堿減量工藝是處理合成纖維（主要是滌綸纖維和滌錦纖維）織物的一種重要方法，是將滌綸纖維織物或滌錦纖維織物在一定溫度條件下（一般100℃左右），用一定濃度的燒堿（濃度一般為20~30g/L）進行減量處理，減量率一般為8%~20%。通過堿減量工藝使滌綸或滌錦纖維紗線表面產生水解并剝落，形成不規則凹坑和龜裂，消除織物的極光，織物的光澤柔和更近似于天然絲，手感柔軟、滑爽、富有彈性，增加了纖維的孔隙率，透氣性也大幅提高。堿減量工藝按運行方式可以分為間歇式和連續式，本項目堿減量工藝采用的是間歇式運行，主要染色設備為溢流染色機。

3、堿減量廢水

堿減量工藝過程中產生的廢水，其主要污染物為滌綸織物（主要成份為聚對苯二甲酸乙酯）的水解產物對苯二甲酸（PTA）、乙二醇等，其中對苯二甲酸含量高達75%。該廢水PH值高，一般會在10~13之間，COD濃度高，可生化性差，根據減量率的不同，水中COD濃度隨著減量率的提升也不斷增加，可從6000mg/L高至10000mg/L（即10g/L），有時甚至更高達到10000mg/L以上，處理難度也隨著濃度的增加不斷加大。

4、酸析法處理堿減量廢水

鑒于堿減量廢水的特點，應先進行預處理后，再與其他印染工藝段排水混合處理。因廢水中對苯二甲酸含量可高達75%，為廢水中主要污染物，應將其盡可能地從水中去除。目前采用較多的預處理方法為酸析法。酸析法是利用對苯二甲酸在酸性條件下微溶的物理性質，將廢水的PH值調整至酸性，使水中對苯二甲酸不斷析出從而將其分離出來的方法。一般而言，對苯二甲酸隨PH值的不斷降低，析出量也不斷增加，當PH＜3.5時析出效果佳。下圖為實驗室堿減量廢水酸析前后的對比

經過實驗室試驗證明，調整PH值至酸性并充分混合攪拌后，再靜置沉淀，所得上清液COD濃度大幅度降低，當PH＜3.5時，COD的去除率顯著提高，一般在60%~75%；當PH＜3時，COD的去除率可超過80%。

5、工程應用

某印染企業主要以純棉坯布染色和毛巾制品染色為主的，其中毛巾制品又以滌錦或滌綸材質的干發巾染色為主，占全廠毛巾制品加工產量的90%以上。在上述產品毛巾制品染色時，會大量采用堿減量工藝，該廠主要采取間歇式堿減量處理工藝，主要設備為溢流染色機，每天產生約300噸堿減量廢水。

根據本廠的實際情況，將堿減量廢水由染色機臺（溢流染色機）排水管收集，采用“酸析法+鐵屑內電解”工藝進行預處理，而后排入該廠綜合污水處理站與廠內其它印染工段排放的廢水混合后一并處理。本廠堿減量廢水處理工藝流程如下：

堿減量廢水→格柵→調節池→泵→酸析反應池→高效沉淀池→鐵屑內電解池→該廠綜合污水處理系統

本工程堿減量廢水處理工藝單元主要有：

①格柵。

主要作用：攔截污水中的大顆粒漂浮物及懸浮物，避免堵塞。

主要參數：過柵流速：0.8m/s，柵條間隙：5mm。

②調節池。

主要作用：調節廢水的水質、水量，以保證后續處理單元連續穩定運行。在調節池出口設置提升泵和加酸裝置，廢水輸送管道上設置管道混合器，在廢水提升過程中加入濃硫酸，調整廢水PH值，使PH值由10~13迅速降至3.5或3.5以下（PH值≤3.5）。

主要參數：有效容積：300m3，停留時間：24.0h。

③酸析反應池。主要作用：通過設置在池內的機械攪拌，使濃硫酸和廢水充分混合均勻。主要參數：有效容積：0.8m3，停留時間：4min，攪拌速度：200r/min。

④高效沉淀池。

主要作用：進行泥水分離的工藝單元。池內設有斜板填料，斜板將沉淀區的水流分隔成許多薄層，水流對懸浮物顆粒的沉淀不產生干擾，沉淀效率大大提高。沉降的懸浮物落入下層泥斗內，在此還設置了污泥回流泵，將一部分污泥回流至酸析反應池進口，回流污泥增加了高效沉淀池進水的污泥濃度，有助于提高沉降效率。剩余污泥排入污泥處理系統脫水處理。

主要參數：表面負荷：15m3/m2。

⑤鐵屑內電解池：主要作用：利用電化學氧化還原原理，氧化分解水中有機物，改善和提高廢水的可生化性，使其更適于生物處理。池內投入適量鑄鐵屑，與廢水接觸后形成原電池，碳的電位高，為陰極；而鐵的電位低為陽極，形成原電池。在反應過程中陽極不斷生成具有較高化學還原活性的Fe2+。陰極產生氧化性較強的新生態[H]。上述產物與廢水中的有機物發生氧化還原反應,難以生物降解的大分子物質被開環斷鏈分解成小分子有機物，提高了廢水的生化性。

活性染料是纖維素纖維染色的主要染料，但由于其利用率不高（大都在60%~70%），染色水洗耗水量大，造成染色廢水色度深、處理難度大、廢水排放量高。目前普遍應用于工業的處理方法仍是中水回用以及分離脫色，達標排放，廢水的排放尚未得到真正解決。近年來，也有研究者嘗試通過分析活性染料染色殘液中的殘留染料以及其他水質情況，以便不加處理即可回用于染色，但也受到循環次數以及色光控制的影響。

基于印染行業發展方向和產業升級目標，本文提出了一種新型活性染色廢水零排放染色技術。該技術本著“有限資源，無限循環”的開發理念，采用細分“原始點”治理和染色廢水全流程循環利用的全新技術模式，研究開發循環染色清潔生產新技術及其整體解決方案，通過染色全過程各工序（染色、皂洗、水洗、還原清洗等）殘液的深度治理，不改變加工介質，快速、地分離和除去不需要的成分，保留所需要的成分，再分別回用到相應的染色工序中去，循環往復高頻次利用，大限度地節水（相比傳統工藝節水超過90%），大限度地減排和減污，趨“零”排放，實現印染節能減排和清潔生產的重大突破。

1、國內外研究現狀

近10年來，我國在印染節能降耗減排新工藝、新技術、新裝備以及印染廢水終端治理技術的開發應用上雖發展較快，進步較大，但總體節水程度不高，深度治理和循環利用能力不夠，綜合系統性不強，一般節水工藝技術和終端治理中水回用的水平通常也只有30%~50％，仍不能適應國家對改善資源環境的高標準、嚴要求。

活性染料染色廢水水質多變，含有機染料、表面活性劑、高濃度電解質等化學物質，有酸堿度高、色度高、可生化性差等缺點。為了實現節水減排這一目標，20世紀八九十年代以來，國內外業界都致力于這方面的努力，開展了大量的研究工作，在理論和實踐上也取得了較大進展，不同程度地推動了業界的節水節能和降耗減排，主要技術包括無水、少水染色技術，短流程染色新工藝和印染廢水中水回用、末端治理，以及近年來報道的仿生物結構生色染色技術等。

在無水或少水染色技術上，主要是研究探索超臨界二氧化碳染色技術，國內不少單位進行過小試研究，個別單位還試制出中試樣機，終因技術條件苛刻、設備制造和使用安全、投資成本高昂等原因，工業化應用進程遲緩。國際上，德國西北紡織研究中心E.Schollmeyer于1989年發明了以超臨界CO2作為染色介質的無水染色技術；2012年，亨斯邁和荷蘭Dye?Coo公司聯手開發了CO2超臨界染色設備，有報道Nike公司與DyeCoo公司合作采用超臨界CO2無水染色機推出了ColorDry無水染色成衣產品。據了解，該設備需數千萬元一臺，要在國內大面積使用，目前可能性不大。近幾年，有文獻報道了D5（十甲基環五硅氧烷）等非水介質染色技術，研究探索了以生態友好的D5作為染色介質進行滌綸纖維的分散染料非水染色、蠶絲織物的酸性染料染色、棉織物的D5反膠束體系活性染料染色、腈綸的陽離子染料染色、棉織物的D5/活性染料懸浮體系染色等工藝技術。特別是D5/活性染料懸浮體系染色技術，其優勢在于無鹽節水染色，能使活性染料在無鹽條件下接近地上染，固著率也遠高于傳統水浴染色，有效解決了傳統活性染料水浴染色染料上染率低、廢水含鹽量高的問題。染色后，D5介質可以回收利用，具有較大的應用開發價值。但D5非水介質染色目前仍處于研究階段，也僅局限于染色工序。實際上染色后的皂洗、水洗、固色、柔軟等工序的用水量遠超過染色工序，廢水排放仍未得到解決，實際生產中還存在著成本高等問題。近來，國外對D5健康安全性存有爭議。2012年，英國環保局等相關機構聯合提出D4/D5屬于REACH法規中的PBTs（持久性、生物累積性和毒性物質）和vPvBs（高持久性和高生物累積性物質）。近期，歐盟委員會又擬對D4/D5新增一項REACH法規附件ⅩⅦ限制物質要求。