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采用印染退漿廢水制備水煤漿的試驗研究
集萃印花網  2009-09-04

    【集萃網觀察】印染廢水水量大、有機污染物含量高、色度大、堿性強、水質不穩(wěn)定,是較難處理的工業(yè)廢水之一。廢水中的污染物主要包括:漿料、染料及各類助劑。退漿廢水為印染廢水的一個主要來源,本文探討了常用印染漿料對水煤漿制備特性的影響。

    1 退漿廢水簡介

    退漿是織物練漂的基礎,是采用酶制劑、酸、堿、氧化劑等化學藥劑將織物上所帶漿料水解成可溶性物質而除去的過程?椢锊捎玫矸奂暗矸垩苌餅闈{料的退漿廢水BOD5高,采用生化法可以處理;織物采用聚乙烯醇為漿料的退漿廢水CODCr 高、BOD5低、常規(guī)的處理方法很難處理。典型的棉混紡織物退漿廢水水質見表1。

    1·1 試驗原料

    試驗過程中的主要原料和試劑如表2所示。

    試驗用煤樣的主要指標如表3所示。

    1·2 試驗參數指標

    (1)設定制漿濃度為62%、64%,萘系添加 劑的用量為干煤量的0·4%,改變淀粉漿的濃度, 在分別為0 g/l、5 g/l、10 g/l、15 g/l、20 g/l、 25 g/l濃度時,分別制漿,以了解成漿特性。

    (2)設定制漿濃度為62%、64%,萘系添加 劑的用量為干煤量的0·4%,固定淀粉漿濃度為20 g/l,改變NaOH濃度,在分別為0 g/l、0·5 g/l、 1 g/l、2 g/l、4 g/l、6 g/l、8 g/l、10 g/l、12 g/l 濃度時,分別制漿,了解成漿特性。

    (3)設定制漿濃度為62%、64%,萘系添加 劑的用量為干煤量的0·4%,固定淀粉漿濃度為20 g/l,固定NaOH濃度為6 g/l,改變30%H2O2濃度,在分別為0 g/l、1 g/l、2 g/l、4 g/l、6 g/l、 8 g/l、10 g/l濃度時,分別制漿,了解成漿性特 性。

    (4)設定制漿濃度為66%,萘系添加劑的用量為干煤量的0·4%,采用實際退漿廢水制備水煤漿,并制備普通水煤漿進行性能比較。

    2 試驗結果及分析

    2·1 淀粉濃度的改變對水煤漿成漿性能的影響

    采用不同濃度淀粉漿液制得的水煤漿粘度如圖 1。

    通過圖1可以看出,隨著淀粉漿液濃度的升高,水煤漿的粘度也隨之增加,增加幅度很大, 如:水煤漿為62%時, 100 s-1剪切率下,不加淀 粉時,水煤漿的表觀粘度為383 mPa·s,而當淀粉漿濃度為25 g/l時,粘度就增加到1839 mPa· s;水煤漿濃度為64%時, 100 s-1剪切率下,不加 淀粉時,水煤漿的表觀粘度為615 mPa·s,而當淀粉漿濃度為25 g/l時,粘度就增加到2727 mPa ·s。這是由于淀粉漿液的粘度隨著淀粉濃度的增加會明顯增加,用其制得水煤漿的粘度也會相應增加。

    2·2 NaOH濃度改變對水煤漿成漿性能的影響

    堿法退漿工藝中多采用NaOH作為退漿劑, 不同濃度的NaOH對成漿性能的影響如圖2。

    從圖2可以看出,隨著NaOH濃度的增加, 水煤漿的粘度先是迅速上升,達到一定值后又逐漸下降,隨著NaOH濃度的進一步增加,水煤漿的粘度達到一個極小值而后緩慢上升。綜合兩種濃度, NaOH濃度在3~5 g/l時,水煤漿的粘度達 到極大值,在8~10 g/l時,粘度達到極小值。

    分析原因,是由于NaOH的加入,會使淀粉發(fā)生膨脹,分子之間的運動阻力增加,因而淀粉漿液的粘度會增加,制得水煤漿的粘度也會隨之增加;當NaOH的濃度增加到一定值3~5 g/l后, 淀粉漿膨脹達到極限,隨后,淀粉會在NaOH的 作用下,發(fā)生分解,成為較小的分子,分子間的運動阻力又會逐漸降低,淀粉漿液的粘度降低,制得的水煤漿粘度也隨之降低, NaOH濃度為8~10 g/l時,水煤漿粘度降到極小值, NaOH濃度進一步增加,水煤漿的粘度又有所增加,可能是由于過量的NaOH又與煤;蛱砑觿┲g發(fā)生了某些副作用。

    2·3 H2O2濃度改變對水煤漿成漿性能的影響

   除了堿法退漿外,氧化退漿方法也多被采用, 氧化退漿一般是在NaOH濃度為5~7 g/l時進行, 試驗中固定NaOH濃度為6 g/l,不同的H2O2濃 度對水煤漿成漿性能的影響如圖3所示。

    從圖3可以看出,水煤漿濃度為62%時,表觀粘度為3081 mPa·s,隨著H2O2濃度增加,水 煤漿的粘度迅速下降,當H2O2濃度增加到4g/l時,水煤漿的粘度降至895 mPa·s,下降幅度很大,再增加H2O2濃度,水煤漿的粘度變化不大, 如H2O2濃度為10 g/l時,水煤漿的粘度為728 mPa·s。水煤漿濃度為64%時,也呈現(xiàn)出相似的 規(guī)律,不加H2O2時,水煤漿的表觀粘度為3292 mPa·s, H2O2濃度增加到4g/l時,粘度降至 1194 mPa·s, H2O2濃度為10 g/l時,粘度為 1185 mPa·s,變化不大。

    其原因是,如前所述,淀粉分子在6 g/l NaOH的作用下,發(fā)生膨脹和部分溶解, H2O2的 加入產生了強烈的氧化作用,淀粉分子迅速被分解 為小分子,淀粉漿液的粘度大大降低,水煤漿的粘 度也隨之降低;當H2O2濃度進一步增加時,由于 淀粉的氧化分解作用基本結束,所以淀粉漿液的粘 度不再有大的變化,水煤漿的粘度也隨之趨于平穩(wěn)。

    2·4 退漿廢水水煤漿與普通水煤漿的比較

    筆者從天津某印染廠取來印染工序中的退漿廢水,并用其進行了試驗,實際的退漿廢水中,除了含有漿料及其分解物、NaOH、氧化劑外,還有一 些纖維、滲透劑、表面活性劑等。廢水中剩余漿料的濃度約為3~5 g/l。該退漿廢水的指標如表4所示。

    在煤漿濃度均為66%,添加劑用量均為干煤量的0·4%時,廢水制得的水煤漿粘度為1532 mPa·s,普通水煤漿的粘度為1161mPa·s,二者均有良好的流動性。退漿廢水制得的水煤漿粘度比普通水煤漿要高,這是由于受到廢水中剩余漿料的 影響。

    通過觀察兩種水煤漿的靜態(tài)穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)普通水煤漿在存放20 d時,已產生部分沉淀,而退漿廢水水煤漿在存放45 d時觀察,未產生沉淀,可見退漿廢水的穩(wěn)定性明顯高于普通水煤漿。這是由于退漿廢水中的漿料如:可溶性淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素等,均為高分子有機化合物,分子中都含有極性的-OH,可以與煤粒的之間發(fā)生鍵合,在煤粒間架橋,形成三維空間結構,從而有效阻止顆粒沉淀,起到穩(wěn)定劑的作用。

    3 結論

    本文通過改變漿料、NaOH、H2O2的濃度, 以及采用實際退漿廢水制備水煤漿,系統(tǒng)討論了退漿廢水制備水煤漿的特性,結論如下。

    (1)隨著漿料濃度的增加,水煤漿的粘度顯著增加。

    (2)隨著NaOH濃度的增加,水煤漿的粘度表現(xiàn)為先增加到一極大值后,又逐漸降低到某一極小值,而后又略有增加。

    (3)隨著H2O2濃度的增加,水煤漿的粘度快速下降,而后趨于平緩。

    (4)實際退漿廢水制得水煤漿的粘度比普通水煤漿略高,但是退漿廢水水煤漿的穩(wěn)定性要遠遠高于普通水煤漿。

    試驗表明利用水煤漿技術處理印染退漿廢水是 可行的。

    參考文獻:

    [1] 張林生,張勝林,夏明芳·印染廢水處理技術及典 型工程, 2005

    [2] 蔡再生,閔潔·染整概論[M]·中國紡織出版社, 北京: 2007

    [3] 邢鳳蘭,徐群,賈麗華·印染助劑[M]·化學工 業(yè)出版社,北京: 2008

    [4] 蔡蘇英·染整技術實驗[M]·中國紡織出版社, 北京: 2005

    來源: 印染在線

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