Ковтун Л.Г. Технология отделки трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

щества. Концентрация неионогенных ПАВ снижается при этом

в среднем на 60 %, анионных — на 42%. Цветности уменьша-

ется на 40%, химическое потребление кислорода (ХПК)—на

26—30 %, полное биологическое потребление кислорода

(БПКполв)—на 28—32 %, а количество взвешенных частиц —

на 50—70 %.

Установка для напорной флотации показана на рис. 2. Сточ-

ная вода поступает в приемный резервуар 1, а оттуда с по-

мощью насоса 2 в напорный бак 3. Через специальную трубу

в сточную воду поступает сжатый воздух, и в напорной емко-

сти происходит интенсивное перемешивание воды с воздухом

при избыточном давлении 300—500 кПа. Затем смесь воды

с воздухом отводится по трубе и направляется во флотатор 4,

в котором примеси и загрязнения (шлам) всплывают вместе

с пузырьками воздуха на поверхность и отводятся через верх-

ний слив.

Достоинством процесса флотации является его непрерыв-

ность, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты,

возможность рекуперации удаляемых веществ. В случае необ-

ходимости окисления его можно совместить с флотацией.

В последние годы получила распространение ультрафиль-

трация, основанная на использовании мембран, через которые

при фильтрации проходят только молекулы воды и неорганиче-

ские соли, а большинство органических веществ задерживается

и может быть далее рекуперировано и повторно использовано.

К химическим способам очистки сточных вод относятся ней-

трализация, коагулирование и флокулирование, а также окис-

ление или восстановление. В результате реакции между загряз-

нениями и реагентами образуются новые вещества, выпадающие

в осадок или выделяющиеся в виде газов.

Из химических способов очистки сточных вод красильно-от-

делочных предприятий широкое распространение получила коа-

гуляция— процесс укрупнения дисперсных частиц, в результате

которого ускоряется осаждение тонкодисперсных примесей.

Б качестве коагулянтов применяют соли алюминия или железа

(сульфат алюминия, сульфат железа, хлорное железо). Коагу-

Стчная

вода'

Рис. 2. Установка для напорной флотации

лянты в воде образуют хлопья гидратов оксидов металлов, ко-

торые быстро оседают, адсорбируя при этом различные колло-

идные, взвешенные и некоторые растворенные вещества.

Эффективным способом очистки сточных вод является элект-

рохимический. В процессе электрохимического окисления веще-

ства, находящиеся в сточных водах, например красители, рас-

падаются с образованием углекислого газа, аммиака и воды.

Однако при этом в очищаемых водах иногда образуются про-

дукты полураспада, которые оказываются еще более токсич-

ными, чем сами красители.

Биохимические способы основаны на разрушении примесей

в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Биохимиче-

ской очистке подвергаются бытовые сточные воды и смесь быто-

вых с промышленными. Но при подаче промышленных сточных

вод на биохимическую очистку необходимо учитывать, что

многие вещества, входящие в состав промышленных сточных

вод, являются токсичными и подавляют жизнедеятельность бак-

терий. Поэтому промышленные сточные воды следует подвер-

гнуть предварительной очистке с помощью других способов или

разбавить в достаточной степени бытовыми сточными водами.

Температура сточных вод, направляемых на биохимическую

очистку, должна быть не выше 25 °С, рН 6,5—8,5, а БПК 800—

1000 мг/л.

Кроме того, они не должны содержать токсичных для микро-

флоры веществ в количестве, превышающем ПДК.

Известны аэробные и анаэробные способы биохимической

очистки. Аэробный способ основан на использовании аэробных

микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходим

постоянный приток кислорода. При аэробной очистке микроор-

ганизмы культивируются в активном иле. Аэробная очистка

может происходить в естественных условиях (на полях ороше-

ния, полях фильтрации и биологических прудах) или в искус-

ственных сооружениях — аэротенках и биофильтрах. Аэротен-

ками называют железобетонные аэрируемые резервуары, через

которые протекает аэрированная смесь сточных вод с актив-

ным илом. Аэрация (насыщение сточной воды воздухом) необ-

ходима для насыщения воды кислородом и предотвращения осе-

дания ила.

При выборе способа очистки нужно учитывать не только

вид загрязнений, объем сточных вод и требуемую степень

очистки, но и стоимость различных способов очистки, так как

стоимость очистки в ряде случаев растет быстрее, чем степень

чистоты.

Стоимость очистки сточных вод механическими способами

составляет: при отстаивании 1—5 коп./м®, флотации 4—

12 коп./м®, фильтрации 6—16 коп./м®. При использовании фи-

зико-химических способов удельные капиталовложения возрас-

тают приблизительно в 10 раз, а эффективность очистки — всего

в 1,5 раза.

Наиболее дешевая очистка достигается в централизован-

ных очистных сооружениях, так как при большом объеме сточ-

ных вод с разных производств и бытовых сточных вод проис-

ходят их разбавление и нейтрализация ряда веществ. Поэтому

многие предприятия стремятся присоединить свои канализаци-

онные сети к городским сетям.

§ 3. МЕРОПРИЯТИЯ по СОКРАЩЕНИЮ СБРОСА ЗАГРЯЗНЕННЫХ

СТОЧНЫХ ВОД

Радикальным путем решения экологической проблемы является

внедрение так называемой безотходной технологии. Под этим

понятием подразумевают комплекс мероприятий и такую орга-

низацию технологических процессов, при которой до минимума

снижается количество вредных выбросов, в частности сильно за-

грязненных сточных вод.

Основными путями уменьшения количества загрязненных

сточных вод являются:

совершенствование технологических процессов и разработка

нового оборудования с меньшим уровнем выбросов (использо-

вание оборудования с малым модулем обработки, организация

противотока при промывке, внедрение непрерывных способов

отделки);

замена токсичных й биологически нерасш,епляемых веществ

нетоксичными и биологически расщепляемыми;

повторное использование остаточных красильных ванн;

повторное использование условно-чистых вод (прошедших

неполный цикл очистки) и организация оборотных систем для

охлаждения оборудования непосредственно в технологических

процессах;

контроль за расходом воды, сокращение непроизводительных

потерь, экономное расходование воды на вспомогательные

нужды.

§ 4. ТЕКСТИЛЬНО-ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА

В технологических процессах красильно-отделочного производ-

ства при обработке волокнистых материалов применяют раз-

личные химические вещества, которые объединяются под об-

щим названием «текстильно-вспомогательные вещества». К ним

относятся ПАВ, кислоты и щелочи, окислители и восстанови-

тели, соли, органические растворители, полимеры и полимеро-

образующие вещества, оптически отбеливающие вещества, ин-

тенсификаторы крашения, гидротропные вещества и др.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — вещества, спо-

собные адсорбироваться на границе раздела фаз и снижать по-

верхностное натяжение. Обладая поверхностной активностью,

они проявляют свойства смачивателей, диспергаторов, эмульга-

торов, солюбилизаторов, а также выравнивателей при краше-

нии, мягчителей и антистатиков и поэтому широко применя-

ются в различных процессах красильно-отделочного производ-

ства: отваривании, крашении, промывке, белении, мерсеризации,

печатании и аппретировании.

По химическому строению и свойствам ПАВ делятся на не-

ионогенные и ионогенные.

Последние в свою очередь делятся на анионоактивные и ка-

тионоактивные.

Неионогенные ПАВ в последние годы заняли доминирую-

щее положение. Их достоинством является то, что они не сни-

жают моющего действия в жесткой воде и обладают комплек-

сом «полезных» свойств: могут использоваться как моющие пре-

параты, смачиватели, антистатики, мягчители, выравниватели

при крашении волокнистых материалов, входят в составы за-

масливающих и аппретирующих веществ. Неионогенные ПАВ

представляют собой продукты взаимодействия оксида этилена

со спиртами, алкилфенолами, жирными кислотами. Их формула

в общем виде R—0(^СНг—CHg—О—)„Н или R—С00(—

^СН2-СН2-0-)„Н.

В зависимости от степени оксиэтилирования и строения гид-

рофобной части их свойства изменяются в широком диапазоне.

С увеличением числа оксиэтильных групп повышается раство-

римость препаратов, устойчивость к солям жесткости, эффек-

тивность их как выравнивателей, но несколько снижаются мою-

щие, эмульгирующие и смачивающие свойства (табл. 5).

Простейшими из анионоактивных ПАВ являются мыла.

Мыла — широко распространенные моющие средства, пред-

ставляющие собой натриевые или калиевые соли высших жир-

ных карбоновых кислот, в основном пальмитиновой, стеарино-

вой и олеиновой. В общем виде они могут быть представлены

формулой RCOONa, где R — углеводородный радикал с числом

углеродных атомов 15—17.

Анионоактивные синтетические ПАВ представляют собой

сульфатированные жиры, масла и жирные кислоты, спирты.

Алкилсульфаты, являющиеся натриевыми солями сульфо-

эфиров, имеют общую формулу ROSOsNa. К ним относится

препарат ТМС (стиральный порошок «Новость»), сульфирол-8,

препарат «Прогресс» и др.

Алкиларилсульфонаты — соли сульфокислот, имеющие об-

щую формулу RSOsNa. К ним относятся сульфонолы, диспер-

гатор НФ, смачиватель НБ и др.

По сравнению с мылами, которые обладают хорошими мою-

щими и эмульгирующими свойствами, алкилсульфаты и алкил-

арилсульфонаты, хотя и обладают несколько худшими смачи-

о.

са м

СЗ

о.

се

о.

се

и п

л X

л S

а.

са

а.

01 л

S ч

СП

ЯЗ

п S

5 S

S сг

Э й

се

а m

и S

о.

= |5

8 ^ !

^ 00

с "

i : 5

Я.

О)

о.

а; О)

о. а. о.

С С С

ср

о,

о.

а,

о.

оС?

3-1

Си a-

3 ffi

ffl g

B-

о.

из

+ .

о.

вающими и эмульгирующими свойствами, лучше растворимы

в воде, устойчивы в жесткой воде и не теряют в ней своих мою-

щих свойств. Кроме того, они устойчивы в кислых и щелочных

растворах.

Катионоактивные ПАВ — вещества, у которых поверхност-

ной активностью обладает катион [R4N]+Ac-, где Ас- — кислот-

ный остаток. По химической структуре они чаще всего пред-

ставляют собой производные четвертичных аммониевых со-

единений. В текстильной промышленности наиболее часто

используются как выравниватели, закрепители красителей или

как аппретирующие вещества (мягчители, антистатики и т. д.).

Выпускные формы ПАВ редко представляют собой какие-

либо индивидуальные соединения. Это объясняется, во-первых,

тем, что при синтезе образуются, как правило, смеси различ-

ных продуктов синтеза и далеко не всегда удаляются промежу-

точные продукты. Во-вторых, выпускные формы представляют

собой смесь (специально подобранную) различных продуктов

для улучшения моющего, смачивающего и тому подобного дей-

ствия, достигаемого благодаря синергическому эффекту (когда

один из продуктов усиливает действие другого). Например, мно-

гие продукты содержат смесь неионогенных и анионоактивных

ПАВ (сульфосид 31, прекомерцин) или анионоактивных ПАВ

с небольшими добавками органических растворителей, что по-

вышает их моющее действие и облегчает удаление масляных

пятен.

Одним из важнейших требований, предъявляемых к ПАВ,

является их биологическая разлагаемость. По стандартам, дей-

ствующим в странах — членах СЭВ, все ПАВ по биологической

разлагаемости делятся на три группы:

I — биологически хорошо разлагающиеся (Кразл не менее

85 %, т. е. разлагается не менее 85 % препарата);

П — со средней биологической разлагаемостью (/Сразл 70—

85%);

П1 — биологически трудно разлагающиеся {Кразл ме-

нее 70 %).

ПАВ выпускаются в виде паст, иногда в виде порошков и

поступают на предприятие в бочках или в бумажных мешках

(порошки).

Кислоты применяют в основном для создания кислой среды

при крашении, печатании, а также для разрушения раститель-

ных примесей при карбонизации шерсти. В красильно-отделоч-

ном производстве наиболее широко применяют серную, уксус-

ную, муравьиную, щавелевую, реже соляную, азотную, молоч-

ную кислоты.

Щелочи применяют для создания щелочной среды при отва-

ривании, белении, крашении, мерсеризации. Наиболее широко

применяют гидроксид натрия и водный раствор аммиака. Кроме

того, для создания щелочной среды используют карбонаты ще-

лочных металлов: соду ЫагСОг, бикарбонат натрия NaHCOs,

поташ К2СО3.

Нейтральные соли (поваренную NaCl и глауберову N32804)

применяют при крашении для повышения или замедления сорб-

ции красителей. Кислые соли (соли, создающие при гидролизе

кислую среду: сульфат, ацетат, хлорид аммония или хлорид

цинка) применяют для создания кислой среды при крашении,

белении, заключительной отделке. Соли хрома, меди применяют

для закрепления красителей, силикат и метасиликат натрия —

в качестве стабилизаторов при белении.

Окислители (пероксид водорода Н2О2, гипохлорйт натрия

NaClO, хлорит натрия NaClOz и др.) применяют при белении,

нитрит натрия NaN02 — при крашении кубозолевыми красите-

лями, бихромат калия К2СГ2О7 — при крашении хромовыми

красителями.

Восстановители используют при крашении и печатании,

а также при белении волокон, неустойчивых к окислителям.

Наиболее широко используют такие восстановители, как дитио-

нит натрия (гидросульфит натрия) N328204, ронгалит

NaH802'CH20-2H20, диоксид тиомочевины (ЫНг^гСЗОг, сер-

нистый натрий N328.

Кроме перечисленных препаратов в красильно-отделочном

производстве широко применяют органические растворители,

полимеры, предконденсаты смол, кремнийорганические соедине-

ния, пленкообразующие, закрепители, интенсификаторы — слож-

ные органические соединения, необходимые в большинстве слу-

чаев для заключительной отделки и придания специальных

свойств волокнистым материалам. Эти вещества будут подроб-

нее рассмотрены в соответствующих разделах.

§ 5. ХРАНЕНИЕ ХИМИКАТОВ, ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ

ТЕКСТИЛЬНО-ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ.

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ХИМСТАНЦИИ

Каждая партия химических веществ, поступающих на пред-

приятие, подвергается в химической лаборатории анализу, целью

которого является определение качества химического реактива,

степени соответствия стандартам, концентрации активного ве-

щества, а для красителей — красящего вещества. Так как в про-

изводстве применяются технические продукты, в процессе ана-

лиза проверяют также наличие и концентрацию тех или иных

сопутствующих веществ и примесей.

Все текстильно-вспомогательные вещества хранят на цент-

ральных складах и в кладовых химических станций красильно-

отделочных производств или цехов. Склады и кладовые дол-

жны быть изолированы от бытовых и других производственных

помещений, оборудованы системой вентиляции. В них должна

поддерживаться постоянная влажность и температура не выше

30 °С. Горючие, ядовитые и взрывоопасные вещества должны

храниться на отдельных складах с соблюдением всех необходи-

мых мер предосторожности. Все вещества следует хранить

в специальных емкостях с плотно закрывающимися крыщками.

Не допускается хранение легковоспламеняющихся веществ вме-

сте с окислителями. Все емкости должны иметь надписи.

Химические материалы и красители подают в красильные

аппараты в виде концентрированных растворов или дисперсий

(а не в виде твердых веществ), что ускоряет распределение

химических реактивов по всему объему аппарата и обеспечи-

вает равномерность обработки волокнистого материала. Кон-

центрация веществ в этих растворах колеблется от 100 до

400 г/л в зависимости от вида и свойств химических реактивов.

Приготовление концентрированных растворов осуществляется

на химических станциях красильно-отделочного производства.

Разработана и на многих предприятиях внедрена автомати-

ческая система приема, приготовления, транспортирования и до-

зирования химикатов — эрлифтно-пневматическая химстанция.

Автоматизированная химстанция включает в себя три уча-

стка: приготовления и хранения химикатов, дозировочное отде-

ление и пульт управления.

Участок приготовления и хранения химических материалов

осуществляет прием, приготовление и хранение концентриро-

ванных растворов в соответствии с технологическими инструк-

циями для каждого химического препарата. Для этого на

участке имеются реакторы для растворения химикатов, пред-

ставляющие собой баки вместимостью до 5 м®, оборудованные

мешалкой и системой для нагревания; емкости для хранения

растворов вместимостью до 10 м^. В каждой такой емкости

установлен монжус, или монтежю (от фр. monter — подни-

маться, jus — сок, вода),— вытеснитель — устройство для подачи

воды путем вытеснения ее сжатым воздухом. С помощью мон-

жуса растворы «передавливаются» в раздаточные отделения.

Участок оборудован монорельсовой дорогой для подачи хими-

ческих материалов к реакторам.

Система дозирования состоит из расходных баков вмести-

мостью до 50 л, перекачивающего эрлифта, дозирующего эр-

лифта, гибких шлангов, приемных воронок, число которых равно

числу аппаратов для обработки волокнистых материалов. Эр-

лифт представляет собой трубу определенного диаметра

(рис. 3), к нижнему отверстию которой подводится по трубе

меньшего диаметра сжатый воздух. Благодаря подаче воздуха

в трубе эрлифта создается разрежение, и жидкость, смешанная

с пузырьками воздуха, поднимается по ней и через гибкий

/ аппаратам

Рис. 3. Принцип устройства эр-

лифта

шланг поступает в приемную во-

ронку, а затем самотеком направ-

ляется к красильным машинам.

В верхней части трубы эрлифта

расположен газосепаратор для уда-

ления воздуха.

Химикаты, поступающие на

склад, в зависимости от их физиче-

ского состояния перекачиваются

или сразу в емкости-хранилища,

где разбавляются до нужной кон-

центрации, или в реактор для рас-

творения или разваривания, а от-

туда в емкости-хранилища. Далее

через монжус раствор химического

реактива поступает в расходный

бак. В каждом из баков должно быть столько эрлифтных доза-

торов, сколько имеется красильных машин.

Дозирование и раздача доз растворов химикатов осуществ-

ляется следующим образом. По заявке рабочего оператор через

пульт управления выдает команду на дозирование. Команды

в виде пневмоимпульсов поступают на соответствующий эрлифт-

ный дозатор. Продолжительность пневмоимпульсов (продолжи-

тельность подачи сжатого воздуха) пропорциональна дозе рас-

твора, выдаваемого в соответствующую воронку, через которую

раствор по индивидуальному трубопроводу поступает в соответ-

ствующую красильную машину. Для точности 'дозирования

в расходном баке должен быть постоянный уровень раствора,

поэтому по мере его потребления происходит автоматическое

пополнение бака путем выдавливания раствора сжатым возду-

хом из монжуса.

Применение эрлифтных систем дозирования обеспечивает

удобство дистанционного управления, которое осуществляется

с пульта, и точность дозирования.

Расчет потребного количества концентрированных растворов,

необходимых для отделки, осуществляют на основании рецеп-

туры, размера партии изделий, вида оборудования и модуля

ванны, а при непрерывных способах — степени отжима.

Расход химикатов m на партию волокнистого материала при

периодических способах обработки, если в рецепте он выражен

в процентах массы волокна Р, определяют по формуле

m = GP/100,

где Q — масса партии обрабатываемого текстильного материала, кг.

Если количество химиката в рецепте выражено его концен-

трацией, то расчет ведут по формуле

/п = 1/рСр/1000 или /n = GMCp/1000, так как Vp = GM,