品質(zhì)穩(wěn)定。

（2）通過對(duì)印染廢水反滲透膜處理水與清水按照一定的比例混合進(jìn)行染整加工，實(shí)現(xiàn)了廢水處理的再利用，減少了企業(yè)的用水成本，減少了廢水的排放，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益明顯。