3月17日，浙江理工大学承担的两个“纺织之光”应用基础研究项目“基于贝叶斯网络的智能无循环提花织造方法研究”和“环境催化纤维降解染料的基础研究”在杭州通过了由中国纺织工业联合会组织的专家验收。中国纺织工业联合会科技发展部副主任张慧琴、纺织之光科技教育基金会秘书长张翠竹以及项目验收专家等出席了会议。今天小编为大家推荐《印染废水处理纺织工业论文 (精选3篇)》，希望对大家有所帮助。
聚合硫酸铁铝处理印染废水
摘要：
以钛白粉副产品七水硫酸亚铁和工业含铝材料为原料，研制了1种无机高分子复合絮凝剂聚合硫酸铁铝(PFAS)用于印染废水处理，通过扫描电镜分析发现新合成的聚合硫酸铁铝具有独特的空间立体褶皱状结构。在单因素的基础上，探究了pH和PFAS投加量对印染废水的COD、浊度去除效果和形成污泥体积的影响，以及 PFAS与常见絮凝剂(PFS、PAC和CPAM)对印染废水除COD、除浊效果和生成污泥体积的比较研究。试验结果表明：当PFAS投加量为0.30 g/L， pH为8.5时， 印染废水的COD去除率达到830%，浊度去除率可达到95.0%， 生成污泥体积为52.8 mL，PFAS对印染废水的COD和浊度去除效果优于PFS、PAC和CPAM。
关键词：
水处理剂;聚合硫酸铁铝;印染废水;水处理
近年来，在纺织工业中，印染废水[1]的污染越来越严重[2]，据不完全统计，每年生产1×105 t染料，要产生7×105 t左右的印染废水[3]，对环境造成极大的破坏。印染废水中含有大量的有机物，成分复杂，其CODcr值高，碱性大，难以处理[47]。印染废水的处理方法主要有曝气法、物化法[810]、生物法[1112]、中和法、絮凝法、氧化法、吸附法、膜分离法等[1314]。邹华生等[15]采用超声场耦合曝气生物填料塔处理印染废水，对印染废水的CODcr去除和色度都有较好的去除率，但是此方法处理过程麻烦，耗能高，不能够大范围使用。刘久清等[16]采用混凝膜生物反应器工艺处理印染废水，出水 CODcr去除率高达86.6% ，BOD、色度、浊度以及悬浮固体(SS)质量浓度几乎为0，虽然对印染废水的去除效果较好，但技术不太成熟，处理费用高。絮凝法对印染废水的处理具有效果稳定，成本低等特点，絮凝法被广泛应用与印染废水处理中[17] 。李荣庭等[18]采用聚二甲基二烯丙基氯化氨(PDMDAAC)及其复合絮凝剂对4种模拟印染废水进行处理，PFSFeSO4PDMDAAC复合絮凝剂处理直接黄棕和碱性玫瑰精模拟废水，其脱色率均较高，分别达到95.17%和9030%，具有较好的效果。混凝法用于印染废水具有较好的前景。
郑怀礼，等：聚合硫酸铁铝处理印染废水
本文以钛白粉副产物七水硫酸亚铁和工业含铝材料为原料，制备出絮凝性能优越的聚合硫酸铁铝，具有水解强、絮凝时体积大、凝聚力强、沉降快、强度好、残余色度小等特点。主要研究了PFAS的制备方法，PFAS投加量和印染废水的pH对印染废水的COD、浊度去除效果的影响，并将自制的PFAS与市售絮凝剂(PFS、PAC和CPAM)进行了絮凝性能的比较，絮凝试验表明自制的PFAS絮凝性能优于市售絮凝剂(PFS、PAC和CPAM)。
1实验部分
1.1仪器与试剂
仪器：TU1900紫外可见分光光度计，北京普析仪器通用有限责任公司;ZR46混凝试验搅拌机，深圳;DR2800 COD仪，美国;ZBX4型浊度计，西南师范大学电子产品开发部;HJ4型多位磁力搅拌机，深圳天南海北实业有限公司;DKS22型电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司。
试剂：钛白粉副产物七水硫酸亚铁(重庆渝钛白有限公司);工业含铝材料(山东);工业浓H2SO4(重庆川东化学试剂厂);工业浓HNO3(重庆川东化学试剂厂);工业H3PO4(重庆川东化学试剂厂);工业NaOH(重庆川东化学试剂厂);除特别标注外均为分析纯，水为蒸馏水。
1.2PAFS絮凝剂的制备
将七水硫酸亚铁置于烧杯中，加入蒸馏水搅拌成均匀的糊状硫酸亚铁混合液;然后加入一定量的浓硫酸进行酸化;在酸化后的混合液中加入一定量工业硫酸铝，搅拌均匀后加适量的蒸馏水稀释并搅匀;将烧杯放入水浴锅中搅拌并加入浓硝酸，在一定温度下加热30～60 min，同时慢速搅拌;在合成过程中加入适量磷酸促进聚合;在搅拌的同时边缓慢滴加氢氧化钠溶液调节其碱化度，此后将所得产品静置熟化24 h得到棕色的液体。
1.3絮凝实验
印染废水：取自重庆市某印染厂，水质呈黑色，有臭味，浊度：250～300 NTU，COD：1 400～2 800 mg/L，pH：8.4～8.9。
试验方法：分别取500 mL废水置于烧杯中进行絮凝试验。加入一定量的絮凝剂后，用ZR46搅拌机以200 r·min-1快速搅拌2 min，60 r·min-1慢速搅拌8 min，沉降30 min，测污泥体积，取上清液检测COD和浊度去除率，实验皆在室温下进行。
COD的测定采用重铬酸钾法(GB119142-89)，浊度采用ZBX4型浊度计快速测定。
2结果与讨论
2.1扫描电镜分析(SEM)
将制备好的PFAS置于真空干燥箱中，于70℃左右烘干，进行喷金预处理，扫描其形貌结构。其结果如图1所示，分别是扩大50、500、2 000、3 000倍。
图1聚合物PFAS的扫描电镜图
通过电镜扫描，对合成的PFAS的形貌结构进行分析，结果见图1。由图1可以看出合成后的聚合硫酸铁铝呈褶皱类花瓣状结构，呈现很强的凝聚态，与实际显示的外观粘稠性相符，这说明新合成的聚合硫酸铁铝具有独特的空间立体褶皱状结构，这种结构形状具有较大的比表面积和较强的吸附架桥能力，这样处理污染物时，通过网捕和吸附中的小颗粒，将胶体和悬浮物颗粒卷扫下来，形成絮状沉淀[19]。
2.2pH对PFAS处理印染废水的影响
试验通过用浓度为0.1 mol/L的HCl和NaOH对印染废水进行pH调节，使得pH分别为4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5、10.5。考察
由图2可知，当pH值为7.5～9.5时，浊度去除率均大于89.7%，当pH值为8.5时，浊度去除率为95.0%，水样的pH值对COD的去除率影响也较大。当pH值在7.5～9.5时，COD去除率均较高，在74.0%以上，当pH值为8.5时，COD去除率为83.0%。这可能因为：当pH值过低时，印染废水中阳离子絮凝剂电中和能力减弱，从而混凝效果降低;随着pH值的增大，Fe(Ⅲ)和AL(Ⅲ)水解形成很多单核及多核羟基络离子，具有极强的电中和能力，能吸附微粒以压缩双电层，使微粒脱稳，加之生成的聚磷酸为高分子结构，具有很强的吸附架桥作用，因此PFAS混凝剂具有良好的混凝效果。当pH过高时，絮凝剂容易水解，混凝效果较低[20]。印染废水水样的pH值为8.4～8.9，所以不需要调节印染废水水样的pH值，就能达到很好的COD和浊度去除效果。
由图3可知，在PFAS投加量为0.30 g/L时，处理印染废水时，生成的污泥体积在pH为7.5～85时，污泥体积增长较少，这是因为在pH为7.5～8.5时PFAS絮凝剂具有极强的吸附架桥作用和良好的混凝效果，使得生成的污泥体积较为密实，易沉淀。
2.3投加量对处理印染废水影响
试验考察了絮凝剂的投加量对印染废水处理效果的影响，PFAS投加量分别为0.10～1.10 g/L。由于印染废水本身的pH在8.4～8.9之间，试验水样不进行pH调节，研究结果如图4、图5所示。
图4PFAS投加量对处理印染废水COD、浊度去除率的影响
图5PFAS投加量对处理印染形成污泥体积的影响
图4表明，随着PFAS絮凝剂投加量增大，印染废水中浊度及COD的去除率先逐渐增大，当混凝剂的投加量为0.30 g/L时，混凝效果最好，浊度去除率达到95.0%，COD去除率达到83.0%，投加量继续增大，混凝效果反而变差，浊度和COD去除率下降。原因可能是开始投加絮凝剂时，由于能够降低微粒的表面ζ电位，胶粒之间的表面斥力下降，废水中的微粒开始絮凝，随着PFAS投加量的增加，微粒的表面电位逐渐下降至零，印染废水的微体颗粒产生快速絮凝，继续增大PFAS的投加量，印染废水的微粒被过多的絮凝剂包裹，失去与其它微体胶粒结合的机会，这时微体胶粒的表面ζ电位又开始回升，斥力增加，达到另一种相对稳定的状态，出现反稳现象不易凝聚，导致絮凝效果变差[21]。
由图5可知，生成的污泥体积都是随着PFAS投加量的增大而增大，但是在PFAS投加量为0.30～050 g/L时，污泥体积增长较少，这可能是因为在pH为8.5左右时，PFAS投加量为0.30～0.50 g/L时，PFAS絮凝剂具有极强的吸附架桥作用和吸附电中和作用，能够降低微粒的表面ζ电位，使得胶粒之间快速絮凝。
2.4不同絮凝剂对处理印染废水的影响
根据絮凝试验方法，考察了不同絮凝剂PFAS、CPAM、PFS、PAC对印染废水的处理效果的影响，由于印染废水本身的pH在8.4～8.9之间，试验水样不进行pH调节，研究结果如图6～图8所示。
图6投加量对处理印染废水COD去除率的影响
由图6知：随着絮凝剂PFAS、CPAM、PFS、PAC投加量的增大，生活污水COD去除率的曲线均呈现出先增大后减小的趋势，PFAS、CPAM、PFS与PAC的投加量分别在0.30、0.30、0.90、0.70 g /L时，印染废水COD去除率达到最大值，分别为830%、79.0%、75.6%、79.3%。可见新合成的絮凝剂PFAS印染废水COD去除效果优于CPAM、PFS和PAC。这是因为，PFAS的水解产物是1种具有高正电荷、高聚合度的高分子化合物，通过扫描电镜发现聚合硫酸铁铝呈褶皱类花瓣状结构，这种结构形状具有较大的比表面积和较强的吸附架桥能力，因此在碱性条件下其COD去除效果强于CPAM、PFS和PAC。
图7投加量对处理印染废水浊度去除率的影响
从图7可见，4种絮凝剂对印染废水的浊度都具有一定的处理效果，但PFAS絮凝剂对印染废水的浊度去除效果明显优于CPAM、PFS和PAC，在PFAS的投加量为0.30 g/L时，浊度去除率为950%。主要因为PFAS絮凝剂中含有大量的Fe3+和Al3+离子，具有较高的正电荷，可有效降低印染废水胶粒的电位，使其脱稳.PFAS絮凝剂中的铁离子和铝离子在碱性条件下水解，不断生成带电的氢氧化物络合离子并形成多核羟基络合物，该络合物在较高的pH下的吸附架桥和网捕能力强，混凝效果好，能使难溶化合物及细小的颗粒从水中分离出来，更加强化了吸附与絮凝沉降的过程[22]。因此，PFAS絮凝剂具有凝聚絮凝两个过程，在处理印染废水时，集吸附电中和、凝聚吸附架桥沉淀网捕于一体。所以，与CPAM、PFS和PAC相比PFAS絮凝剂具有更好的絮凝沉降性能，其对印染废水的浊度去除效果好。
图8投加量对处理印染形成污泥体积的影响
由图8知，4种不同的絮凝剂在投加量相同的时候，PFAS在处理印染废水时生成的污泥体积多于CPAM、PFS和PAC，同时PFAS在投加量为030～0.50 g/L时，污泥体积增加量较少，这主要是因为新合成的PFAS絮凝剂中Fe(Ⅲ)和AL(Ⅲ)水解形成很多单核及多核羟基络离子，具有极强的电中和网捕作用，电中和作用使印染废水中大多数胶体微粒脱稳，而网捕作用便将脱稳之后的胶粒紧紧网捕在一块，生成较多的污泥。
3结论
通过扫描电镜分析发现新合成的聚合硫酸铁铝具有特的空间立体褶皱状结构。对于浊度为250～300 NTU，COD为140～2 800 mg/L，PH为8.4～8.9的印染废水，最佳投加量为0.30 g/L，最佳的pH为8.5，自制聚合硫酸铁铝絮凝剂的浊度去除率达到95.0%左右，COD去除率达到83.0%左右，生成污泥体积为52.8 mL，形成絮体较为密实。PFAS和PFS、PAC、CPAM相比较而言，PFAS在投加较小量的情况下就可以获得较好的COD和浊度去除效果。
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(编辑王秀玲)
作者：郑怀礼等
浙江理工大学“纺织之光”应用基础研究项目通过结题评审
3月17日，浙江理工大学承担的两个“纺织之光”应用基础研究项目“基于贝叶斯网络的智能无循环提花织造方法研究”和“环境催化纤维降解染料的基础研究”在杭州通过了由中国纺织工业联合会组织的专家验收。中国纺织工业联合会科技发展部副主任张慧琴、纺织之光科技教育基金会秘书长张翠竹以及项目验收专家等出席了会议。
“基于贝叶斯网络的智能无循环提花织造方法研究”项目根据设计师的要求按照层次进行了贝叶斯网络的建模、学习与推理，构造了单个花回的图案设计与多个图案的衔接布局的两个贝叶斯网络。单图案设计首先根据设计师的先验知识，将图案分解的各单元作为素材，根据语义信息对其进行分类;然后确定表示素材属性的随机变量并按照属性的相互关系构造网络结构;接着从原素材中学习网络参数并修正网络结构;最后利用优化后的贝叶斯网络实现自动推理，设计出不同的单图案。多图案布局首先根据设计师经验，确定多图案布局的规则并构造初始贝叶斯网络;然后在试验过程中，在设计师的监督指导下学习、修正贝叶斯网络的结构与参数，直至趋于稳定;最后利用该贝叶斯网络对花型进行推理布局，实现了有限个花型图案的智能化排列组合变化。
在此基础上，项目提出了自适应任务数据文件生成方法，将分解的素材作为各自独立的花型进行组织表达、相互衔接以及织造工艺处理，形成电子意匠文件，实现了无循环提花织物织造工艺的控制。同时基于VC++语言编程，根据贝叶斯网络学习与推理的结果，把提花图案信息以特定的组合方式传送至电子提花机，实现了单台控制器与多台提花机之间的匹配，从而解决了智能无循环提花面料上机织造的关键技术问题。
该项目最终形成并申请注册了智能织造意匠文件自动生成软件系统 1 个;发表EI收录论文 1 篇，中文核心期刊 3篇;并形成多图案智能提花织造的新型面料50 m，产品质量达到国家标准。
验收专家组认为，该研究成果为多图案的智能无循环提花织造产品研发探明了路径，为面料的数字化设计创新提供借鉴，为提升纺织企业的技术与产品创新能力，提高产品附加值提供有效的方法与手段，对提升我国提花面料设计与织造智能化水平具有重要意义。
“环境催化纤维降解染料的基础研究”项目设计合成了 3 类金属酞菁催化剂，采用化学接枝、纺丝添加和表面负载等方法制备了纤维素纤维基环境催化纤维、活性碳纤维基环境催化纤维和碳纤维基环境催化纤维等 3 类新型环境催化纤维，利用环境催化纤维在氧化剂、可见光和电场驱动下催化降解染料废水，在技术上解决了以下 4 个重要问题：
(1)利用纤维素纤维、活性碳纤维和碳纤维作为载体，以新的键合方式与金属酞菁催化剂结合，提高了环境催化纤维的稳定性，可长时间循环使用;(2)在环境催化纤维中引入新的助催化基团，大大提高的环境催化纤维的催化活性;(3)制得的环境催化纤维环境适应能力大大改善，能在大量表面活性剂和助剂存在下，快速降解多种结构类型的染料;(4)拓宽了催化反应的pH值适用范围，将前期研究中pH值为酸性的反应条件拓宽至中性和碱性，可用于降解活性染料的染色废水。
上述问题的解决，有效提升了环境催化纤维在实际印染废水处理中的应用潜力，对后继研究中进一步提高环境催化纤维的催化能力和催化反应器的设计打下基础，有利于早日设计出可应用于实际印染废水处理的装置，在解决工程技术难题后，可用于染色废水的中水回用，也可与生物法联合进行印染废水处理。
同时项目实施期间，共发表SCI论文15篇，申请国家发明专利11项;已培养博士 1 人、硕士研究生12名，接受访问学者 1 人、博士后 1 人。验收专家组认为，该项目研究成果为复杂体系中运用高级氧化法提供了新思路，对催化功能性纤维材料的发展及应用具有重要意义。
作者：马磊
印染废水处理工艺与脱色技术探讨
摘 要：在印染废水中，存在着诸多的染料以及助剂，特点较多，通常具有较高的有机污染物浓度，较大的水量，以及可生化性较差、成分繁杂等等，能够对于周围的自然环境以及水体环境构成严重的危害性。当前，加强印染废水处理，已经成为非常重要的一项工作，对于维护生态环境的平衡，保护周围水体环境的卫生尤为关键。本文对于印染废水处理工艺以及脱色技术情况进行详尽的分析，提供给实践工作有价值的参考。
关键词：印染;废水处理工艺;脱色技术
纺织工艺应用到的原材料一共是三类，即棉花、羊毛以及合成纤维。纺织印染工艺在日常的生产期间会消耗大量的水资源，同时各个生产单元中能够形成颜色丰富以及含有活性剂染料和化学残留物，在印染废水内，一般都具有较高浓度的COD 以及BOD。印染废水中，芳香族杂环化合物属于染料主要成分构成，由于存在显色基团以及极性基团因此导致具有更加复杂性的结构，而且相对稳定，不容易实施降解。所以，对于现有印染废水处理工艺进行研究，采取先进的印染废水处理工艺，可以对环境以及工业生产形成关键作用。
一、印染废水处理的方法分析
(一)印染废水处理的物理法
物理处理法中，吸附法是常常应用到的一种举措。主要是把活性炭以及黏土等等具有多孔物质的粉末以及颗粒混合于废水，也可以通过颗粒状物形成滤床，让废水内污染物质在多孔物质表面部位进行吸附，以及可以被过滤去除。吸附处理应用的吸附剂是具有多种形式的，工程中应该充分的考虑到吸附剂对于染料具有的选择性特点，需要严格的遵循废水水质对于吸附剂展开科学的选择。例如，有关的研究指出，在pH=12的印染废水内，采取硅聚物作为吸附剂，能够有效的去除掉阴离子染料，达到95%以上。
(二)印染廢水处理的化学处理法
化学处理法较多，最普遍应用的就是混凝法、氧化法、电解法几种。在混凝法中，主要是通过采取混凝沉淀法以及混凝气浮法两种，而且混凝剂主要是应用铁盐或者铝盐，同时碱式氯化铝具有更好的架桥。当前，应用相对广泛的就是弱阴离子性高分子混凝剂，并且研究指出，将其联合应用硫酸铝，能够施展出最佳的成效。混凝法的优势包括操作便捷、管理方便、占地面积较小以及设备的投资不需要太大等，但是也具有处理亲水性染料效果较差、脱水困难等弊;在国外是普遍应用臭氧氧化法的，如果臭氧的用量控制在0.886g染料时，可以获得到80%的淡褐色染料废水脱色率，而且其对于很多的染料均能够得到显著的脱色成效;在电解法中，处理具有酸性染料的印染废水采取电解法方案，是可以发挥出良好效果的，可以获得到超过50%的脱色率，但是对于颜色相对较深以及CODcr较高的废水处理，效果欠佳。
(三)印染废水处理的生物处理法
当前国内的印染废水生物处理，主要是通过表面加速曝气以及接触氧化法的方式，而且应用较为广泛的也包括鼓风曝气活性污泥法、生物转盘法等等。为充分的实现低投资、低消耗以及高质高效的印染废水处理技术，近些年来加强了研究厌氧法结合好氧法的应用，并且得到了较高的成效，可对于废水实施预处理，同时消化剩余污泥。
二、印染废水处理工艺情况探究
(一)废水处理工艺流程
在当前，我国诸多大型的企业印染废水处理的方式主要是生化联合物化的方式，流程包括废水、格栅、泵、调节池、水解池、初沉池、生化池、二沉池、混凝沉淀池、出水等方面。
(二)工艺介绍
在调节池中，加酸中和调节好pH值，对于其他的水质以及水量指标进行科学的调节;水解池，就是通过厌氧菌、兼性菌将废水中难降解的大分子、杂环类有机物水解、酸化进行分解，最终得到简单的小分子有机物，将CODcr进行有效的降低，将废水可生化性进行增强。同时也能够对染料分子的显色基团形成破坏，将原水色度进行部分去除掉;好氧生化池，水解池内形成的简单小分子有机物，于好氧菌产生的功效下实施无机小分子的分解，使得去除掉有机污染物，并且确保基本的去除掉COD、BOD5。具体单元构筑物包括SBR、氧化沟等活性污泥工艺设备;混凝沉淀池，加入进混凝剂，将废水内部色度以及COD进行明显的降低，同时遵循实际的需求，也能够投加脱色剂以及除磷剂等到混凝池中去。
三、印染废水脱色技术
(一)吸附脱色技术
吸附脱色主要的优势即为经吸附的功效，把染料在水中去除掉，并且吸附的期间，可以对于染料结构具有保留。活性炭属于良好的吸附剂，具有较高的选择性，脱色性能依照顺序分别是碱性染料、直接染料以及酸性染料、硫化染料几种。
(二)氧化还原脱色
借助于氧化还原作用破坏染料的发色基团属于染料脱色处理的一种主要方案，不仅包括传统常规形式的氯氧化法，光氧化、电解氧化以及臭氧等均属于氧化还原脱色的重要方面。其中，高级氧化法脱色已经被明确认为是一种有效的方式，包括UV+H202、UV+O3，由于氧化期间形成自由基，形成的强氧化性是染料废水脱色的途径，对于偶氮染料产生的脱色成效最佳。
本节以臭氧脱色为例，分析臭氧脱色原理及在印染行业中应用。臭氧是一种浅蓝色的具有难闻气味的强氧化性气体，在常温下不能稳定存在。臭氧分子的半衰期为16min，由于其分解反应可以被氢氧根离子催化，所以可以在水中分解为氧气。臭氧的氧化能力很强，仅次于氟和羟基自由基，而且其发生分解反应后生产氧气，所以对环境不会产生二次污染影响。
臭氧处理印染废水中的有机污染物的反应途径有两条如图一，分别为：臭氧的直接反应和臭氧分解产生羟基自由基的间接反映。由于印染废水大部分为碱性废水，其中存在的氢氧根离子比较多，而氢氧根离子对于臭氧在水中的分解起着重要的作用。臭氧分子在碱性废水中发生二级反应，生成氧化性更强的羟基自由基，由于羟基自由基具有反应能力强、反应速度快、无选择性的特点，可以激发有机物环上的不活泼氢，通过发生脱氢反应从而形成有机分子自由基。而且，羟基自由基还可以通过取代羧基将芳香环上的磺酸基与硝基取代下来，破坏有机物的稳定性，生成不稳定的羧基取代中间体，直到完全反应为无机物。
(三)混凝脱色处理技术
这种技术包括无机混凝剂、有机絮凝物。其中，无机混凝剂主要就是包括金属盐类以及无机高分子聚合电解质，主要是具有铝盐、镁盐、钙和硅元素化合物等。有机絮凝剂包括表面活性剂以及天然高分子和改性絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂等。
结语：
在我国的传统支柱产业中，纺织工业属于最重要的一部分，并且印染厂占据的比例较大。随经济的不断发展，国内印染行业已经具有迅猛的发展和进步。但印染行业在进行生产期间需要排放大量的废水，对于环境而言无疑造成严重的污染现象。在我国的各行业内，印染废水的排放量已经是排污大户。面对绿色环保、可持续发展理念的不断深化，加强印染废水处理工作已经迫在眉睫。通过采取科学的废水处理工艺技术，是保护生态环境的重要途径，意义巨大。
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作者：温培锐
