專利名稱：一種廢舊邊角布料的臭氧脫色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印染的技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種廢舊邊角布料的臭氧脫色方法。利用臭氧在水中能放出氧化能力很強的初生泰來氧化廢舊邊角布料中的色素或脫除印染廢水中的色素。
背景技術(shù)：
在我國工業(yè)廢水中，印染廢水占的比例較大，因其有機物含量高，成分復(fù)雜，色度深、堿性，水質(zhì)變化較大，廢水量大而成為國內(nèi)外公認(rèn)的極難處理的工業(yè)廢水之一。與其他行業(yè)相比，不但耗水量大，而且污染嚴(yán)重。因此，對印染廢水的治理顯得十分迫切。
國內(nèi)外傳統(tǒng)脫色處理方法1.混凝脫色法混凝脫色技術(shù)是向廢水中加入絮凝劑，破壞廢水中膠體顆粒的穩(wěn)定性，從而使其聚集成較大的顆粒并從水中分離出來的技術(shù)。此技術(shù)能顯著降低廢水中的色度。
2.生物脫色法生物法處理印染廢水是利用微生物對印染廢水中的有機物進行生物氧化分解，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。其BOD去除率70％～95％，COD去除率30％～70％，色度去除率30％～50％。傳統(tǒng)的方法是活性污泥法。
該法對于印染廢水BOD、COD的去除及易生物降解染料色素的去除十分有效，但對于不易生物降解染料色素的去除效果較差。
3.吸附法吸附脫色法是依靠吸附劑的吸附作用來脫除染料分子的。吸附劑包括可再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維等和不可再生吸附劑。如各種天然礦物(膨潤土、硅藻土)、工業(yè)廢料(煤渣、粉煤灰)及天然廢料(木炭、鋸屑)等。目前采用的天然礦物吸附脫色的吸附劑主要是靠物理吸附，但離子交換纖維、改性膨潤土等也有化學(xué)吸附作用。
國內(nèi)外新型的脫色處理方法1.氧化絮凝復(fù)合床水處理法該技術(shù)用來處理高色度印染廢水和染料廢水。采用三維電極原理，并配以催化氧化技術(shù)。在一定的操作條件下，利用裝置內(nèi)產(chǎn)生的氧化能力極強的羥基自由基(·OH)和新生態(tài)的混凝劑將染料氧化分解，并發(fā)生吸附、混凝等物理化學(xué)作用，使染料迅速去除，達(dá)到了滿意的脫色效果，CODCr去除率也較高。
2.電絮凝法電絮凝法對于毛紡染色廢水具有脫色率高，適應(yīng)色譜范圍較廣，占地面積較小，操作管理簡便等優(yōu)點，尤其是低濃度染色廢水，經(jīng)過該工藝處理，廢水的多項水質(zhì)指標(biāo)同時達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
3.SBR(序批式間歇活性污泥法)結(jié)合化學(xué)氧化法化學(xué)氧化是利用氯氣、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑來破壞水中的染料，降低廢水BOD5、CODcr，脫色效果較好，水溶性染料比較容易被氧化，非水溶性染料中的硫化染料、偶氮染料也比較容易被氧化。將化學(xué)氧化并入SBR工藝流程中，不用高pH值，脫色效果更好，處理效果更佳。
4.混凝脫色—CASS技術(shù)混凝脫色—CASS技術(shù)原理是首先將染色廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量后，打入混合器，與來自高位藥劑(PES)混凝，混合液中產(chǎn)生的新生[H]+能與廢水中的染料發(fā)生氧化還原反應(yīng)，破壞廢水中染料發(fā)色物質(zhì)的發(fā)色功能團結(jié)物，然后與石灰乳中和，混合后生成Fe(OH)2，具有較強的吸附作用，在斜管沉淀池內(nèi)進行充分沉淀，上清液經(jīng)集水池集留，泵入CASS反應(yīng)器進行生物處理。
5.微電解—爐渣吸附法微電解—爐渣吸附工藝是將鐵屑配加一定的輔助填料(活性炭)作為微電解床，使印染廢水流經(jīng)電解床，利用鐵碳與廢水的電位差，形成許多微原電池。
6.氧化法染料分子中發(fā)色基團的不飽和雙鍵可被氧化斷開、形成分子量較小的有機物或無機物，從而使染料失去發(fā)色能力，氧化法包括化學(xué)氧化、光催化氧化和超聲波氧化。雖然具體工藝不同，但脫色機制卻是相同的?；瘜W(xué)氧化是目前研究較為成熟的方法，氧化劑一般采用Fenton試劑(Fe2+-H2O3)、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等。
氧化法是一種優(yōu)良的印染廢水脫色方法，但如果氧化程度不足，染料分子的發(fā)色基團可能被破壞而脫色，但其中的COD仍未除盡；若將染料分子充分氧化，能量、藥劑量消耗可能會過大，成本太高，所以氧化法一般用于氧化—絮凝或絮凝—氧化工藝，采用氧化—絮凝工藝，目的是通過氧化法將水溶性染料分子變?yōu)槭杷曰蚴龟栯x子染料分子轉(zhuǎn)變?yōu)橹行裕幮苑肿?，以利絮凝除去?br> 目前，國內(nèi)紡織印染廢水均采用常規(guī)的生化物化技術(shù)和方法，而物化法和生化法由于技術(shù)本身的原因有種種缺陷。比如占地面積大；一次性投資高；處理效果在常規(guī)工藝下最多達(dá)國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)；操作運作復(fù)雜且產(chǎn)生二次污染等。近年來，雖然環(huán)境科技工作者在新型絮凝劑、新型生物菌種以及生化、物化工藝研究上有了一定的進展，改善了處理效果，但上述缺憾沒有得到根本性的改變。傳統(tǒng)的工藝發(fā)展模式不可避免的導(dǎo)致自然資源的耗竭和生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重污染，其跟本原因，有技術(shù)水平的落后以及傳統(tǒng)的經(jīng)濟觀念和經(jīng)濟評價方法等諸多因素。因此，紡織印染廢水脫色處理急需技術(shù)上的突破。一種新技術(shù)應(yīng)運而生——臭氧處理技術(shù)。
現(xiàn)有廢邊角布料脫色工藝存在問題(1)脫色效率低，脫色溶液不能循環(huán)利用，廢水排放造成環(huán)境污染；(2)大量“氯”(包括無機氯和有機氯)殘留產(chǎn)品中，會給人體造成危害；(3)脫色成本較高。由于脫色藥液不能再生或重復(fù)使用，不但造成環(huán)境污染，還會造成脫色成本增加。
(4)不宜集中批量生產(chǎn)，只適合家庭作坊式生產(chǎn)。
臭氧處理法是一種新興的脫色處理技術(shù)，具有處理效果徹底、不產(chǎn)生二次污染、經(jīng)其處理的廢水可以多次回用等特點。
采用臭氧氧化法處理，其原理、工藝是利用臭氧在水中能放出氧化能力強的初生態(tài)氧來氧化中廢邊角布料的色素。其技術(shù)特點是生產(chǎn)過程無三廢排放，尤其是實現(xiàn)無氯等漂白藥劑的使用；由于使用氣體作為氧化劑，脫色的纖維不需要洗，脫色晾干即可；整個系統(tǒng)密閉工作，操作簡單，實現(xiàn)機械化、自動化，減少勞動強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊邊角布料的臭氧脫色方法。解決印染行業(yè)的廢舊邊角布料的脫色問題，脫色后的纖維不需漂洗，脫水晾干即可用。
本發(fā)明用臭氧脫除廢舊邊角布料的色度的具體方法步驟為1.取各種顏色的布料，進行分類，將各種顏色的布料剪成小條狀；2.制備用水，向水中加入質(zhì)量濃度為10～30％NaOH、0.1～1.0mol/L的H2SO4調(diào)節(jié)pH值為5～9；3.將水和布料放進臭氧發(fā)生器中，接好通氣管和排氣管；4.打開臭氧發(fā)生器，調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器的流量為1～5L/分鐘，進行脫色，反應(yīng)時間為40～90分鐘。
本發(fā)明適用于所有的布料的脫色，脫色后的纖維不需漂洗，脫水晾干即可。經(jīng)過臭氧脫色后的布料，其脫色率可以達(dá)到99％以上。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1.生產(chǎn)過程無三廢排放，尤其是實現(xiàn)無“氯”等漂白藥劑的使用；2.由于使用氣體作為氧化劑，脫色后的纖維不需漂洗，脫水晾干即可；3.整個系統(tǒng)密閉工作，操作簡單，實現(xiàn)機械化、自動化，減少勞動強度。
利用臭氧在水中能放出氧化能力很強的初生態(tài)氧來氧化廢邊角布料中的色素。


圖1是直接通臭氧，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布時，臭氧流量為1L/min時，脫色時間-pH值關(guān)系2是直接通臭氧，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布時，臭氧流量為2L/min時，完全脫色時脫色時間-pH值關(guān)系3是直接通臭氧，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布時，臭氧流量為3L/min時，脫色時間-pH值關(guān)系4是直接通臭氧，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布時，臭氧流量為3L/min時，最佳pH值下脫色時間-臭氧量關(guān)系5是直接通臭氧，布料為通常用來做秋衣、秋褲和T恤等的棉布時，反應(yīng)時間為60min時，脫色效果等級-pH值關(guān)系6是直接通臭氧，布料為通常用來做褲子的牛仔布料時，反應(yīng)時間為60min時，脫色效果等級-pH值關(guān)系7是在加曝氣頭通臭氧時，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布，臭氧流量為1L/min，脫色時間-pH值關(guān)系8是在加曝氣頭通臭氧時，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布，臭氧流量為1L/min，脫色時間為40min時，脫色等級-pH值關(guān)系9是在加曝氣頭通臭氧時，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布，臭氧流量為2L/min，脫色時間-pH值關(guān)系10是在加曝氣頭通臭氧時，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布，臭氧流量為2L/min，脫色時間為60min時，脫色等級-pH值關(guān)系11是在加曝氣頭通臭氧時，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布，臭氧流量為3L/min，脫色時間-pH值關(guān)系12是在加曝氣頭通臭氧時，布料為通常用來做襯衫、床罩和床單等各種各樣顏色的棉布，pH值為6時，脫色時間-臭氧量關(guān)系圖具體實施方式
實施例1淺藍(lán)、天藍(lán)、粉紅、深黃、深灰、棗紅這幾種顏色布料的脫色時間-pH值關(guān)系研究在pH＝5時，直接通入臭氧后，淺藍(lán)色布很快就變成白色，到5分鐘時，天藍(lán)色和粉紅色的布也開始退色，15分鐘時天藍(lán)色布就變成白色，隨后粉紅色布也完全退色。棗紅色布由于顏色太深，脫色速度較慢，隨著臭氧的不斷通入，在30分鐘時深黃色布和深灰色布也幾乎成白色。但60分鐘時棗紅色布還有部分殘留。pH＝6、7、8、9時，試驗規(guī)律基本類似pH＝6時，各種顏色的布達(dá)到完全脫色時所用的時間都是最短的。
實施例2淺藍(lán)、天藍(lán)、粉紅、深黃、深灰、棗紅這幾種顏色布料的完全脫色時的脫色時間-pH指關(guān)系研究在臭氧流量Q＝2L/min時，取以上六種顏色的布料放入水中，用質(zhì)量濃度為10％的氫氧化鈉溶液，0.1mol/L的硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值，直接通入臭氧，觀察現(xiàn)象。
各種顏色的布在酸性條件下比在堿性條件下好得多，相比較看來pH＝6時脫色效果最好，深黃色布和深灰色布在酸性條件下脫色時間差不多，但在堿性條件下深黃色比深灰色布脫色效果要好。
實施例3淺藍(lán)、天藍(lán)、粉紅、深黃、深灰、棗紅這幾種顏色布料的脫色時間-pH指關(guān)臭氧流量Q＝3L/min時，取以上六種顏色的布料放入水中，用質(zhì)量濃度為10％的氫氧化鈉溶液，0.1mol/L的硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值，直接通入臭氧，觀察現(xiàn)象。
在酸性條件下，各種顏色的布脫色時間比較穩(wěn)定，淺藍(lán)色在酸性條件下5分鐘就可以脫成白色，而pH值為8、9時，要30分鐘以上才能脫成白色。還有天藍(lán)色，酸堿條件下脫色時間相差30分鐘之久。
實施例4以上六種顏色的布料在最佳pH值下脫色時間-臭氧量關(guān)系研究取以上六種顏色的布料放入水中，用質(zhì)量濃度為10％的氫氧化鈉溶液，0.1mol/L的硫酸溶液調(diào)節(jié)pH＝6時，通入臭氧，觀察現(xiàn)象。
L/min脫色的最佳pH值為6，脫色時間隨臭氧量的增加而逐漸得縮短。各種布的脫色效果比較，淺藍(lán)色＞天藍(lán)色＞粉紅色＞深黃色＞深灰色＞棗紅色。
實施例5臭氧氧化法對通常用來做秋衣、秋褲和T恤等的棉布的脫色的研究取黃色和藍(lán)色布料放入水中，用質(zhì)量濃度為10％的氫氧化鈉溶液，0.1mol/L的硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值，通入臭氧，對黃色和藍(lán)色兩種布料反應(yīng)40分鐘，且臭氧的流量Q＝1L/min。t＝40min時，兩種布在pH＝5時都達(dá)到最佳脫色效果，但兩種相比還是黃色較易脫色，實施例6臭氧氧化法對通常用來做褲子的牛仔布料的脫色研究取藍(lán)色和灰色兩種布料，放入水中，用質(zhì)量濃度為10％的氫氧化鈉溶液，0.1mol/L的硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值，直接通入臭氧，臭氧的流量為Q＝1L/min，反應(yīng)90min。牛仔布在酸性條件下的脫色效果較好，時間為90分鐘時達(dá)到完全脫色。
實施例7加曝氣頭通臭氧對棉I的脫色研究取以上六種布料，放入水中，用質(zhì)量濃度為10％的氫氧化鈉溶液，0.1mol/L的硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值，加上曝氣頭通入臭氧，臭氧的流量為Q＝1L/min，反應(yīng)。淺藍(lán)色在酸堿條件下變化較大，在酸性條件下脫色時間最短，粉紅色布在酸性和中性條件下比較穩(wěn)定，脫色時間較短，但在堿性條件下脫色時間突然上升。其脫色效果比較是淺藍(lán)色＞淺紅色＞天藍(lán)色＞粉紅色＞深黃色＞深灰色。
權(quán)利要求
1.一種臭氧脫除廢舊邊角布料中的色素的方法，其特征在于脫除工藝為a.取需脫除色素的布料，放入水中；b.向水中加入質(zhì)量濃度為10～30％NaOH、0.1～1.0mol/L的H2SO4調(diào)節(jié)pH值為5～9；c.將水和布料放進臭氧發(fā)生器中，接好通氣管和排氣管；d.打開臭氧發(fā)生器，調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器的流量為1～5L/分鐘，進行脫色，反應(yīng)時間為40～90分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢舊邊角布料的臭氧脫色方法。屬于印染技術(shù)領(lǐng)域。臭氧脫除廢舊邊角布料種的色素的方法為取要脫色的布料，放入水中，用質(zhì)量濃度為10～30％的氫氧化鈉溶液，0.1～1.0mol/L的硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值為5～9，反應(yīng)40～90min，進行脫色。本發(fā)明的優(yōu)點在于生產(chǎn)過程無三廢排放，尤其是實現(xiàn)無氯等漂白藥劑的使用；由于使用氣體作為氧化劑，脫色的纖維不需要洗，脫色晾干即可；整個系統(tǒng)密閉工作，操作簡單，實現(xiàn)機械化、自動化，減少勞動強度。經(jīng)過臭氧脫色后的布料，其脫色率可以達(dá)到99％以上。
文檔編號D06P5/22GK1804207SQ20051013062
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者孫春寶, 林海, 汪作勝, 白映暉, 宋波 申請人:北京科技大學(xué)