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纺织浆料聚乙烯醇,简称PVA,具有优良的成膜性、粘附性、耐磨性及与其它浆料相容性特点,是细号棉纱及涤棉混纺纱上浆较为理想的浆料。我国在20世纪70年代开始大量使用PVA上浆,但含PVA的退浆废水可生化性很差,采用传统的生化处理工艺很难达到满意的效果,一般的物化处理技术对其COD的去除率也很低。而目前酶退浆主要是采用淀粉酶处理以淀粉浆料上浆的纯棉织物,虽然关于PVA降解酶的报道较多,但主要还处于实验室研究阶段;氧化剂退浆虽能在退浆的同时分解PVA,但退浆工艺必须严格控制,金属离子存在导致氧化剂的分解,且有脆布的危险。因此如何在含PVA的退浆废水排放前将其分解或回收,增加废水生化性,且对织物无损伤,成为当前迫切需要解决的问题。
本论文首先筛选一种对PVA能高效、快速,氧化彻底、无二次污染且操作简单的高级氧化法,然后研究其在纺织退浆工序中的应用。主要研究内容及结果如下:
(1)以四种不同型号PVA(1799、1788、588、124)为目标污染物,分别考察了UV/H2O2、Nafion-Fe2+/H2O2、UV/TiO2三种高级氧化技术对其降解效果。结果发现UV/H2O2高级氧化法能很好地降解PVA,而且对PVA型号无选择性;
(2)通过研究H2O2初始浓度、温度、pH值对UV/H2O2法降解PVA的影响,发现H2O2初始浓度是关键影响因素,当H2O2初始浓度为2.95mmol/L(1/8Qth)时,在14min内就能使PVA降解率达到98%,温度和pH对PVA的降解效果影响不明显;动力学研究发现UV/H2O2高级氧化法降解PVA的反应符合一级反应动力学;
(3)采用以淀粉和PVA混合上浆的纯棉坯布,考察采用UV/H2O2高级氧化技术进行退浆的可行性。研究发现采用UV/H2O2高级氧化法退浆后,浆料PVA在脱附的同时被氧化降解,降解率达到90%以上,其主要归因于UV/H2O2体系中产生的·OH,而H2O2本身对PVA的氧化需要较高的H2O2浓度。同时发现UV/H2O2法对PVA的脱附起到促进作用,在65℃和75℃下,纯棉织物上PVA的退浆率增幅10%以上;
(4)采用以淀粉和PVA混合上浆的纯棉坯布,验证精-漂废水回用于退浆新工艺的可行性。研究初步确定新工艺中碱性果胶酶(PGL)、H2O2和NaOH的投加量分别为2、3和5g/L;新工艺经五次循环,每次循环后退浆废水中PVA降解率均在95%左右,BOD/COD均在0.42左右,织物的毛效随着循环批次的增加有所增加,最终稳定在9.6cm左右,白度基本在93.4%左右,断裂强力损失率都在10%以内,能达到染整对纯棉坯布预处理的要求;(5)精-漂废水回用于退浆新工艺与传统碱退浆-酶精炼-H2O2漂炼三步工艺相比,具有以下优势:可节约用水60~63.3%,碱用量减少50%,碱性果胶酶用量减少33%,水热耗减少57.14%,退浆废水生化性明显提高,节约了退浆废水在生物处理前的预处理费用,但新工艺增设了光催化反应器等设备,一次性投资增加,运行电耗增加,但改建方便,且新增设备自动化程度高,操作方便。