二、活性染料
該類染料不耐熱,高溫易水解,宜采用冷軟水調成漿狀,再根據不同染料的水解穩定性采用合適溫度的軟水溶解,加熱軟水稀釋,冷卻后加軟水至規定液量。
低溫型(X型):用冷水或30-35℃溫水 (已基本淘汰)
高溫型(K型、HE型等):用70-80℃熱水
中溫型(KN、M型):用60-70℃熱水
溶解度小的:用90℃熱水
三、還原染料
還原染料的溶解過程是一還原反應過程,溶解時,要根據所用還原劑的還原條件來確定溶解的溫度。如還原染料常用的還原劑是保險粉,在溶液中的最佳使用溫度為60℃,溫度過高會導致保險粉大量的分解。
(1)全浴法
染料放入染杯,先后加紅油和少量溫軟水調勻,然后加入規定量的氫氧化鈉和保險粉,再加軟水至所需浴量,在55℃下還原。
(2)干缸法
染料放入染杯,先后加紅油和少量溫軟水調勻,然后加氫氧化鈉和保險粉用量的三分之二,使染液量為總量的三分之一,要根據所用還原劑的還原條件來確定溶解的溫度。將剩余的氫氧化鈉、保險粉加入染杯,并加軟水至所需浴量。
四、硫化染料
準確稱取所需量的染料于燒杯中,用冷軟水調成漿狀,然后加入事先已溶解好的硫化鈉染液,沸煮10min。加熱軟水稀釋,冷卻后加軟水至規定液量。
五、分散染料
溫度過高分散染料易結晶析出。化料時宜先用冷軟水調漿,再用40℃以下冷軟水化料,加軟水至規定液量。
六、酸性染料
酸性染料的耐熱穩定性相對較好,酸性染料化料時先用冷軟水將染料調成漿狀,再沖沸軟水攪拌溶解,加熱軟水稀釋,冷卻后加軟水至規定液量。
七、陽離子染料
陽離子染料的耐熱穩定性相對較好,化料時先用濃醋酸(助溶)將染料調成漿狀,再沖沸軟水攪拌溶解,加熱水稀釋,冷卻后加軟水至規定液量。
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實際處理工藝需精準控制關鍵參數。典型工藝為:將粉碎后的廢棄聚酯織物與甘油按1:5-1:10的浴比混合,加入少量堿性助劑(如純堿,質量分數1%-3%)調節體系pH至8-9,在180-220℃下反應2-4小時。堿性條件能促進染料分子的電離,增強其與甘油的相互作用;高溫則加速染料擴散,提升脫色效率。對于深色織物(如黑色、藏青色),可通過延長反應時間或提高甘油濃度(浴比 1:12)增強效果,脫色率可達85%以上。
與傳統脫色方法相比,甘油脫色技術優勢顯著。傳統的高溫堿煮法雖能脫色,但會導致聚酯纖維水解,斷裂強力損失達30%以上;而甘油體系在相同溫度下對聚酯的損傷較小,強力保留率可達80%以上。相較于有機溶劑(如 N,N – 二甲基甲酰胺)脫色,甘油源于天然油脂,生物降解性好,無有毒揮發物釋放,且可通過減壓蒸餾回收重復使用(回收率>80%),降低處理成本。此外,甘油的高保濕性還能減少處理過程中纖維的脆化,有利于后續紡絲或再造加工。
工藝優化中需注意解決兩個問題:一是部分難溶性染料(如蒽醌類)脫色不完全,可通過添加0.5%-1%的表面活性劑(如吐溫-80)改善甘油對染料的潤濕性;二是高溫下甘油易發生輕微氧化,需在氮氣保護下反應以避免體系變色。脫色后的織物經熱水洗滌去除殘留甘油,干燥后即可獲得白度良好的聚酯原料,可直接用于熔融紡絲或制備再生聚酯切片。
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將二者復配使用時,呈現明顯的協同增效作用。工藝上通常采用 “先 PAC 后脫色劑” 的投加順序:PAC 先通過無機膠體的吸附作用去除部分懸浮物和膠體,降低廢水濁度,為脫色劑與染料分子的接觸創造條件;隨后投加的季銨型陽離子脫色劑,可針對性結合剩余的可溶性染料分子,通過有機高分子的架橋作用強化絮體形成。這種組合不僅將脫色率提升至 95% 以上,還能減少 PAC 用量 30%-50%,降低污泥處理成本。
實際應用中需優化關鍵工藝參數。PAC 投加量通常為 50-150mg/L,季銨型陽離子脫色劑投加量為 10-30mg/L,具體需根據廢水色度和 COD 值調整。pH 值控制在 6-8 時效果最佳:酸性過強會導致季銨基團質子化受阻,降低電荷密度;堿性過強則會使 PAC 水解產物轉化為氫氧化鋁沉淀,喪失混凝活性。攪拌條件也需嚴格控制,快混階段(150-200r/min)確保藥劑均勻分散,慢混階段(30-50r/min)促進絮體生長而不打碎顆粒,反應時間總計 15-20 分鐘即可達到理想效果。
該協同工藝在不同類型印染廢水處理中均表現優異。處理活性染料廢水時,脫色率穩定在 92% 以上,COD 去除率可達 70%-80%;針對高色度的硫化染料廢水,通過 PAC 預處理去除硫化物沉淀后,季銨型脫色劑可有效吸附殘留染料,最終出水色度接近無色。此外,該工藝產生的污泥脫水性能良好,經板框壓濾后含水率可降至 70% 以下,便于后續處置。
與其他深度處理技術相比,季銨型陽離子脫色劑與 PAC 的混凝工藝具有成本低、操作簡便、處理效率高的優勢,尤其適合中小型印染企業的深度處理升級。隨著環保要求趨嚴,通過優化藥劑配比和工藝參數,該組合技術將在印染廢水達標排放中發揮更重要的作用。
生物處理技術是降解糖類有機物的主流手段,可分為好氧和厭氧兩類工藝。好氧生物處理適用于中低濃度含糖廢水(COD<5000mg/L),通過活性污泥法或生物膜法實現污染物去除。活性污泥法中,好氧微生物在曝氣環境下將糖類氧化分解為 CO?和 H?O,COD 去除率可達 80%-95%,但需控制污泥負荷和曝氣強度以避免污泥膨脹。生物膜法則利用載體表面的微生物膜吸附降解糖類,污泥產量低,抗沖擊性強,適合含懸浮物的果汁加工廢水等場景。
厭氧生物處理多用于高濃度含糖廢水(COD>5000mg/L),兼具污染治理與能源回收雙重價值。UASB(上流式厭氧污泥床)是典型工藝,通過顆粒污泥中的產甲烷菌將糖類轉化為沼氣,COD 負荷可達 5-15kg/(m3?d),去除率 70%-90%,廣泛應用于啤酒、酒精釀造廢水處理。IC(內循環厭氧反應器)則通過沼氣提升形成內循環,負荷更高(15-30kg/(m3?d)),占地面積小,適合大型制糖廠等高濃度廢水處理。
在生物處理工藝中,為確保微生物的高效代謝,常需投加特定藥劑來優化環境或補充營養。例如在厭氧處理高濃度含糖廢水時,像 UASB(上流式厭氧污泥床)這類工藝,微生物的生長和代謝需要適宜的酸堿度。為維持 pH 值在 6.8 – 7.2 的最佳區間,避免因糖類分解產生的有機酸導致體系酸化,從而抑制產甲烷菌的活性,常投加碳酸氫鈉等堿性藥劑進行 pH 調節。此外,微生物生長還需氮、磷等營養元素,當廢水中這些營養物質比例失衡時,需添加磷酸二氫鉀等補充磷源,尿素等補充氮源,以確保微生物的正常代謝,提高廢水處理效率。
對于含氮、磷的含糖廢水,缺氧 – 好氧聯合工藝(A/O、A2/O)更為適用。缺氧段利用糖類作為碳源實現反硝化脫氮,好氧段完成硝化反應和剩余有機物降解,可同步去除 COD、氮、磷,出水能滿足一級排放標準。
物化技術常作為生物處理的預處理或深度處理環節。預處理階段,混凝沉淀或氣浮工藝可去除 20%-40% 的 COD 和懸浮物,減少后續生物處理負荷;超高濃度廢水(COD>50000mg/L)需先經稀釋調節至適宜濃度,避免微生物滲透壓失衡;酸化水解則能將淀粉等復雜糖類分解為小分子物質,提升可生化性。深度處理中,膜分離技術可截留殘留有機物,使出水 COD 降至 50mg/L 以下;高級氧化技術(如 Fenton 氧化)能降解難生物降解成分,作為應急保障手段。
在物化處理環節,絮凝劑和混凝劑用于去除廢水中的懸浮物和膠體物質,降低 COD。聚合氯化鋁(PAC)是常用的無機混凝劑,它在水中水解形成多核絡合物,通過壓縮雙電層、吸附電中和等作用,使膠體顆粒脫穩聚集,形成較大絮體,便于后續沉淀或氣浮分離。聚丙烯酰胺(PAM)作為有機絮凝劑,依據其離子特性分為陽離子型、陰離子型和非離子型。對于含糖廢水,陽離子型 PAM 能有效中和帶負電的膠體顆粒,在顆粒間產生架橋作用,促進絮凝,提高沉淀效果。在實際應用中,常將 PAC 與 PAM 復配使用,先投加 PAC 進行初步混凝,再添加 PAM 強化絮凝,可顯著提高對廢水中懸浮物和部分有機物的去除率,減輕后續生物處理的負荷。
實際工程中多采用組合工藝:高濃度廢水采用“預處理 + 厭氧 + 好氧 + 深度處理” 流程,如酒精廢水經 UASB 處理后,再通過活性污泥法和膜分離實現達標;中低濃度的果汁廢水可經酸化水解后進入生物膜系統,最終消毒排放。同時,厭氧處理產生的沼氣可回收發電,好氧污泥可制成有機肥,實現資源循環利用。
當前,含糖廢水處理需應對高糖導致的污泥膨脹、厭氧系統酸化等挑戰。未來,隨著耐高糖功能菌種的開發和智能化調控技術的應用,結合“厭氧產沼 + 中水回用” 的閉環模式,將進一步提升處理效率與資源利用率。
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