专利名称：一种活性染料染色皂洗方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种染色皂洗方法，尤其是活性染料染色后处理的高温皂洗方法。本发明还涉及该染色皂洗方法所使用的设备，尤其是活性染料染色后处理的高温皂洗方法所使用的设备。
背景技术：
纺织行业染色过程耗水量大，特别是主要使用活性染料染色的棉印染行业。活性染料的特点是在染色过程中发生副反应产生不能固着的水解染料，该水解染料会严重影响染色后织物的各项色牢度，需要消耗大量的水进行染色后高温处理，即通常所说的皂洗，其中非连续的间歇染色方法需要消耗更多的水和能源进行多次重复的染色后皂洗。水资源的匮乏、能源的短缺，经济的持续增长、人口的增多，必将导致水资源和能源的相对紧缺。对纺织行业这类用水用能大户来说，使用节水节能的工艺，减少水资源和能源的消耗，方能促进纺织业的可持续发展。纺织工业中废水的污染物主要有棉、毛等纺织纤维上的污物、盐类和油脂类，以及加工过程中投加的各种浆料、染料、表面活性剂、染整加工助剂、酸、碱等。相对于纺织加工过程中其它工艺，染色后处理工序的废水即皂洗废水中的污染物主要是染料，如果这部分废水全部混合到其它工序产生的废水中，然后使用纺织行业普遍采用的二级生化处理方法在末端进行治理，排放废水色度一般难以达标，需辅以必要的预处理和物理化学处理方法， 这将会产生比较多的难以处理的物化污泥。已有很多专利研究印染废水的脱色处理，涉及各种处理技术的应用，但这些技术通常都是对印染废水进行末端的治理，处理效果受到印染废水复杂性的影响，处理过程多使用昂贵的处理技术却达不到良好的处理效果，且处理成本高昂，难以在行业内普遍应用。CN101302722A以降低染色过程成本为目的，公开了一种活性染料纺织基布染色的方法和设备，使纺织基布与一种包含至少一种染料的染液接触一预定的染色时间后，冲洗着色基布，将未被纺织基布固色的、在染液中存在的至少一种染料通过化学的和/或物理的方法进行处理，使染料降解脱色，使得染液达到最大程度的无色状态，再用该最大程度脱色的染液冲洗纺织基布。同时，该文献还公开了一种用于实施上述方法的设备，其具有一个用于容纳待染色的纺织基布的容器和一个用于染液的循环系统，该设备中配置一由染液流过的反应器，用来对未脱色的染液进行化学和/或物理的处理，该染液连续的流过反应器。此专利的技术方案较为简单，对于日益增多的染料品种，单一反应器的物理或化学处理不足以保证皂洗水处理后达到最高程度的脱色程度；同时，此专利技术中用于容纳待染色的纺织基布的容器和一个用于染液的循环系统通过管道连接，进入反应器前通过热交换器 5进行换热降温处理，处理后的染液含有一定浓度的臭氧或者其他化学试剂，为避免残余试剂对纺织基布上染染料产生降解作用，需监测脱色后染液的ORP值，当数值较高时，需切断脱色染液与染色设备之间的连接，通过旁路升温脱除残留的氧化物后，才能重新回用至冲洗过程中，由此可知，在此专利技术处理系统内，反应器前必须进行降温处理，相应的冲洗液进入到染缸内必须进行再次升温过程，由于回用液温度低于正常冲洗水温度，故此需要消耗蒸汽。本发明的目的是使冲洗液不改变温度的前提下，达到连续运行，从而确保染色过程更加节水节能环保。CN1785854A公开了一种高温染色废水的处理回用方法，特别适用于高温染色废水的处理，该技术公开的是一种末端治理的技术，对回收高温染色废水的热能有一定的效果， 但是末端的处理方式，需对原有的染色车间供水、排水管道、阀门、自控系统等进行大规模的改造，不利于现有染色车间的改造升级和利用。CN101041538A公开了一种涤纶织物染整废水处理和回用的方法，其中采用中水回用自动控制系统根据涤纶织物染整加工工序对水质的要求，以及现有中水的水质情况，分别控制中水阀和清水阀的看管以及流量，以提供复合涤纶织物染整加工工序用水水质要求或符合企业日常用水水质要求的中水或混合水，对混合水进行水质检测，并将检测结果反馈给中水回用自动控制系统，中水回用自动控制系统对中水阀或清水阀进行调整。该方法中的沉淀分为两步，涤纶织物染整废水首先在二沉池中进行第一次沉淀，沉淀下来的污泥回流至生物处理池；第一次沉淀所得的上层水进入三沉池继续进行第二次沉淀，并通过自动监测系统进行PH值和COD检测，三沉迟分离出来的污泥进入污泥浓缩池，剩余废水进行气浮或者过滤。该方法的中水回用自动控制系统根据中水的质量和染整加工不同工序对水质的要求自动调节中水和清水的比例，在不影响染整产品质量的前提下，大大提高了中水回用率。CN201288066Y公开了一种废水脱色设备，其中在排水管上安装有参数测量仪表， 根据参数测量仪表所测量的参数，如PH值、色度等，根据测量的参数队处理过程进行调整， 如调节原液的流速、脱色剂和辅助药剂得用量等，并且将各项参数设置好后，利用自动控制系统控制整个处理过程，以提高效率，使用更方便。针对染色后处理过程主要去除染料的特点，有针对性的在染色后处理过程选择脱色技术，在进行染色后处理的同时进行脱色处理，同时，采用在线自动控制系统，就可以强化后处理的效率，减少染色后处理时间，并节约染色后处理用水和用能的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种活性染料染色皂洗方法及设备，主要是提供一种活性染料染色后处理过程中水解活性染料的在线脱色过程。本方法可以在达到皂洗效果的同时， 节约水和能源的消耗，缩短皂洗时间，尤其是非常适合于非连续的活性染料间歇染色方法后的皂洗过程。本发明的技术解决方案是使用串联设置的活性染料染色设备和水解染料脱色装置进行活性染料染色过程的皂洗，在染色皂洗开始时将脱色装置与皂洗设备串联连接，皂洗时皂洗液被强制通过脱色装置并闭路循环于染缸和脱色装置之中，皂洗液从织物上洗脱水解染料，皂洗液通过脱色装置时皂洗液中含有的从织物上洗脱的水解染料不断被脱色装置吸附或分解，经过一段时间的循环后织物上的水解染料被洗脱和消除，然后停止循环完成活性染料染色织物的皂洗过程。常规的多次皂洗过程随着皂洗次数的增多，色度呈现逐渐降低的趋势。特别考虑到不同脱色方法的成本差别，在上述设备上设置有在线自动控制系统。在染色设备排水管线上安装色度在线监测装置即在线色度检测器检测染色设备排水色度，根据色度的情况决定是否需要多做一次常规皂洗还是进行本方案的循环脱色皂洗，并可以根据色度情况随时调节脱色设备功率和/或药剂投加量，最后控制皂洗过程结束。根据染色设备排水色度，人工设定判定值S0，当排水色度高于设定值时，染色设备自动排液(相当于进行了一次常规皂洗)并补充新鲜水，当染色设备排水色度低于SO时，开启循环脱色装置，染色设备中的液体进入循环脱色管路，根据染色设备液体色度，设定脱色设备功率和/或药剂投加量阶梯变化线，运用PLC编程控制程序，使之完全自动调节，避免脱色设备功率过高和/或药剂投加量过大，减少功率和/或药剂的消耗，降低染色成本。另一种降低染色成本的方式是，通过控制流量的方式实现，即脱色设备功率和/ 或药剂投加量恒定的条件下，通过脱色管线循环流量调节控制氧化剂的高效利用，同样以染色设备排水色度作为调节的信号，随着色度降低逐渐增大脱色管线的流量。与现有的常规皂洗技术相比，本发明具有下述特点1、实现含水解染料皂洗液的在线处理并循环使用，特别是对活性染料间歇染色方法的皂洗过程而言，可以减少皂洗的缸数，避免频繁的排水、进水步骤，实现节水的目的并缩短皂洗处理时间。2、对含水解染料皂洗液实现在线处理，可以极大地发挥脱色装置的功效，并克服脱色装置用于末端治理时效率低、成本高等缺陷。3、使用高温脱色技术，可以最大程度的保持皂洗所需要的高温条件，工艺合理且节能。4、应用自控设备，显著降低设备功率或药剂的消耗，从而降低染色成本。
图1为本发明的活性染料染色皂洗方法的装置示意图，图中染色缸体1，染液循环管道2，染液循环泵3，液位传感器4，色度检测器5，排空阀 6，脱色系统进水泵7，PLC自动控制系统8，过滤器9，催化脱色反应设备10，脱色液储罐11， 脱色系统出水泵12，药剂(如H2O2)投加和/或臭氧发生设备13，液位传感器信号输出线 14，染液循环泵信号控制线15，色度信号输出线16，脱色系统出水泵信号控制线17，药剂投加和/或发生设备信号控制线18，排空阀和脱色系统进水泵信号控制线19，由4，5，8，14， 15，16，17，18和19组成自动控制系统
具体实施例方式实施例参阅图1，为一种活性染料染色皂洗方法的装置示意图，它由顺次串联设置的染色设备(由图中缸体1，染液循环管道2和染液循环泵3构成)、水解染料脱色装置(由中脱色系统进水泵7，过滤器9，催化脱色反应设备10，脱色液储罐11，脱色系统出水泵12构成) 组成循环处理设备，其中的染色设备为活性染料间歇式染缸或连续染色方式的皂洗水箱， 水解染料脱色装置为高温染色废水处理装置，可以是微波-紫外光催化氧化-电化学联用技术成套设备。水解染料脱色装置具有一个脱色液储罐，该脱色液储罐的体积是常规运行染色设备内染液体积的1-3倍；高温染色废水处理装置的所有管路和设备均为防腐材料且
5设有保温措施。高温染色废水处理装置具有在线自动控制系统，该在线自动控制系统通过在线色度检测器检测染色设备染液色度，色度值经过PLC编程程序转化为控制信号，控制高温染色废水处理装置的运行及运行功率；通过染色设备内的液位检测器自动控制染色循环泵的运行。本发明的处理方法是循环皂洗过程开始程序染色过程结束后，在线色度测量仪测定染色设备内染液色度值确定开启排空阀6 排除染液还是启动脱色系统，当染液色度高于设定值S0，自控系统自动打开排空阀6，使染色设备溶液排空(相当于完成一次常规皂洗)，当染色设备液位低于液位传感器4的低位设定值，关闭排空阀6，染色设备补水达到液位传感器4的高位设定值，染色设备运行并通过色度检测器5测试染色设备内液体色度，如果色度值低于S0，脱色处理系统启动，进水泵 7开启，染色设备中的液体同时进入脱色系统(7，9，10，11，12)进行处理并回流到染色缸体 1 ；循环皂洗过程中，脱色系统进水泵7及出水水泵12、染液循环泵3同时打开。随着系统运行时间的延长，染色设备中液体的色度逐渐下降，根据预设程序，色度值作为输入信号，色度值经过PLC编程程序转化为调节控制信号，控制系统输出调节控制信号，调节催化脱色反应设备10的功率和药剂投加和/或臭氧发生设备13的药剂投加量和/或臭氧发生量；含有从染色设备中织物上解吸下来水解染料的高温皂洗液在染色设备与脱色装置形成的闭路循环中被催化分解脱色，染色设备内液体的色度逐渐下降。循环皂洗过程结束当染色设备与脱色装置中循环的液体色度小于设定色度值 Sl时，脱色系统脱色设备停止运行，脱色系统进水泵7及出水水泵12、染液循环泵3同时关闭，自控系统自动打开排空阀6，使染色设备内液体排空，直至染色设备水位下降至液位检测器4的低位设定值时，循环皂洗过程结束，染色设备接入软水继续进行后续的处理过程。以下通过实验充分说明本发明的有益效果。实验例中，采用本发明实施例的活性染料染色皂洗方法，染色配方为REMAZ0L yellow 3RS 0. 5%, REMAZOL red RB 1. 2%, BLUE R SPE 0. 8%，染色结束完成常规的低温水洗和中和后，色度为510，低于设定值S0，开动脱色系统，药剂投加和/或臭氧发生设备 13投加H2A和臭氧到催化脱色反应设备10，设定初始臭氧发生功率1. 2Kw, H2O2投加量为 1. 5L/h，含有从染缸中织物上解吸下来水解染料的高温皂洗液在染色设备和高温皂洗脱色装置中进行循环脱色处理，随着脱色过程的进行，色度值逐渐降低，臭氧发生功率逐步减少到0. 4Kw，H2O2投加量减少到0. 4L/h，运行0. 5-1小时后，在线监测色度小于设定值Si，连续循环皂洗过程结束，关闭脱色处理系统，染色设备排水后接入软水继续进行后续的处理过程。染色结束后，测试色纱的色牢度结果全部达到要求。经济效益分析典型的中深色间歇染纱或染布过程如下所示煮漂- >酸洗- >热水洗- >冷水洗- >染色- >冷水洗- >酸洗- >一次皂洗->二次皂洗- >热水洗- >冷水洗->固色->过软->洗缸
权利要求
1.一种活性染料染色皂洗方法，其特征在于该方法包括使用串联设置的活性染料染色设备和水解染料脱色装置进行活性染料染色过程的皂洗步骤。
2.根据权利要求1所述的活性染料染色皂洗方法，其特征在于在皂洗过程中皂洗液被强制循环于染色设备和脱色装置之中。
3.根据权利要求2所述的活性染料染色皂洗方法，其特征在于染色设备为连续染色方式的皂洗水箱或间歇染色方式的染缸。
4.根据权利要求3所述的活性染料染色皂洗方法，其特征在于染色设备为间歇染色方式的染缸。
5.根据权利要求2所述的活性染料染色皂洗方法，其特征在于所述的水解染料脱色装置是高温染色废水处理装置。
6.根据权利要求5所述的活性染料染色皂洗方法，其特征在于所述的高温染色废水处理装置为微波-紫外光催化氧化-电化学联用技术成套设备。
7.根据权利要求5所述的活性染料染色皂洗方法，其特征在于所述的高温染色废水处理装置具有在线自动控制系统。
8.根据权利要求7所述的活性染料染色皂洗方法，其特征在于所述的在线控制系统为通过在线色度检测器检测染色设备排水色度，色度值经过PLC编程程序转化为控制信号，控制高温染色废水处理装置的运行及功率。
9.根据权利要求5所述的活性染料染色皂洗方法，其特征在于高温染色废水处理装置所有管路和设备均为防腐材料且设有保温措施。
10.一种如权利要求1所述的活性染料染色皂洗方法所使用的设备，包括活性染料染色设备和水解染料脱色装置，染色设备和水解染料脱色装置串联设置，水解染料脱色装置具有在线自动控制系统，在线自动控制系统通过染色设备内的色度检测器输出的信号自动控制脱色循环系统的运行。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于在线自动控制系统包括位于染色设备内的液位传感器、色度检测器、PLC自动控制系统以及连接上述部件之间的信号线。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于染色设备为连续染色方式的皂洗水箱或间歇染色方式的染缸。
13.根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述的水解染料脱色装置是高温染色废水处理装置。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述的高温染色废水处理装置为微波-紫外光催化氧化-电化学联用技术成套设备。
15.根据权利要求10所述的设备，其特征在于高温染色废水处理装置所有管路和设备均为防腐材料且设有保温措施。
全文摘要
本发明涉及一种活性染料染色皂洗方法及其设备，利用脱色技术对染色皂洗液中的水解活性染料进行脱色后进行循环使用。该方法在染色皂洗过程中将脱色装置与皂洗设备连接，在染色皂洗时强制皂洗液通过脱色装置并闭路循环于染缸和脱色装置之中，皂洗液中从织物上洗脱的水解染料不断被脱色装置吸附或分解，经过一段时间的循环后洗脱的水解染料被全部消除，完成活性染料染色织物的皂洗过程。所使用的设备包括活性染料染色设备和水解染料脱色装置，染色设备和水解染料脱色装置串联设置，水解染料脱色装置具有在线自动控制系统，在线自动控制系统通过染色设备内的色度检测器输出的信号自动循环脱色系统的运行。本方法具有节水、节能，运行成本低等优点。
文档编号D06B3/04GK102505388SQ20111034667
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者张玉高, 邱孝群 申请人:广东溢达纺织有限公司