印染生產(chǎn)工藝及其廢水的特性
紡織工業(yè)是我國傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè)，包括紡織、印染、化纖、服裝和紡織專用設(shè)備制造等5個(gè)部分。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的印染業(yè)也進(jìn)入了高速發(fā)展期，設(shè)備和技術(shù)水平明顯提升，生產(chǎn)工藝和設(shè)備不斷更新?lián)Q代，印染企業(yè)尤其是民營印染企業(yè)發(fā)展十分迅速。
但是，印染行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的“三廢”，尤其是廢水治理不當(dāng)將會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染；另一方面，隨著印染工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變，印染水質(zhì)也發(fā)生了變化，廢水的處理難度也隨之加大，我們必須不斷創(chuàng)新、改進(jìn)和提高治理工藝水平，選擇適用的工藝路線。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國印染廢水每天排放量為300～400萬m3。印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物濃度高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，屬較難處理的工業(yè)廢水之一。
一、印染生產(chǎn)概況
1.1.概念
印染工藝指在生產(chǎn)過程中對各類紡織材料（纖維、紗線、織物）進(jìn)行物理和化學(xué)處理的總稱，包括對紡織材料的前處理、染色、印花和后整理過程，統(tǒng)稱為印染工藝。
染色是使染料與纖維之間發(fā)生化學(xué)或物理化學(xué)的結(jié)合，或用化學(xué)方法在纖維上生成顏料，使整個(gè)紡織品具有一定堅(jiān)牢色澤的加工過程。
根據(jù)產(chǎn)品使用原料的不同可以劃分為：棉紡織印染、麻紡織印染、毛紡織染整、絲綢印染和其他印染。
1.2.化學(xué)品的使用
A.染料
染色過程中能使纖維獲得色澤的物質(zhì)稱為染料。染料一般能直接溶于水或通過化學(xué)處理而溶于水，對纖維有一種結(jié)合能力（親和力），并在織物上有一定的色牢度。染料對纖維的染色，包括面很廣，而且各種染料對各種纖維的染色情況也各不相同。根據(jù)其性質(zhì)和應(yīng)用可以分為以下幾類：
直接染料：不依賴其他介質(zhì)而直接染色，大多數(shù)是芳香族化合物的磺酸鈉鹽（－SO3Na）和少量羧基鈉鹽（－COONa）。
不溶性偶氮染料：又稱之為納夫妥染料或冰染染料。一般先打底再顯色，主要用于棉纖維的染色。因該染料對人體和環(huán)境有害，已被歐美市場拒用。
活性染料是一種含有能與纖維上的羥基、氨基或酰胺基發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合的活性基團(tuán)的可溶性染料，可廣泛應(yīng)用于棉、麻、絲、毛和化纖等紡織材料的印染。
還原染料不溶于水，它的分子結(jié)構(gòu)中含有酮基，是一種在堿性強(qiáng)還原溶液中生成隱色體而溶解后才能染色的染料。
可溶性還原染料一般是由還原染料衍生而來的，是用還原染料經(jīng)過還原及酯化而成的隱色體硫酸酯鈉或鉀的鹽。與還原染料不同的是在染色的過程中不使用燒堿和保險(xiǎn)粉。
硫化染料是含有兩個(gè)或以上硫原子組成硫鍵（R－S－S－R′）的染料，在染色過程中必須使用硫化堿。硫化染料價(jià)格低廉、氯漂牢度差，適用于棉、粘膠和維綸纖維的染色。
分散染料是一類水溶性較低的非離子型染料，主要是低分子偶氮、蒽醌及二苯胺的衍生物，其特點(diǎn)是在分散劑的作用下，在溶液中為0.5～2微米分散顆粒。
酸性染料的分子結(jié)構(gòu)中含有磺酸基、羧基等親水基團(tuán)，其母體多為偶氮類、蒽醌類和三苯甲烷類。在酸性溶液中與纖維上的氨基結(jié)合，可以直接染羊毛、蠶絲和錦綸。
金屬絡(luò)合染料的分子由染料分子（大多是酸性染料）和金屬原子絡(luò)合而成，在中性或酸性溶液中染色。
還有陽離子染料、媒介染料、酞菁染料、氧化染料和縮聚染料等。
B.助劑
染整助劑是能縮短加工周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善產(chǎn)品性能，在染整過程中投加的藥劑，主要包括表面活性劑、金屬絡(luò)合劑、還原劑、樹脂整理劑和染色載體等，其種類繁多，按其應(yīng)用可列舉以下幾類：
潤濕劑和滲透劑類，乳化劑和分散劑類，起泡劑和消泡劑類，金屬絡(luò)合劑類，勻染劑、染色載體和固色劑類，還原劑、拔染劑、防染劑和剝色劑類，粘合劑和增稠劑類，柔軟劑和防水劑類，上漿硬挺整理劑類，樹脂整理劑、熒光增白劑類，防靜電類，阻燃整理類，羊毛防縮和防蛀類，防霉防臭整理劑類，防油易去污類。
1.3.廢水特點(diǎn)
印染廢水的水質(zhì)隨加工的纖維種類和采用工藝以及使用的染化料的不同而異，污染物組分差異很大。一般印染廢水pH值為6～13，色度可高達(dá)1000倍，CODcr為400～4000mg/L，BOD5為100～1000mg/L。印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有毒有害成分及色度高等特點(diǎn)。以處理難度為標(biāo)準(zhǔn)可分為：
1.高濃度印染廢水：機(jī)織布的退煮漂廢水、牛仔線的漿染廢水、印花廢水、蠟染廢水、堿減量廢水和繡花廢水等。
2.中等濃度印染廢水：毛織物染色、針織染色、絲綢染整、縫紉線染色及拉鏈染色等。
3.低濃度印染廢水：牛仔服飾洗漂廢水。
二、印染生產(chǎn)工藝及其廢水特性分類說明
2.1.棉紡織品印染生產(chǎn)工藝及其廢水特性
2.1.1.概述
棉紡織印染產(chǎn)品的產(chǎn)量約占天然纖維織物總量的85%，按其織造方法不同可分為機(jī)織和針織，而其中機(jī)織品占大多數(shù)。
2.1.2.機(jī)織布印染（聯(lián)合機(jī)、卷染）工藝及其廢水特性
機(jī)織布印染工藝一般為：
坯布－燒毛－退漿－煮煉－漂白－絲光－染色－印花－整理－成品
機(jī)織布印染加工的多個(gè)工序都要排出廢水，包括退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水、染色廢水、印花廢水和其他廢水。機(jī)織布印染廢水的特點(diǎn)為：pH值高（13～14）、水溫高（40～55℃）、色度高（800～1500倍）。
其中退漿主要是為了去除織物上的漿料，使纖維與染料有較好的親和力，同時(shí)也去除纖維上的雜質(zhì)？煞譃閴A法退漿和酶法退漿。其廢水污染物濃度高，其中含有各種漿料及其分解物、織物上的雜物、堿和各種助劑等。廢水呈堿性，pH值為10～14。上漿以淀粉為主的退漿廢水，其COD、BOD值都很高，可生化性較好；上漿以聚乙烯醇（PVA）為主的退漿廢水，COD高而BOD低，廢水可生化性較差。（待續(xù)）
煮煉是在高溫堿液中蒸煮織物，以去除殘留在織物上的雜質(zhì)，并使織物有較好的吸水性，便于印染過程中染料的吸附和擴(kuò)散。煮煉廢水水量大，污染物濃度高，其中含有燒堿、表面活性劑、纖維素、果酸、蠟質(zhì)和油脂等，廢水呈強(qiáng)堿性、水溫高、呈黑褐色。
漂白的目的是去除織物上色素、增加織物的白度，一般采用次氯酸鈉或雙氧水作為漂白劑。漂白廢水水量大，但污染物濃度和色度較低。
絲光是在一定的張力作用下用濃堿處理，使織物具有光澤。絲光廢水含堿量高，NaOH含量在3～5%，多數(shù)印染廠通過蒸發(fā)濃縮回收NaOH，所以絲光廢水一般很少排出，經(jīng)過工藝多次重復(fù)使用最終排出的廢水仍呈強(qiáng)堿性，BOD、COD、SS均較高。
染色的過程不盡相同，染色廢水一般色度很高，含有染料、助劑、表面活性劑等，一般呈強(qiáng)堿性，COD/BOD比較高，可生化性較差。
2.1.3.針織布的染色工藝及其廢水特性
機(jī)織布印染工藝一般為：
針織坯布→煮煉→漂白→染色→印花→整理→成品
由于針織坯布不含漿料，因而不需退漿，其余工序與棉機(jī)織產(chǎn)品加工過程類似，棉針織布的染色廢水與上述的棉機(jī)織印染廢水相比，pH值、有機(jī)污染物濃度和色度均較低。其水質(zhì)一般為：CODcr300～500mg/L，pH值8～10，色度150～300倍，水溫有時(shí)也高達(dá)45℃。
2.2.牛仔服飾染色及其廢水特性
2.2.1.概述
牛仔服飾由工裝到軍服最終演變成時(shí)裝，并將其充滿青春活力的風(fēng)格發(fā)展成為永恒的時(shí)裝，展現(xiàn)了現(xiàn)代人追求自由、享受無拘無束的生活方式，以及在緊張快節(jié)奏的都市生活中營造快樂的心理需求。牛仔服飾歷經(jīng)150余年一直流行、經(jīng)久不衰。我國每天生產(chǎn)的牛仔系列服飾400多萬件，每年創(chuàng)造的產(chǎn)值已近60億元人民幣。2000多個(gè)牛仔服飾品牌遠(yuǎn)銷世界各地，是我國重要的出口紡織品之一。
牛仔服飾的生產(chǎn)工藝一般為：
棉紗→卷緯→染色→紅外→水洗→上漿→烘干→織布→制衣→洗漂→脫水→烘干→包裝
2.2.2.漿染工藝及其廢水特性
牛仔紗線漿染是牛仔服飾生產(chǎn)中的一個(gè)重要工序，主要使用直接染料和硫化染料等，另使用漿料、硫化堿、元明粉、燒堿、勻染劑和滲透劑等多種印染助劑。其廢水主要來自水洗、染色和上漿等工序。廢水中主要污染物為染化料、硫化物、漿料和助劑。廢水的特點(diǎn)是堿性強(qiáng)、有機(jī)污染物濃度高、色度高、硫化物高，廢水水質(zhì)、水量變化較大。單純生化或物化處理均難以達(dá)到排放要求，被認(rèn)為是難處理的廢水種類之一。水質(zhì)因加工工藝不同也變化很大，比如生產(chǎn)絲光藍(lán)、絲光黑、特深藍(lán)和特深黑等產(chǎn)品的廢水污染物濃度就很高。
漿染廢水水質(zhì)一般為：CODcr2000～6000mg/L，BOD5 1000～2，500mg/L，pH值9～14，色度1000～2500倍，SS200～1000mg/L。
2.2.3.洗漂工藝及其廢水特性
洗漂是牛仔服飾生產(chǎn)中一個(gè)關(guān)鍵的工序。通過不同的洗漂工藝達(dá)到不同的效果。采用的洗漂工藝有：普洗、酵洗、扎洗、石磨、輕磨、石染、普染、酵染、輕酵、重酵和雙酵等，以求達(dá)到磨損、脫色和斑駁等特殊的效果。其廢水主要來自洗漂和脫水等工序。廢水中主要污染物為浮石渣、短纖，以及從牛仔服飾上洗下的染料、漿料和助劑等。廢水的特點(diǎn)是含有大量懸浮物、有機(jī)污染物濃度和色度不高、廢水水質(zhì)和水量變化大。因此，此類廢水應(yīng)切實(shí)做好預(yù)處理。
洗漂廢水水質(zhì)一般為：CODcr300～500mg/L，BOD5 100～150mg/L，pH值7～9，色度100～300倍，SS500～2000mg/L。
2.3.絲綢印染及其廢水特性
2.3.1.概述
絲織品具有悠久的歷史，可分為天然絲織品、人造絲和合成纖維品三類。天然絲織物也稱為真絲，主要是桑蠶絲，其次為柞蠶絲。人造絲是指人造纖維細(xì)絲，因以棉籽絨和木材為主要原料，所以也稱作再生纖維，它包括粘膠纖維、銅銨纖維和醋酸纖維等。合成纖維主要包括滌綸和錦綸兩種纖維。
2.3.2.真絲織物印染工藝及其廢水特性
真絲產(chǎn)品的印染工藝一般為：坯綢→織物精煉→漂白→染色→印花→固色→后整理→包裝
其中織物精煉、漂白、染色和印花均產(chǎn)生廢水，精煉主要有化學(xué)法（包括堿精煉和酸精煉）和酶法，漂白一般用雙氧水作為氧化劑，漂白廢水濃度較低，染色過程中產(chǎn)生的廢水量較少，有機(jī)污染物濃度也較低，印花廢水量較少，濃度較高。因真絲品輕薄，所用的染料和助劑較少，且上染率高，所以一般真絲產(chǎn)品印染廢水的有機(jī)污染物濃度較低，可生化性好，其廢水一般呈弱酸性。
真絲的印染廢水水質(zhì)一般為：CODcr500～800mg/L，BOD5200～400mg/L，pH值5～8，色度100～300倍。
2.3.3.人造絲織物印染工藝及其廢水特性
人造絲產(chǎn)品的印染工藝一般為：人造絲坯布→織物精煉→染色→印花→固色→后整理→包裝
其中織物精煉、染色和印花均產(chǎn)生廢水，人造絲的印染所使用的染料助劑等與棉紡織物的印染相類似，但是由于人造絲的雜質(zhì)少，因而其印染廢水的污染物濃度不高，可生化性較好。
人造絲印染廢水水質(zhì)一般為：CODcr600～1000mg/L，BOD5250～400mg/L，pH值8～10，色度100～300倍。
2.3.4.合成纖維絲織物印染工藝及其廢水特性
合成纖維一般以滌綸纖維應(yīng)用較多，滌綸仿真絲綢產(chǎn)品的堿減量生產(chǎn)工序產(chǎn)生的廢水濃度極高，處理起來十分困難，其pH值在13以上，COD可達(dá)10000mg/L，主要污染物為滌綸水解后的對苯二甲酸等物質(zhì)。
堿減量后的印染工藝與真絲印染工藝相似，使用的染料略有不同，滌綸仿真絲綢產(chǎn)品的印染主要使用分散和陽離子染料。其廢水水質(zhì)也與真絲的印染廢水水質(zhì)相近。
2.4.毛織物染整及其廢水特性
2.4.1.概述
毛紡織物包括純毛織物和毛混紡織物，其中毛纖維主要是羊毛纖維，還有其他動(dòng)物毛纖維。毛紡織也可分為機(jī)織和針織產(chǎn)品，機(jī)織產(chǎn)品又分為粗紡和精紡兩類，其染色工藝因產(chǎn)品不同而不同，有毛染、條染、坯染和染毛（絨）線等工藝。
2.4.2.生產(chǎn)工藝及其廢水特性
粗紡產(chǎn)品染色時(shí)主要使用酸性染料和媒介染料，分毛染和坯染。毛混紡織物還使用分散、陽離子和直接染料等。其生產(chǎn)廢水的pH值一般在7左右，污染物主要為漂洗和染色殘液。精紡產(chǎn)品一般為薄織物，屬高檔產(chǎn)品。染色工序的水量大，有大量漂洗廢水產(chǎn)生，煮呢、洗呢廢水中含有表面活性劑類助劑。染色主要使用酸性染料，毛混紡織物還使用分散、陽離子和其他染料等。其生產(chǎn)廢水的pH值一般在7左右。
毛絨線分為粗絨線和細(xì)絨線，染色通常采用酸性染料，毛腈綸則采用陽離子染料。染色工序產(chǎn)生的廢水主要為漂洗廢水和染色殘液，其污染物濃度介于粗紡與精紡印染廢水之間？傊，毛紡織物染整主要使用酸性染料、陽離子染料和分散染料，廢水污染物濃度不高，大多呈中性，可生化性較好。
其印染廢水水質(zhì)一般為：CODcr500～900mg/L，BOD5250～400mg/L，pH值6～9，色度100～300倍。（待續(xù)）
2.5.其他織物染整及其廢水特性
除了上述4種主要紡織品以外，在此我們還簡要介紹以下紡織品的染色工藝及其廢水特征。
2.5.1.麻紡織物染色工藝及其廢水特性
麻紡織物包括亞麻、苧麻、黃麻和劍麻紡織物等，由于麻類纖維也屬于天然植物纖維，其染色工藝及其使用的染料助劑與棉紡印染相近，麻紡坯布也先進(jìn)行退漿、煮煉，然后再進(jìn)行染色，染色主要采用還原染料、活性染料和直接染料。所以麻紡織物染色廢水水質(zhì)與棉紡品印染的廢水水質(zhì)近似，因麻纖維在加工前經(jīng)過了脫膠、拷麻和漂白處理，故麻紡織物染色廢水的污染物濃度比棉紡品印染廢水略低。
2.5.2.縫紉線染色工藝及其廢水特性
縫紉線除縫合功能外，還起著裝飾作用。縫紉線的原料主要為滌綸長絲、滌綸短絲、高支棉和滌棉等。滌綸縫紉線的染色大多使用分散染料，為了提高上染率，一般在高溫高壓的筒子缸內(nèi)染色，因而其廢水的溫度很高、水量少、可生化性較差。
2.5.3.拉鏈、織帶染色工藝及其廢水特性
拉鏈具有獨(dú)特功能，同時(shí)還成為一種裝飾，各種不同的拉鏈讓衣服看起來更加復(fù)雜多變，塑造強(qiáng)烈、鮮明的線條感，拉鏈布帶顏色也是五彩繽紛的。拉鏈帶和織帶產(chǎn)品原料主要選用滌綸、滌棉、錦綸、丙綸、尼龍、人造絲、真絲和棉紗等，此外還采用金銀絲等輔助材料。染色染料采用分散染料、酸性染料、活性染料和直接染料等。
拉鏈布帶和織帶的染色根據(jù)其原料不同而采用不同的染色工藝，其廢水的特性為：水質(zhì)變化大、水量少、溫度有時(shí)很高、有機(jī)污染物濃度高、可生化性較差。
2.5.4.襪子染色工藝及其廢水特性
襪子屬于緯編針織物的成形產(chǎn)品，根據(jù)編織襪子所使用的原料，可分為棉紗線襪、羊毛線襪、錦綸絲襪、彈力錦綸絲襪、錦棉混紡襪、棉腈混紡襪以及天然絲襪等。
棉襪的染色工藝類似棉針織品，廢水與之相似。同樣道理，其他原料襪子的染色和廢水特征與其對應(yīng)的針織品染色廢水相似。
2.5.5.印花的廢水特性
印花產(chǎn)品時(shí)尚性強(qiáng)，選擇性大，我國2001年印花布生產(chǎn)43億米，在亞洲占首位，印花布生產(chǎn)主要技術(shù)含量有了明顯提高。印花布使用的染料主要是涂料、活性、分散三大類。主要分為涂料印花和糊料印花，數(shù)碼噴射印花是20世紀(jì)90年代國際上出現(xiàn)的最新印花技術(shù)，是對傳統(tǒng)印花技術(shù)的一個(gè)重大突破，是集計(jì)算機(jī)、電子信息、機(jī)械多種學(xué)科于一體的綜合性高新技術(shù)。
印花廢水中含有大量糊料和涂料，尤其是含化學(xué)漿（如PVA等）廢水很難處理。目前，亞太地區(qū)有緊跟歐美使用淀粉等易降解漿料的趨勢，盡量少用或不用化學(xué)漿料，開發(fā)和使用用水量少又易于清洗、易于降解、有利于降低能耗和減少污染的天然印花糊料或變性糊。
印花廢水的特征是污染物濃度高、懸浮物高，使用淀粉漿的廢水可生化性較好，使用化學(xué)漿的廢水可生化性差，處理難度大。
其廢水水質(zhì)一般為：CODCr1500～5000mg/L，BOD5300～1000mg/L，pH值6～9，SS500～1000mg/L。
2.5.6.其他印染織物染整及其廢水特性
還有床單、毛巾、蠟染和繡花等印染廢水，床單和毛巾廢水與棉織物廢水相似，蠟染廢水比較特殊，先應(yīng)回收松香后再進(jìn)行廢水處理，繡花廠廢水中含有大量PVA漿料，處理此類廢水時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。
三、結(jié)語
印染企業(yè)應(yīng)采用清潔生產(chǎn)工藝和技術(shù)，嚴(yán)格控制其生產(chǎn)過程中的用水量、排水量和產(chǎn)污量。積極推行ISO14000（環(huán)境管理）體系標(biāo)準(zhǔn)，采用現(xiàn)代管理方法，提高環(huán)境管理水平。
印染廢水因不同工藝和不同時(shí)間而變化，因此，我們應(yīng)充分了解其生產(chǎn)工藝和廢水水質(zhì)，根據(jù)棉紡、毛紡、絲綢和麻紡等印染產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和水質(zhì)特點(diǎn)，制定合適的廢水處理工藝，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
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