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染整厂用水评估及处理
日期:05-04-10 21:33:58 编辑:亚洲纺织联盟网



    染整工厂中,水是不可缺之一项资源,打从烧毛、精练、漂白以至于染色整理各工程均需要用水,举凡染料之溶解、化学助剂之使用、杂质之去除及用于热源之蒸汽也要用水,锅炉才能供应蒸汽,由此可见水对一个染整工程之重要性。
    因染整用水量多,使用化学药剂亦较烦杂,故水源之供应是否充足、水质对染整厂之工作是否能顺利,产品之良好与否有很大的影响,因此对水的来源与水质评估及染整用水处理,尤其锅炉用之超纯水更不得不讲究,同时在环保观念高涨之情况下,工业废水处理之重要性当不在话下。
    水源及水质评估: 染整用水之来源不外地下水、地面水、河流、池沼等,由于来源之不同其水中所含有之杂质亦各异,一般而言,染整用水宜求水质安定、供应水量充足之水源,井水之水源较能保持恒定,色素及悬浮物之污染较少,但所含有矿物质如 Ca++、Mg++、Fe++、Mn++ 等较多,硬度较高。
    地面水、河流水质易受季节变化影响,水质较不安定,色素及悬浮物之污染较高是其缺点,但硬度则较低。   
    染整厂对要求水质之评估,主要项目为浊度、色度、硬度、铁离子、锰离子、酸碱度、游离酸等之含量。
    水质评估-浊度及色度
(1)浊度及色素:浊度之产生其主体为无机物如泥沙、灰尘,以及有机物如植物性物质、微生物等造成。色素之形成为溶解或悬浮有机色素物质所引起,这种现象多数由家庭或工厂废水之排放或有机物在水中腐化所产生。
    浊度及色素对织物染整会产生污染,有机物易产生铁锈及臭气,对染整设备、配管及锅炉产生不良之影响,其处理方法大者可用沉淀方法去除,水的悬浮物则需加凝集剂(Coagulant )使其凝聚、沉淀或过滤去除,无法以此法去除之色,则需藉活性碳吸附去除之。 

    水质评估-硬度
(2)硬度: 硬度表示水中之含有钙、镁等盐类多少之指标,由于硬度高时在退浆、精练时,形成难溶性之盐类沉积、附著布面、纱支上,导致触感变硬及染斑、染浴中染料沉淀等不良,若用于锅炉,易于管壁结垢,传热不良,消耗燃料甚或引起破裂。
    各国对硬度之表示方法,其定义及换算多不一致。
    硬度表示, 以公制使用较为普遍,水中含有 CaCO3 以外之硬度物质可换算成 CaCO3 之当旺表示之,硬度之含量利用 Ca++、Ng++ 等金属离子与 EDTA( Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid )产生复合物,可使用滴定法滴定之。
 
    质评估-铁、锰、铜金属离子 
(3)铁、锰、铜金属离子:在染整用水,铁、锰、铜金属离子之存在甚为有害,除可直接沾染织物外,同时可在漂白过程中产生触媒作用,使漂白剂之分解过速,损及布质与漂白效果,铁、锰、铜离子可与某些染料结合,使染色后色光变暗钝之现象。

    在水中铁、锰、铜等离子以各种形态出现。
(1)在井水中如溶有多量CO2可形成碳酸氢盐存在。
(2)在河流中若含有矿物酸,即形矿物酸盐存在。
(3)与有机物质结合悬浮物存在。
    其去除方可藉气曝、凝聚、沉淀、离子交换去除之。 [例]4Fe(HCO3)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3↓+8CO2↓ (无色) (红褐色) 水质评估 -全碱度 (4)全碱度: 天然水中含有 HCO3-,CO3= 等之弱酸盐, 或含有 OH-,因而提高水之全碱度( Total Alkali ),影响 pH 值之控制及色调,以羊毛染色为例,除增加染色用酸量外,且影响织物之触感及色调变化。
    若用于锅泸用水,由于水中溶氧存在,使锅炉产生腐蚀。
    全碱度之含量可以相当量之 CaCO3 之 ppm 数来表示,并以甲基橙作指示剂用酸滴定测定。
    由于上述之不纯物的存在,对染整加工之影响会因加工之纤维种别,使用染料、助剂及加工条件之不而异,故对水质之要求亦随之变化.

    水质评估-游离酸
(5)游离酸:水中含有游离矿物酸,如 HCI、H2SO4、H3PO4 等,其存在使水呈酸性,影响使用之 pH 值控制,且对金属具有腐蚀性,其含量可用滴定方求得,亦可以相当量之 CaCO3 表示之。
    其去除方法可以碱中和或离子交换树脂处理。
 
    染整用水处理
    为使水质能符合染整用水之要求标准,需将水中之杂质、色、素、重金属离子等去除,此种过程称水处理,水处理处理方式及项目之不同,兹分述如下:
1 浊度处理
2 色度去除
3 臭味之去除
4 pH(碱度或酸度)之调整
5 硬度之处理

    染整用水处理-浊度处理
[1] 浊度处理:
1-1 过滤处理法:以物理处理可以去除水中之不纯物,如泥、细砂、尘埃、藻、胶状物质及其它不纯之固形物,若原水含有大量之不纯杂质,可使其先静置自然沉淀,再行过滤,依设备,大体分为缓速过滤法及急速过滤法。
(a) 缓速过滤法:使用混凝土槽或铁槽,各槽底部设假底( Perforate Botton )做滤床,由下往上放置卵石层、细石层、粗砂层、细砂层,水由上往下注入,利用重力自然流下进行过滤(此设备使用一段时间后再行逆流)。
(b) 急速过滤法:滤槽之设备为圆筒状直径约 1.5 ~ 3m,可加压力式与重力式两种,其机构原理与缓速过滤法相同。
1-2 沉淀法:可区分为自然沉淀法及药品凝集法二种。
1-3 沉淀、过滤并用之混合法:为提高过滤之效果及经济性,原水杂质过多或混浊度高者,可先使用凝集剂使先行沉淀,经去除后再过滤处理。一般常用之凝集剂为硫酸铝、氯化亚铁,其作用产生氢氧化铁、氢氧化铝,色素及悬浮之浊质被吸附沉降去除。

    染整用水处理-色度去除
[2] 色度去除:带色原因及成份之不同,去除也有难易,其差异很大,自然水之带色一般以腐植物(Humus )而来的较多,此物大半以胶质( Colloid )状而存在者,用硫酸铝或 Fe+++ 盐为凝集剂处理时,其大半可藉此凝集剂而去除,但完全脱色不易。
    此时并用活性碳( Active Carbon )者可获较良好之结果。
 
    染整用水处理-臭味之去除
[3]臭味之去除:
(a)一般臭味之原因如为气体时:以气曝法去除。
(b)一般臭味之原因如为易被氧化性物质时,以氧化剂(如氯气、漂液、高锰酸钾等)处理去除。
(c)由微生物之作用发生臭味者:可用气曝法、活性碳吸收法。
(d)工业废水之混入:视废水成份查找有效之处理法。 

    染整用水处理-pH(碱度或酸度)之调整
[4] pH(碱度或酸度)之调整:不含无机酸(矿酸)之自然水,pH受游离碳酸及M-碱度而定。
CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2........1.
CO2不足时上式往左进行一部份CaCO3析出,一部份加水分解
CO3 2-+H2O→OH-+CHO3-.............2.
pH呈高:CO2多于1.式之平衡时 CO2+H2O→H2CO3 H2CO3→ H++CHO3 pH偏低,pH调整,视水质之情况及使用者的需要来决定,pH偏低时,用气曝去除CO2或加碱性药物中和CO2 pH偏高(碱度高),用硫酸或盐酸来调整。
 
    染整用水处理-硬度之处理
[5] 硬度之处理:应用化学方法以去除水中之 Ca++、Mg++、Fe++、Mn++ 等离子及游离酸、碱度、中性盐、硫化氢、 氨等物质,一般可分天然或人造沸石( Natural & Synthetic Zeolite )法及离子交换树脂( Ion Exchange Resin )法,化学处理法。
5-1 天然或人造沸石处理: 天然沸石其主成份为矽酸铝钠( Na2O,Al2O3,2SiO2,XH2O )具有特殊之性能,若硬水通过此种沸石,则沸石中之钠离子可取代水中之钙、镁离子而达到软化效果,Z 表示矽酸根团,其反应式如下:Ca+++ Na2Z→CaZ+2Na+ Mg+++Na2Z→2Na+ 沸石之交换能力有其限度,当最后失去效能时,须通入浓盐溶液可使其再恢复功能,此种处理称为再生,再生时要用大量水去除 CaCl2。
CaZ+2NaCl→CaCl2+Na2Z MgZ+2NaCl→MgCl2+Na2Z
    人造沸石则为矽酸钠与铝酸钠合成,原理同天然沸石,交换能力较大。


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