申请日2011.01.18
公开(公告)日2011.08.24
IPC分类号C02F103/30; C02F1/52
摘要
本发明涉及一种用于洗呢废水再生循环利用的方法，主要可用于毛染整行业洗呢工序中洗呢废水的再生循环利用。本发明采用的前端治理技术路线是将染整生产中洗呢工序产生的工业废水单独收集治理，并在本工序中回用，建立再生循环利用体系，节约新鲜水的使用量。采用有机絮凝剂，对洗呢废水进行絮凝，通过过滤材料、分离方式的筛选及组合，使洗呢废水能够达到再生循环利用的要求。采用不同的洗涤剂在新鲜水和再生循环水两种情况下，沾色等级均达到4级以上;洗呢废水和再生循环水的各项水质指标：pH值为6-7，CODCr的去除率大于90%，浊度的去除率大于99%，溶解氧的含量同新鲜水相接近。
权利要求书
1.一种用于洗呢废水再生循环利用的方法，主要用于毛染整行业洗呢工序中洗呢废水的再生循环利用。
2.根据权利要求1所述洗呢废水再生循环利用的方法采用的是前端治理技术路线，将染整生产中洗呢工序产生的工业废水单独收集治理，并在本工序中回用。
3.根据权利要求2所述用于洗呢废水再生循环利用的方法为间歇式操作絮凝、分离方式。包括如下步骤：在容器中加入一定量的洗呢废水和一定量的絮凝剂，在一定温度下搅拌一定时间后过滤，使两者分离。
4.根据权利要求3所述方法，洗呢废水中所含的有效成分为肥皂和洗缩剂FK-612为代表的阴离子型洗涤剂，其浓度为0.1-5.0g/L，优选：0.5-2.0g/L;以和毛油W100为代表的植物油、矿物油和阴离子型、非离子型乳化剂的混合物，其浓度为0.1-5.0g/L，优选：0.5-2.0g/L。
5.根据权利要求3所述方法，①肥皂所选絮凝条件为：絮凝剂20-70mg，搅拌时间：0-40分钟，pH值：4-8，温度：20℃-80℃;优选：絮凝剂：40-60mg，搅拌时间：1-5分钟，pH值：5-6，温度：20℃-30℃;
②和毛油W100的絮凝条件为：絮凝剂：100-300mg，助凝剂：0-30mg，搅拌时间：0-50分钟，pH值：5-10，温度：20℃-40℃;优选：絮凝剂：170-210mg，助凝剂：5-10mg，搅拌时间：5-10分钟，pH值：9-10，温度：20℃-30℃;
③和毛油W100与肥皂组合的絮凝条件为：絮凝剂：100-160mg，搅拌时间：0-40分钟，pH值：4-8，温度：20℃-50℃;优选：絮凝剂：140-160mg，搅拌时间：5-10分钟，pH值：5-6，温度：20℃-30℃。
6.根据权利要求3、4、5所述方法，本发明选用的分离材料主要有定性滤纸、孔径0.22微米微孔滤膜、静电纺丝膜、孔径0.05微米折叠膜滤芯和孔径0.1～0.2微米陶瓷膜滤芯;将以上分离材料分别组合进行过滤分离，优选孔径1微米PP棉滤芯和孔径0.05微米折叠膜滤芯组合。
7.絮凝条件采用肥皂液和洗缩剂FK-612洗涤毛织物，将洗涤后废水处理后重新洗涤毛织物，参照FZ/T10012-1998，对毛织物进行洗涤效果评价。采用不同的洗涤剂在新鲜水和再生循环水两种情况下，沾色等级均达到4级以上;洗呢废水和再生循环水的各项水质指标：pH值为6-7，CODCr的去除率大于90%，浊度的去除率大于99%，溶解氧的含量同新鲜水相接近。
8.根据权利要求3、5、6、7所述方法，絮凝剂为：阳离子型有机高分子絮凝剂(分子量：500-200万)，助凝剂为聚丙烯酸钠，pH调节剂为聚马来酸、柠檬酸。
说明书
一种洗呢废水再生循环利用方法
技术领域
本发明涉及一种用于洗呢废水再生循环利用方法，主要可用于毛染整行业洗呢工序中洗呢废水的再生循环利用。
背景技术
纺织行业中80%的用水量是用于染整，染整废水又是污染严重、处理难度高的废水。2007年，我国印染布产量为490.18亿米，废水总量为23～30亿t/a。发达国家吨纤维染整废水产生量仅为100吨(德国)左右，而我国则为250-400吨，不但废水量大，而且污染重。在2007年北京工业能耗、水耗指导指标(第一批)中规定，毛纺织企业单位产量水耗应≤22.787m3/万元，若单位产量水耗≥27.344m3/万元，企业将面临淘汰的危险。
毛染整行业是纺织印染行业的一部分，而洗呢是毛染整行业的一个重要工序。洗呢是在织物阶段对毛织物的进一步净化，洗呢的净化作用包括：去除其在散纤维染色时的浮色，纱线加工中施加的和毛油、织造加工中经纱上施加的蜡以及加工与储运过程中的尘屑和油污。在粗纺呢绒经皂碱法缩绒后洗涤的废水主要成分为肥皂、碳酸钠和纺纱前使用的和毛油(如和毛油W100，其主要成分为矿物油、水和少量的乳化剂)。
染整废水原有的治理过程主要有三个途径：源头治理，过程治理和末端治理。
染整废水源头治理，最根本的方法是无水染整。对洗呢工序而言，洗呢的方法有水洗和干洗两类。水洗以乳化法洗呢最为普遍，乳化法洗呢主要是利用表面活性剂对油脂性物质及粘附的尘屑的湿润分散、增溶、乳化作用，实现毛织物的净化。干洗则多用有机溶剂直接溶解织物上的油脂及油溶性污垢，但不能去除水溶性杂质和污渍，并且织物经干法洗呢后含油脂率较低，手感较糙，不丰满。而水洗不仅能洗去织物上的油污、蜡、灰尘等，还能很好的改变织物的手感并起到缩绒的效果，是染整过程中不可缺少的工艺。因此，用干洗的方法作为洗呢废水源头治理的手段存在较大的局限性。
过程治理，即在生产过程中使废水的产生量最少，如逆流漂洗和小浴比加工技术。对整个洗呢过程来说，在现有工艺条件下逆流漂洗过程可节约75%的用水，却不能解决全部问题，仍有部分废水有待利用。
染整废水现有的处理方案是将所有废水集中收集，然后统一对废水中的有机物直接降解，达到国家排放标准后直接排放。染整废水主要成分为有机污染物，废水末端治理方法有生化处理技术、物化处理技术和光催化氧化技术等。
由于将所有废水集中收集，废水的成分复杂，处理时成本较高且难度大;在实践应用中常有污染物排放量超标的情况。
本发明提出的前端治理即将毛染整生产中洗呢工序产生的废水单独收集治理，并在该工序中回用，建立再生循环利用体系。前端治理技术路线所采用的主要技术为化工分离手段，如单独收集、絮凝、分离等，将有机物从废水中分离，使治理后的水直接回用于洗呢工序。
洗呢废水中化学物质属性基本一致，治理针对性强，效果明显，回用水只需满足生产需求，不影响产品品质即可，水质可以低于达标排放水与再生水水质，因此工艺过程简单，治理难度降低，投入较少，成本较低，是分质用水的有效方法。
发明内容
本发明的目的是为洗呢废水再生循环利用提供一种方法，主要可用于毛染整行业洗呢工序中洗呢废水的再生循环利用。本发明采用的前端治理技术路线是将染整生产中洗呢工序产生的工业废水单独收集治理，并在本工序中回用，建立再生循环利用体系，节约了新鲜水的使用量。
(1)废水单独收集：在实际生产中的单独收集是指将毛纺某一大类品种如粗纺毛呢染整加工中的洗呢废水在不与染色等废水混合的情况下单独收集，本发明分别采用配制废水和实际废水为目标物进行研究。
(2)絮凝：采用有机絮凝剂，确定对洗呢废水合理的絮凝条件。
(3)分离：通过过滤材料、分离方式的筛选及组合，使洗呢废水能够达到再生循环利用的要求。
(4)采用肥皂液及洗缩剂FK-612洗涤毛织物，将洗涤后废水处理后重新洗涤毛织物，参照FZ/T10012-1998，对毛织物进行洗涤效果评价，采用GB251评定沾色用灰卡，评定沾色等级，该灰卡是5级九档制，1级最差，5级最好。按纺织行业共识，沾色等级4级以上为优等品。
上述发明的使用条件如下：
其中发明内容(1)洗呢废水中所含的有效成分为肥皂和洗缩剂FK-612为代表的阴离子型洗涤剂，其浓度为0.1-5.0g/L，优选：0.5-2.0g/L;以和毛油W100为代表的植物油、矿物油和阴离子型、非离子型乳化剂的混合物，其浓度为0.1-5.0g/L，优选：0.5-2.0g/L。
其中发明内容(2)中①肥皂所选絮凝条件为：絮凝剂20-70mg，搅拌时间：0-40分钟，pH值：4-8，温度：20℃-80℃;优选：絮凝剂：40-60mg，搅拌时间：1-5分钟，pH值：5-6，温度：20℃-30℃;
②和毛油W100的絮凝条件为：絮凝剂：100-300mg，助凝剂：0-30mg，搅拌时间：0-50分钟，pH值：5-10，温度：20℃-40℃;优选：絮凝剂：170-210mg，助凝剂：5-10mg，搅拌时间：5-10分钟，pH值：9-10，温度：20℃-30℃;
③和毛油W100与肥皂组合的絮凝条件为：絮凝剂：100-160mg，搅拌时间：0-40分钟，pH值：4-8，温度：20℃-50℃;优选：絮凝剂：140-160mg，搅拌时间：5-10分钟，pH值：5-6，温度：20℃-30℃。
其中发明内容(3)由于絮凝产生的絮凝物的大小不同，采用孔径不一的过滤材料其分离效果是不同的，需要通过实验选择适当的分离材料。本发明选用的分离材料主要有定性滤纸、0.22微米微孔滤膜、静电纺丝膜、0.05微米折叠膜滤芯和0.1～0.2微米陶瓷膜滤芯;采用的分离方式有静态过滤、真空泵抽滤和隔膜泵动态过滤。
其中发明内容(4)采用不同的洗涤剂在新鲜水和再生循环水两种情况下，沾色等级均达到4级以上;洗呢废水和再生循环水的各项水质指标：pH值为6-7，CODCr的去除率大于90%，浊度去除率大于99%，溶解氧的含量同新鲜水相接近。
本发明的有益效果是：
(1)采用前端治理技术路线将染整生产中洗呢工序产生的工业废水单独收集治理，因洗呢废水中化学物质属性基本一致，治理针对性强，效果明显。
(2)本发明方法处理后的回用水只需满足生产需求，不影响产品品质即可，水质可以低于达标排放水与再生水水质，因此工艺过程简单，治理难度降低，投入较少，成本较低，是分质用水的有效方法。
(3)本发明方法处理后的洗呢废水在本工序中回用，建立再生循环利用体系，节约了新鲜水的使用量。
(4)采用不同的洗涤剂在新鲜水和本发明方法处理后的回用水两种用水情况下，沾色等级均可达到4级以上，表明采用本发明方法处理后的回用水对毛织物进行洗涤，可以达到和新鲜水完全相同的效果。
以下用实施例进一步阐述本发明，但并不因此将本发明限制在具体实施例范围内。
实施例1：按照发明内容(1)的方法配制浓度为2.0g/L肥皂溶液，溶液总体积为100ml，用一种阳离子型有机高分子絮凝剂Y对其进行絮凝，加入聚马来酸100mg，pH值为6时，加入絮凝剂Y50mg，在水浴锅中30℃条件下，低速搅拌5min，肥皂液经过定性滤纸静态过滤后的透光率为98.8%，表面张力为71.7mN/m。
实施例2：按照发明内容(1)的方法配制浓度为2.0g/L和毛油W100溶液，溶液总体积为100ml，采用絮凝剂Y对和毛油W100进行絮凝，加入碳酸钠50mg，pH值为9时，向溶液中加入180mg的絮凝剂Y和5mg的聚丙烯酸钠，在水浴锅中30℃条件下，低速搅拌10min，定性滤纸静态过滤条件下透光率为96.9%，表面张力为51.6mN/m。
实施例3：按照发明内容(1)的方法配制浓度为2.0g/L肥皂和和毛油W100的混合溶液，溶液总体积为100ml，采用絮凝剂Y对混合溶液进行絮凝，加入聚马来酸50mg，pH值为6时，加入絮凝剂Y150mg，在水浴锅中30℃条件下，低速搅拌5min，定性滤纸静态过滤后的透光率为97.6%，表面张力为68.9mN/m。
实施例4：按照发明内容(1)的方法配制浓度为2.0g/L肥皂和和毛油W100的混合溶液，溶液总体积为1L，采用絮凝剂Y对混合溶液进行絮凝，加入聚马来酸1g，pH值为6时，加入絮凝剂Y0.5g，在室温20℃-30℃条件下，低速搅拌10min，分别采取以下方法进行分离：
注：分离方法为①絮凝后的表面活性剂溶液;②表面活性剂溶液经絮凝、定性滤纸静态过滤;③表面活性剂溶液絮凝后经双层定性滤纸在真空泵抽滤条件下分离;④表面活性剂溶液絮凝后经0.22μm微孔滤膜在真空泵抽滤条件下分离;⑤表面活性剂溶液絮凝后经静电纺丝膜在真空泵抽滤条件下分离。
上述结果表明，对絮凝后的和毛油W100、肥皂混合溶液进行分离，采用定性滤纸静态过滤的方法分离效果最好，但在实际生产中效率低下。在真空泵抽虑条件下，以静电纺丝膜做为分离材料，分离效果最好。
实施例5：按照发明内容(1)的方法配制浓度为2.0g/L肥皂和和毛油W100的混合溶液，溶液总体积为10L，采用絮凝剂Y对混合溶液进行絮凝，加入聚马来酸10g，pH值为6时，加入絮凝剂Y5g，在室温20℃-30℃条件下，低速搅拌10min，选用隔膜泵和两级1微米PP棉滤芯和0.05微米折叠膜滤芯组合为分离装置，对絮凝后的表面活性剂溶液进行分离，分离后溶液的各项指标为：透光率99.7%，表面张力61.8mN/m，CODCr的去除率为93.4%，浊度的去除率为98.2%。
实施例6：分别采用肥皂液和洗缩剂FK-612洗涤毛织物，将洗涤后废水处理后重新洗涤毛织物，参照FZ/T10012-1998，对毛织物进行洗涤效果评价。所用毛织物为毛65%粘胶35%混纺的本白色粗纺毛织物。该标准中的植物油用和毛油W100取代，洗涤剂分别用肥皂和洗缩剂FK-612取代，洗涤后毛织物评价采用GB251评定沾色用灰卡，评定沾色等级。
实验主要步骤如下：
(1)取和毛油W100100克，加入0.1克炭黑(300目)，搅拌均匀。
(2)从粗纺毛织物上剪取150mm×150mm试样，称重，将其放在滤纸上，用移液管取适量含有炭黑的和毛油W100(o.w.f 5%)至试样的中心位置(管口距离布面10-15mm)缓缓放下全部油污。在滴有油污的试样上，加盖无色透明聚乙烯薄膜。在薄膜与污油接触处放上直径为64mm、重2.25kg的砝码，压1min后取下砝码，移去薄膜，试样在室温下，继续放置20分钟后进行沾油污的洗涤。
(3)洗涤配方：浴比：1∶30;洗剂为肥皂和洗缩剂FK-612，用量为2g/L。
(4)洗涤条件：水温40℃，将洗衣机开至标准档，保温洗涤12min，用室温清水漂洗2次，每次漂洗2min，脱水2min，然后在烘箱中60℃烘干，备评级用。
再生循环水制取条件为：使用新鲜水按实验步骤(1)-(4)进行洗涤后产生的洗后废水单独收集，按实施例5的絮凝分离条件处理得到再生循环水。
本实施例等效GB251使用白度仪中的SSR值，评定毛织物沾色等级，使沾色效果评价实现客观评价，其中原样的标样为未沾污的本白色粗纺毛织物，试样分别为用新鲜水与再生循环水按本实施例条件洗涤烘干后的毛织物。
用沾色等级比较洗涤效果，相应的各项水指标见下表。
新鲜水、洗后废水和再生循环水各项指标及对毛织物沾色效果的评价
由上表可以看出，采用不同的洗涤剂在新鲜水和再生循环水两种情况下，沾色等级均可达到4级以上，表明采用再生循环水对毛织物进行洗涤，可以达到和新鲜水完全相同的效果。由洗后废水和再生循环水的各项水质指标可以看出，pH值均在中性范围附近，浊度的去除率大于99%，满足一般生产状况下对水质的要求;CODCr的去除率大于90%;溶解氧的含量同新鲜水相接近。