紡織加工過程是將纖維先紡成紗再織成布,在紗織成布前,經紗須上漿,以提高紗的可織性,使紗在織布過程中不起毛、少斷頭。除很少一部分股線、強捻絲和一些變形絲的經紗不需上漿,其它形式經紗都需上漿??椩爝^程完成后,坯布上的漿料將會影響織物的吸水性能,還會影響染整產品的質量,并且會增加染化藥品的消耗,故需退漿。
退漿廢水一般占紡織工業廢水總量的15~25%,各種漿料分解物、酸、纖維屑等有機污染物約占總量的一半。退漿廢水呈堿性,pH為9~13,一般退漿廢水COD平均值能達8000mg/L左右。這股廢水處理起來難度很大,在環境中大量積累,使被污染的水體表面泡沫增多,粘度加大,影響好氣微生物的活動,帶來嚴重的環保問題,至今在生產實際中還沒有找到較好的技術。因此開發經濟有效的印染廢水處理技術成為當今環保行業關注的課題。
一、紡織漿料發展
1.漿料概況
紡織行業不斷前進,漿料品種繁多,主要是淀粉、聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸(酯)三大類。我國消耗的漿料中,淀粉(變性淀粉與原淀粉)占60%,PVA占30%,丙烯酸類和其它漿料約占10%。PVA作為紡織漿料應用于經紗上漿已有六十多年歷史,現在全世界的PVA漿料用量仍非常大(10萬噸左右)。全世界PVA的年產量為50萬噸,其中50%用于制造維綸,另一半用于粘合劑、上漿劑。由于PVA具有優良的成膜性、粘附性及易與其他漿料相容性的特點,至今尚未出現能與PVA的上漿性能相媲美的其它類漿料,所以仍被廣泛使用,并在某種程度上還有增加的趨勢。我國在上世紀60年代初試制滌、棉織物時,采用PVA漿料,至今,PVA仍與淀粉或變性淀粉混合用于上漿。
退漿廢水的污染程度和性質視漿料的種類而異:1954年前我國多用天然淀粉,淀粉漿料的BOD5/COD為0.3~0.5,上世紀70年代主要使用化學漿料聚乙烯醇PVA,其B/C小于0.1,使廢水的可生化性大大降低,增加了處理難度。表1為國內幾種常見漿料的BOD5和COD值(其中漿料濃度為100mg/L)。
由表1可見,PVA的可生化性極低,處理難度大,PVA已經成為我國是印染廢水難處理的重要原因之一,任何單項技術均難以一次處理達標的。
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2.聚乙烯醇及其COD值
聚乙烯醇(PVA)是織物上漿的主要原料,呈白色、無臭、無味的纖維狀結晶粉末,比重為1.31~1.34,目前國內外PVA聚合度在200~4000之間,由于PVA帶有很多羥基,是一種親水性的高分子化合物,易溶于水。PVA的分子量越大,其水溶性越差,粘度也越高。根據分子量不同,可分為高粘度(>1500),中粘度(=1000~1500)和低粘度(<1000)三個品種。PVA的醇解度越高,水溶性越差。全醇解型的PVA在常溫水中僅發生溶脹而不溶解,而80℃以上時才有較好溶解度;部分醇解型的PVA在水中可溶解,但在常溫下易凝結;PVA在堿性介質中,易產生凝聚。
為了研究PVA對環境的影響,分別取三個不同紡織廠的PVA漿料,通過實驗,采用微波消解法測定其在不同濃度下所產生的COD,結果見圖1,其中,1#為PVA-105,2#為PVA-1799,3#為PVA-124。
由圖可知,兩種PVA水溶液的COD與PVA濃度值成直線關系,但斜率不同,表明不同紡織廠上漿用的PVA,由于醇解度和分子量的不同,每公斤的PVA產生的COD值也不同,其范圍大約在1.4~2.5kgCOD/kgPVA,表明PVA廢水的變化較大。經過對上海市某廠退漿廢水的基本情況進行研究,多次調查的平均值為:pH=5左右,PVA濃度為3~3.3g/L,COD為4500~5800,BOD5/COD=0.01~0.02。
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上述結果表明,以PVA為漿料的滌棉退漿廢水的COD值很高,其中75%是由PVA自身產生的。且B/C比很低,可生化性較差,不宜直接進行生化處理。
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