印染生产工艺及其废水的特性

　　纺织工业是我国传统的支柱产业，包括纺织、印染、化纤、服装和纺织专用设备制造等5个部分。随着国民经济的快速发展，我国的印染业也进入了高速发展期，设备和技术水平明显提升，生产工艺和设备不断更新换代，印染企业尤其是民营印染企业发展十分迅速。

　　但是，印染行业生产过程中排放的“三废”，尤其是废水治理不当将会对环境造成严重污染；另一方面，随着印染工艺和产品结构的改变，印染水质也发生了变化，废水的处理难度也随之加大，我们必须不断创新、改进和提高治理工艺水平，选择适用的工艺路线。

　　据不完全统计，我国印染废水每天排放量为300～400万m3。印染废水具有水量大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、水质变化大、成分复杂等特点，属较难处理的工业废水之一。

　　一、印染生产概况

　　1.1.概念

　　印染工艺指在生产过程中对各类纺织材料（纤维、纱线、织物）进行物理和化学处理的总称，包括对纺织材料的前处理、染色、印花和后整理过程，统称为印染工艺。

　　染色是使染料与纤维之间发生化学或物理化学的结合，或用化学方法在纤维上生成颜料，使整个纺织品具有一定坚牢色泽的加工过程。

　　根据产品使用原料的不同可以划分为：棉纺织印染、麻纺织印染、毛纺织染整、丝绸印染和其他印染。

　　1.2.化学品的使用

　　A.染料

　　染色过程中能使纤维获得色泽的物质称为染料。染料一般能直接溶于水或通过化学处理而溶于水，对纤维有一种结合能力（亲和力），并在织物上有一定的色牢度。染料对纤维的染色，包括面很广，而且各种染料对各种纤维的染色情况也各不相同。根据其性质和应用可以分为以下几类：

　　直接染料：不依赖其他介质而直接染色，大多数是芳香族化合物的磺酸钠盐（－SO3Na）和少量羧基钠盐（－COONa）。

　　不溶性偶氮染料：又称之为纳夫妥染料或冰染染料。一般先打底再显色，主要用于棉纤维的染色。因该染料对人体和环境有害，已被欧美市场拒用。

　　活性染料是一种含有能与纤维上的羟基、氨基或酰胺基发生共价键结合的活性基团的可溶性染料，可广泛应用于棉、麻、丝、毛和化纤等纺织材料的印染。

　　还原染料不溶于水，它的分子结构中含有酮基，是一种在碱性强还原溶液中生成隐色体而溶解后才能染色的染料。

　　可溶性还原染料一般是由还原染料衍生而来的，是用还原染料经过还原及酯化而成的隐色体硫酸酯钠或钾的盐。与还原染料不同的是在染色的过程中不使用烧碱和保险粉。

　　硫化染料是含有两个或以上硫原子组成硫键（R－S－S－R′）的染料，在染色过程中必须使用硫化碱。硫化染料价格低廉、氯漂牢度差，适用于棉、粘胶和维纶纤维的染色。（待续）

　　分散染料是一类水溶性较低的非离子型染料，主要是低分子偶氮、蒽醌及二苯胺的衍生物，其特点是在分散剂的作用下，在溶液中为0.5～2微米分散颗粒。

　　酸性染料的分子结构中含有磺酸基、羧基等亲水基团，其母体多为偶氮类、蒽醌类和三苯甲烷类。在酸性溶液中与纤维上的氨基结合，可以直接染羊毛、蚕丝和锦纶。

　　金属络合染料的分子由染料分子（大多是酸性染料）和金属原子络合而成，在中性或酸性溶液中染色。

　　还有阳离子染料、媒介染料、酞菁染料、氧化染料和缩聚染料等。

　　B.助剂

　　染整助剂是能缩短加工周期、提高产品质量、改善产品性能，在染整过程中投加的药剂，主要包括表面活性剂、金属络合剂、还原剂、树脂整理剂和染色载体等，其种类繁多，按其应用可列举以下几类：

　　润湿剂和渗透剂类，乳化剂和分散剂类，起泡剂和消泡剂类，金属络合剂类，匀染剂、染色载体和固色剂类，还原剂、拔染剂、防染剂和剥色剂类，粘合剂和增稠剂类，柔软剂和防水剂类，上浆硬挺整理剂类，树脂整理剂、荧光增白剂类，防静电类，阻燃整理类，羊毛防缩和防蛀类，防霉防臭整理剂类，防油易去污类。

　　1.3.废水特点

　　印染废水的水质随加工的纤维种类和采用工艺以及使用的染化料的不同而异，污染物组分差异很大。一般印染废水pH值为6～13，色度可高达1000倍，CODcr为400～4000mg／L，BOD5为100～1000mg／L。印染废水一般具有污染物浓度高、种类多、含有毒有害成分及色度高等特点。以处理难度为标准可分为：

　　1.高浓度印染废水：机织布的退煮漂废水、牛仔线的浆染废水、印花废水、蜡染废水、碱减量废水和绣花废水等。

　　2.中等浓度印染废水：毛织物染色、针织染色、丝绸染整、缝纫线染色及拉链染色等。

　　3.低浓度印染废水：牛仔服饰洗漂废水。

　　二、印染生产工艺及其废水特性分类说明

　　2.1.棉纺织品印染生产工艺及其废水特性

　　2.1.1.概述

　　棉纺织印染产品的产量约占天然纤维织物总量的85％，按其织造方法不同可分为机织和针织，而其中机织品占大多数。

　　2.1.2.机织布印染（联合机、卷染）工艺及其废水特性

　　机织布印染工艺一般为：

　　坯布－烧毛－退浆－煮炼－漂白－丝光－染色－印花－整理－成品

　　机织布印染加工的多个工序都要排出废水，包括退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水、染色废水、印花废水和其他废水。机织布印染废水的特点为：pH值高（13～14）、水温高（40～55℃）、色度高（800～1500倍）。

　　其中退浆主要是为了去除织物上的浆料，使纤维与染料有较好的亲和力，同时也去除纤维上的杂质。可分为碱法退浆和酶法退浆。其废水污染物浓度高，其中含有各种浆料及其分解物、织物上的杂物、碱和各种助剂等。废水呈碱性，pH值为10～14。上浆以淀粉为主的退浆废水，其COD、BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇（PVA）为主的退浆废水，COD高而BOD低，废水可生化性较差。（待续）

　　煮炼是在高温碱液中蒸煮织物，以去除残留在织物上的杂质，并使织物有较好的吸水性，便于印染过程中染料的吸附和扩散。煮炼废水水量大，污染物浓度高，其中含有烧碱、表面活性剂、纤维素、果酸、蜡质和油脂等，废水呈强碱性、水温高、呈黑褐色。

　　漂白的目的是去除织物上色素、增加织物的白度，一般采用次氯酸钠或双氧水作为漂白剂。漂白废水水量大，但污染物浓度和色度较低。

　　丝光是在一定的张力作用下用浓碱处理，使织物具有光泽。丝光废水含碱量高，NaOH含量在3～5％，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD、SS均较高。

　　染色的过程不尽相同，染色废水一般色度很高，含有染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，COD／BOD比较高，可生化性较差。

　　2.1.3.针织布的染色工艺及其废水特性

　　机织布印染工艺一般为：

　　针织坯布→煮炼→漂白→染色→印花→整理→成品

　　由于针织坯布不含浆料，因而不需退浆，其余工序与棉机织产品加工过程类似，棉针织布的染色废水与上述的棉机织印染废水相比，pH值、有机污染物浓度和色度均较低。其水质一般为：CODcr300～500mg／L，pH值8～10，色度150～300倍，水温有时也高达45℃。

　　2.2.牛仔服饰染色及其废水特性

　　2.2.1.概述

　　牛仔服饰由工装到军服最终演变成时装，并将其充满青春活力的风格发展成为永恒的时装，展现了现代人追求自由、享受无拘无束的生活方式，以及在紧张快节奏的都市生活中营造快乐的心理需求。牛仔服饰历经150余年一直流行、经久不衰。我国每天生产的牛仔系列服饰400多万件，每年创造的产值已近60亿元人民币。2000多个牛仔服饰品牌远销世界各地，是我国重要的出口纺织品之一。

　　牛仔服饰的生产工艺一般为：

　　棉纱→卷纬→染色→红外→水洗→上浆→烘干→织布→制衣→洗漂→脱水→烘干→包装

　　2.2.2.浆染工艺及其废水特性

　　牛仔纱线浆染是牛仔服饰生产中的一个重要工序，主要使用直接染料和硫化染料等，另使用浆料、硫化碱、元明粉、烧碱、匀染剂和渗透剂等多种印染助剂。其废水主要来自水洗、染色和上浆等工序。废水中主要污染物为染化料、硫化物、浆料和助剂。废水的特点是碱性强、有机污染物浓度高、色度高、硫化物高，废水水质、水量变化较大。单纯生化或物化处理均难以达到排放要求，被认为是难处理的废水种类之一。水质因加工工艺不同也变化很大，比如生产丝光蓝、丝光黑、特深蓝和特深黑等产品的废水污染物浓度就很高。

　　浆染废水水质一般为：CODcr2000～6000mg／L，BOD5 1000～2，500mg／L，pH值9～14，色度1000～2500倍，S2－200～1000mg／L。

　　2.2.3.洗漂工艺及其废水特性

　　洗漂是牛仔服饰生产中一个关键的工序。通过不同的洗漂工艺达到不同的效果。采用的洗漂工艺有：普洗、酵洗、扎洗、石磨、轻磨、石染、普染、酵染、轻酵、重酵和双酵等，以求达到磨损、脱色和斑驳等特殊的效果。其废水主要来自洗漂和脱水等工序。废水中主要污染物为浮石渣、短纤，以及从牛仔服饰上洗下的染料、浆料和助剂等。废水的特点是含有大量悬浮物、有机污染物浓度和色度不高、废水水质和水量变化大。因此，此类废水应切实做好预处理。

　　洗漂废水水质一般为：CODcr300～500mg／L，BOD5 100～150mg／L，pH值7～9，色度100～300倍，SS500～2000mg／L。

　　2.3.丝绸印染及其废水特性

　　2.3.1.概述

　　丝织品具有悠久的历史，可分为天然丝织品、人造丝和合成纤维品三类。天然丝织物也称为真丝，主要是桑蚕丝，其次为柞蚕丝。人造丝是指人造纤维细丝，因以棉籽绒和木材为主要原料，所以也称作再生纤维，它包括粘胶纤维、铜铵纤维和醋酸纤维等。合成纤维主要包括涤纶和锦纶两种纤维。

　　2.3.2.真丝织物印染工艺及其废水特性

　　真丝产品的印染工艺一般为：坯绸→织物精炼→漂白→染色→印花→固色→后整理→包装

　　其中织物精炼、漂白、染色和印花均产生废水，精炼主要有化学法（包括碱精炼和酸精炼）和酶法，漂白一般用双氧水作为氧化剂，漂白废水浓度较低，染色过程中产生的废水量较少，有机污染物浓度也较低，印花废水量较少，浓度较高。因真丝品轻薄，所用的染料和助剂较少，且上染率高，所以一般真丝产品印染废水的有机污染物浓度较低，可生化性好，其废水一般呈弱酸性。

　　真丝的印染废水水质一般为：CODcr500～800mg／L，BOD5200～400mg／L，pH值5～8，色度100～300倍。

　　2.3.3.人造丝织物印染工艺及其废水特性

　　人造丝产品的印染工艺一般为：人造丝坯布→织物精炼→染色→印花→固色→后整理→包装

　　其中织物精炼、染色和印花均产生废水，人造丝的印染所使用的染料助剂等与棉纺织物的印染相类似，但是由于人造丝的杂质少，因而其印染废水的污染物浓度不高，可生化性较好。

　　人造丝印染废水水质一般为：COD－cr600～1000mg／L，BOD5250～400mg／L，pH值8～10，色度100～300倍。

　　2.3.4.合成纤维丝织物印染工艺及其废水特性

　　合成纤维一般以涤纶纤维应用较多，涤纶仿真丝绸产品的碱减量生产工序产生的废水浓度极高，处理起来十分困难，其pH值在13以上，COD可达10000mg／L，主要污染物为涤纶水解后的对苯二甲酸等物质。

　　碱减量后的印染工艺与真丝印染工艺相似，使用的染料略有不同，涤纶仿真丝绸产品的印染主要使用分散和阳离子染料。其废水水质也与真丝的印染废水水质相近。

　　2.4.毛织物染整及其废水特性

　　2.4.1.概述

　　毛纺织物包括纯毛织物和毛混纺织物，其中毛纤维主要是羊毛纤维，还有其他动物毛纤维。毛纺织也可分为机织和针织产品，机织产品又分为粗纺和精纺两类，其染色工艺因产品不同而不同，有毛染、条染、坯染和染毛（绒）线等工艺。

　　2.4.2.生产工艺及其废水特性

　　粗纺产品染色时主要使用酸性染料和媒介染料，分毛染和坯染。毛混纺织物还使用分散、阳离子和直接染料等。其生产废水的pH值一般在7左右，污染物主要为漂洗和染色残液。精纺产品一般为薄织物，属高档产品。染色工序的水量大，有大量漂洗废水产生，煮呢、洗呢废水中含有表面活性剂类助剂。染色主要使用酸性染料，毛混纺织物还使用分散、阳离子和其他染料等。其生产废水的pH值一般在7左右。

　　毛绒线分为粗绒线和细绒线，染色通常采用酸性染料，毛腈纶则采用阳离子染料。染色工序产生的废水主要为漂洗废水和染色残液，其污染物浓度介于粗纺与精纺印染废水之间。总之，毛纺织物染整主要使用酸性染料、阳离子染料和分散染料，废水污染物浓度不高，大多呈中性，可生化性较好。

　　其印染废水水质一般为：CODcr500～900mg／L，BOD5250～400mg／L，pH值6～9，色度100～300倍。（待续）

　　2.5.其他织物染整及其废水特性

　　除了上述4种主要纺织品以外，在此我们还简要介绍以下纺织品的染色工艺及其废水特征。

　　2.5.1.麻纺织物染色工艺及其废水特性

　　麻纺织物包括亚麻、苎麻、黄麻和剑麻纺织物等，由于麻类纤维也属于天然植物纤维，其染色工艺及其使用的染料助剂与棉纺印染相近，麻纺坯布也先进行退浆、煮炼，然后再进行染色，染色主要采用还原染料、活性染料和直接染料。所以麻纺织物染色废水水质与棉纺品印染的废水水质近似，因麻纤维在加工前经过了脱胶、拷麻和漂白处理，故麻纺织物染色废水的污染物浓度比棉纺品印染废水略低。

　　2.5.2.缝纫线染色工艺及其废水特性

　　缝纫线除缝合功能外，还起着装饰作用。缝纫线的原料主要为涤纶长丝、涤纶短丝、高支棉和涤棉等。涤纶缝纫线的染色大多使用分散染料，为了提高上染率，一般在高温高压的筒子缸内染色，因而其废水的温度很高、水量少、可生化性较差。

　　2.5.3.拉链、织带染色工艺及其废水特性

　　拉链具有独特功能，同时还成为一种装饰，各种不同的拉链让衣服看起来更加复杂多变，塑造强烈、鲜明的线条感，拉链布带颜色也是五彩缤纷的。拉链带和织带产品原料主要选用涤纶、涤棉、锦纶、丙纶、尼龙、人造丝、真丝和棉纱等，此外还采用金银丝等辅助材料。染色染料采用分散染料、酸性染料、活性染料和直接染料等。

　　拉链布带和织带的染色根据其原料不同而采用不同的染色工艺，其废水的特性为：水质变化大、水量少、温度有时很高、有机污染物浓度高、可生化性较差。

　　2.5.4.袜子染色工艺及其废水特性

　　袜子属于纬编针织物的成形产品，根据编织袜子所使用的原料，可分为棉纱线袜、羊毛线袜、锦纶丝袜、弹力锦纶丝袜、锦棉混纺袜、棉腈混纺袜以及天然丝袜等。

　　棉袜的染色工艺类似棉针织品，废水与之相似。同样道理，其他原料袜子的染色和废水特征与其对应的针织品染色废水相似。

　　2.5.5.印花的废水特性

　　印花产品时尚性强，选择性大，我国2001年印花布生产43亿米，在亚洲占首位，印花布生产主要技术含量有了明显提高。印花布使用的染料主要是涂料、活性、分散三大类。主要分为涂料印花和糊料印花，数码喷射印花是20世纪90年代国际上出现的最新印花技术，是对传统印花技术的一个重大突破，是集计算机、电子信息、机械多种学科于一体的综合性高新技术。

　　印花废水中含有大量糊料和涂料，尤其是含化学浆（如PVA等）废水很难处理。目前，亚太地区有紧跟欧美使用淀粉等易降解浆料的趋势，尽量少用或不用化学浆料，开发和使用用水量少又易于清洗、易于降解、有利于降低能耗和减少污染的天然印花糊料或变性糊。

　　印花废水的特征是污染物浓度高、悬浮物高，使用淀粉浆的废水可生化性较好，使用化学浆的废水可生化性差，处理难度大。

　　其废水水质一般为：CODCr1500～5000mg／L，BOD5300～1000mg／L，pH值6～9，SS500～1000mg／L。

　　2.5.6.其他印染织物染整及其废水特性

　　还有床单、毛巾、蜡染和绣花等印染废水，床单和毛巾废水与棉织物废水相似，蜡染废水比较特殊，先应回收松香后再进行废水处理，绣花厂废水中含有大量PVA浆料，处理此类废水时应谨慎。

　　三、结语

　　印染企业应采用清洁生产工艺和技术，严格控制其生产过程中的用水量、排水量和产污量。积极推行ISO14000（环境管理）体系标准，采用现代管理方法，提高环境管理水平。

　　印染废水因不同工艺和不同时间而变化，因此，我们应充分了解其生产工艺和废水水质，根据棉纺、毛纺、丝绸和麻纺等印染产品的生产工艺和水质特点，制定合适的废水处理工艺，实现达标排放。