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本文针对棉纤维活性染料染色中存在的染料利用率低、后处理过程繁琐、耗水量及污物排放量大、热能电能消耗大等问题,研究了一种新型深度节水减排染色技术,即棉纤维原位矿化染色技术,这种技术在保证染品各项理化性能的同时,减少染色后的净洗次数,降低污物的排放量,从而达到深度节水减排、节能绿色清洁生产的目的。原位矿化染色技术关键部分可分为染色阶段和矿化阶段。由于矿化反应需在酸性条件下进行,采用纯碱固色时,矿化环节耗酸量大,易产生气泡,不利于矿化反应的进行,所以染色阶段以自制XGA代替纯碱作为固色碱剂,固色效果与纯碱相近;固色结束后不排放染色残液,直接加入原位矿化系列助剂,使废弃染料在其产生的原位上被矿化分解。矿化结束后再进行1-2次水洗,降低电解质的浓度以及去除由于电解质的屏蔽作用而残留的少许浮色。通过对染色阶段碱剂XGA用量、固色时间以及矿化阶段偶合剂XKH、XBC、XYS用量、矿化时间等参数优化,得出最优原位矿化染色工艺:染料用量为7.0%(owf),固色碱剂XGA用量为2.0%(owf),固色时间80min;偶合剂XKH用量为2.0%(owf),偶合剂XBC用量为1.0%(owf),偶合剂XYS用量为5.0%(owf),矿化时间30min。通过对染色阶段染色特征值、动力学以及热力学性能研究,探讨了碱剂XGA与纯碱对棉制品活性染料染色机理的影响。结果表明采用纯碱固色和采用XGA固色其吸附过程均符合准二级动力学模型,吸附类型均符合弗莱因德利胥型吸附;采用XGA固色竭染率、固着率与传统纯碱接近,因此可以说明碱剂XGA可以代替纯碱作为固色碱剂。在企业采用原位矿化技术进行生产试验,棉纱线的颜色、色牢度及生产织造等指标与传统工艺基本一致。与传统工艺相比,采用原位矿化染色技术耗水量降低41.07%,蒸汽节约29.54%,用电节约10.77%;污物排放总化学需氧量(CODCr)总值降低69.24%,生物需氧量(BOD5)总值降低78.12%,总氮含量下降48.04%,总磷含量下降36.39%,废水的色度值下降49.57%,达到深度节水减排、环保节能的效果,满足了企业实际生产要求。