论减少棉织物活性染料染色产生废水污染的发展

1、毕业设计（论文）外文文献翻译外文文献名称： A review on developments in dyeing cotton fabrics with reactive dyes for reducing effluent pollution 论文课题名称： 棉机织物的阳离子改性及 活性染料浸轧-湿蒸染色初探 学 院 ： 化学化工与生物工程学院 专 业 ： 轻化工程 姓 名 ： 龚芬 _ 学 号 ： 121040113 指 导 教 师 ： 闵洁 2016 年 4 月 19 日论减少棉织物活性染料染色后产生的废水污染的发展（Awais Khatri，Mazhar Hussain Peerzad

2、a，Muhammad Mohsin，Max White）摘要大多数棉织物使用活性染料进行染色，因为活性染料色泽鲜艳，色谱齐全，并且具有较高的水洗牢度。但是，这些染料的应用将会导致在废水中产生高浓度和不想要的可溶性固体和需氧量。这是由于为了确保活性染料的高效利用率和固色率而在染色时加入大量的无机盐和碱造成的。没有在棉织物上固着的染料也同样会导致废水污染。处理废水污染问题有两种方法：1.选择其他的染色技术和工艺；2.染色后污水处理。废水处理需要额外的资本投资和高处理和维护成本。因此，第一种方法总是优选的。目前，已经有许多解决活性染料上染棉织物后产生污水问题的方法。这篇文章论述了提高染色工艺可持续性

3、发展的方法，可以通过开发活性染料，改进染色技术和工艺，在染色前对棉纤维进行化学改性，在染浴配方中使用可降解的有机化合物，以及污水处理来实现。这篇文章强调了提高活性染料染色可持续性发展的方式以及其意义与局限性，并指出了需要进一步改进的领域。关键词：棉纤维，活性染料，环境可持续发展的染色，废水污染及处理目 录1. 引言2. 研发活性染料2.1 双反应性基团活性染料2.2 多反应性基团活性染料2.3 染料混合物2.4 活性染料在中性pH条件下固色2.5 酸性固色的活性染料2.6 低盐活性染料2.7 阳离子活性染料3. 染色技术和工艺的发展3.1 小浴比染色3.2 轧染技术3.3 小的轧槽体积3.4

4、无尿素和无盐连续染色工艺3.5 水洗技术的改进3.6 将水解的染料固着在纤维上的后处理3.7 达到染料固色的聚合技术3.8 胶束染色3.9新兴技术4. 染色前对棉纤维进行化学改性5. 在染浴配方中使用可生物降解的有机化合物6. 棉染坊的污水处理工艺6.1 混凝絮凝沉淀处理6.2 吸附作用6.3 生物处理6.4 化学氧化6.5 高级氧化方法6.6 电化学方法6.7 膜分离技术7. 总结1 引言从全球来看，纺织印染行业是已知的环境污染的主要贡献者之一。这主要是由于大量排放的无机盐、碱、以及其它的加工助剂如表面活性剂和有机物质如排放的染料造成的。特别地，使用活性染料染棉时所产生的废水污染严重，是具有

5、高需氧量的有色含盐废水。这个工业也需要消耗大量干净的水。污水处理和水的循环利用在降低污染排放和提供可重复使用的加工用水中扮演了重要角色。由于它们的广泛实践，在这篇文章的最后简单阐述了这些方法。然而，这些处理都是非常昂贵的。更好的做法显然是改进纺织加工技术和化学组成，以降低废水的污染。在20世纪90年代，这些保护环境的方法已经全球性地变得更加具有意义。因此，开始了确定和维持最佳可行技术（BAT）文件的行动。服装纺织品的人均需求预计将持续增长。因此，寻找减少水的用量和有污染化学品的排放的方案是很重要的。对于服装纺织品，主要的染料-纤维组合为活性染料与棉。然而，在所有的染料-纤维组合中，使用活性染料

6、染棉时每公斤纤维所消耗的水量最高。此外，这样的组合会导致每单位质量纤维所产生的盐、碱及有机物的排放量最高。其原因的简要说明将在下面的段落中给出。20世纪50年代以来，当ICI推出了棉的第一个商业活性染料，这种染料类型从此开始变得越来越受欢迎。这主要是由于其具有高的水洗牢度，鲜艳颜色的色域广和多功能性的不同应用方法。活性染料具有高的水洗牢度是由于其独特的反应性基团，这些反应性基团可以在碱性pH条件下与棉纤维素上的羟基通过共价键结合。这些染料还能与存在于碱性pH条件下的水性染浴中的氢氧根离子发生反应。这将产生没有反应性的水解染料，并且残留在染浴中以及纤维上。为了获得所需水平的耐水洗牢度，很有必要从

7、棉纤维上除去所有未反应的和水解的（未固着的）染料。它是通过“洗去”实现的；包括一系列彻底冲洗和皂洗的步骤。染色成本的50左右与洗去和污水处理有关。洗去后仍然保留在纤维上的染料被认为是固着在纤维上的染料。染料的固着率一般在50%80的范围内；即要实现所需色彩深度染料的20%50会被排放到环境中去。活性染料在水溶液中是可溶性的阴离子染料，并且被棉纤维表面所带的负电荷排斥。盐，如氯化钠或硫酸钠，被作为电解质添加以促进染料向纤维转移（竭染）。它也能促进染料渗透入纤维内部（扩散），这使得染料能更好地固定。盐的用量可以高达每公斤纤维2千克，且取决于染料的结构、色泽深度以及染色的方法。一旦有足够的染料上染到

8、纤维上去，无论是通过浸染（浸渍染色的方法）或轧染（浸轧染色的方法），碱，例如碳酸钠，碳酸氢钠或氢氧化钠，被加入到染浴中以引发染料和纤维的反应。碱的用量和组成取决于染料反应性基团的特定类型和染色方法所要求的pH值。不论染色的方法和反应性基团的类型，几乎所有的具有潜在毒性的非生物可降解的无机盐，无机碱和未固着的染料都被排出到印染废水中。这将导致含有高浓度水平的可溶性固体和需氧量的有色污水的产生，造成环境问题。尿素，是一种常用于轧染的物质。为了提高染料溶解性以及染料-纤维反应产率，在活性染料印花时也需要加入尿素这种物质。而尿素，是另一种对环境不利的化学品。尿素，在轧-烘-焙的过程中使用时，分解并增加

9、了排出物的氮含量。目前，在提高棉纤维活性染料染色系统排出物的质量方面已经有了一系列的发展。本文将从以下五个主要方面呈现对这种发展的论述。讨论主要集中于研究人员和行业如何实现降低无机化学品（盐，碱和尿素）和未固着染料的排出量，其次为污水处理过程中的问题。 (1)研发活性染料 (2)研发染色工艺和技术(3)染色前对棉纤维进行化学改性(4)在染浴配方中使用可生物降解的有机化合物(5)污水处理工艺2 研发活性染料由于活性染料的问世，已经对一些改进的染料结构和混合物有所研究。大多数关于减少废水污染的重大进展的讨论如下。2.1 双反应性基团活性染料用于棉染色的第一个商业活性染料是基于所述二氯均三嗪反应性基

10、团。自那时以来，许多其他的反应性基团已被开发。最广泛使用的反应性基团，按照增加反应性水平的顺序是三氯嘧啶，氨基氯均三嗪，乙基砜硫酸酯基、二氯喹、氨基氟均三嗪、二氟氯嘧啶、二氯三嗪。染料-纤维反应的程度和未固着染料的最终排出量随着反应基团的类型和所使用的染色技术的不同广泛地变化。在一个染料分子中使用两种反应性基团会产生更高的固色率。使用浸染染色的方法，固色效率通常从50%60提高到70%80。目前，许多可用的活性染料都包含两个反应性基团。这种染料被称为双反应性基团活性染料，以及被进一步分类为同型双反应性基团活性染料，即含有两个相同的反应性基团（例如ICI的普施安-HE型染料具有两个氨基氯均三嗪基

11、），和异型双反应性基团活性染料，即含有两种不同的反应性基团（例如住友公司的Sumifix Supra染料含有氨基氯均三嗪和乙基砜硫酸酯基两个反应性基团）。从技术上讲，双反应性基团染料会增加与纤维反应的概率。因此，他们有更高的固色率值，从而使得更少量的颜色留在染房中排出的废水中。例如，CI活性黑5（结构I）是含有两个乙基砜硫酸酯基前体基团的染料。目前已经广泛知道的是，这种染料能成功地达到高程度的固色率。（结构1，CI活性黑5包含有两个乙基砜硫酸酯基反应性基团）异型双反应性基团活性染料能更好地提高固色率并且对于染色方法和工艺因素有着更大的灵活性。一些双反应性基团活性染料声称，当使用轧堆的染色方法染

12、棉织物时，能够将染料的固色率提高到95。在染料的固色效率上具有如此大的提高，这将在减少染色废水中未固着的染料量方面有着重要的影响。商业可用的双反应性基团和多反应性基团的活性染料的使用已经被认为是提高染料固色率的最好可用技术。2.2 多反应性基团活性染料引入多于两个反应性基团到染料分子上，理论上将增加染料的固色率。然而，这些额外的反应性基团会影响染料的重要染色性能，如亲和力和迁移性，因为它们改变了分子大小和改变了反应的程度和模式。因此，引入更多的活性基团的想法已经成为了比较专利的兴趣。反应性基团的合理组合可以产生优于传统染料的多反应性活性染料。雷马素红SBB（CI活性红181）是由赫斯特发明的第

13、一个商业化双反应性基团活性染料。雷马素红BS和汽巴红C-2G是这种染料在商业上成功应用的其他例子。对于四反应性基团和多反应性基团的染料，研究人员和染料制造商也有所研究，但是还没有商业化。 2.3 染料混合物选择活性染料的商业混合物已经成为一种流行，因为它们为二级色和三级色提供了经济的选择。同时，商业混合物可以改进染色性能以及降低对染色变量的敏感性，如温度和pH值。反过来，还可以提高染料的固色率。2.4 活性染料在中性pH条件下固色含有烟酸残基的反应性基团使得染料-纤维可以在pH为7-7.5的中性条件下反应。典型的氨基烟三嗪反应性基团（结构II）是被Nippon Kayaku通过名叫Kayace

14、lon的反应引入的。Kayacelon反应是一个带有两个氨基烟三嗪反应性基团的反应体系的同型双反应性基团活性染料范围。在pH为10-12的条件下染棉时，无需使用无机碱，并在染色废水中，碱的含量显著减少。这些染料特别适合于中性、高温浸染以及用一浴一步法染涤棉混纺织物。染色随着染料、盐和缓冲液（pH7-7.5）的加入以及随后的升高温度开始。这一发展被业界鼓舞。因此，已在同一方面做了许多的努力。 （结构2，氨基烟三嗪反应性基团）2.5 酸性固色的活性染料酸性固色的活性染料是为了降低对盐的需求而研发的。伯灵顿工业公司（美国）为了在酸性pH条件下染色开发了含有磷酸和羧酸反应性基团的活性染料。然而，已经报

15、道过，这些染料的使用会引起棉的损伤，因此，它们并没有成功的商业化。2.6 低盐活性染料由Ciba开发的“低盐”的Cibacron LS活性染料在允许废水排放方面取得了有意义的进展。德司达推出的雷马素EF属于低盐活性染料的范围。由于这些染料对棉有高的亲和力，降低了盐的用量。这些低盐染料大多数含有双反应性基团并且具有较高的固色率。因此，这类染料的使用，能实现排放较少数量的未固着染料和盐到废水中。它们主要是以双（氨基氯均三嗪）反应性基团为基础的，但也不仅仅局限于此。这样低盐活性染料的使用已被确认是减少电解质使用的最佳可用技术。2.7 阳离子活性染料 传统的阴离子活性染料在染色时需要高浓度的盐促染以克

16、服其与染料浴中棉纤维表面上阴离子电荷的斥力作用。接着，阳离子活性染料的发展消除了对电解质的需求。这种染料具有无盐染棉的潜力，但是它们尚未实现商业化。3 染色技术和工艺的发展3.1 小浴比染色按照工业染色法，无机盐和碱的浓度是由每单位体积染色液体中所含的质量来决定的。因此，无机化学品的总消耗量可以通过减少染液的总体积来减小。在这种方法的基础上，许多形式的小浴比染色机已经被商业化地开发。如与德司达合作的拉夫特引进了气流染色机，从而推出了超低浴比染色机。超低浴比染色机的浴比最低可低至4：1。业界一直积极地将浴比从20：1降低。浴比的减少降低了活性染料被棉纤维排斥的机会。因此，为了染料的上染，盐浓度的

17、降低是必须的。减少水的体积也减小了染料在染浴中水解的可能性。小浴比染色技术发展的另一个好处就是可以减少水的使用量，降低染浴的浪费和加热染浴的蒸汽消耗量。因此，最大限度地减少了由蒸汽锅炉产生的空气污染和降低了加热费用。由于这项发展明显的生态和经济优势，这类染色机器被高度推荐为浸染的最好可行技术。3.2 轧染技术从可持续发展的角度，在棉织物的染色方法中，轧染是最优选的着色途径。相对于浸染，轧染方法具有如下特点：染浴中浴比最低，排放染浴溶液量最少，更快染上织物，更容易地控制染料匀染性，上染无需电解质。然而，由于某些限制，如考虑到尺寸稳定性和较高的污染负荷，通常避免使用这种方法对针织面料染色和进行小批

18、量染色。轧堆工艺，也被称为冷堆染色工艺，使用活性染料染色时，包括用包含合适碱剂系统的染料溶液浸轧织物，然后将织物缠绕在一个辊子上，堆置6-24个小时，最后洗涤的过程。在所有的轧染工艺中，轧堆染色是棉织物活性染料染色最经济的工艺。对于大约1000-10000米的小批量染色来说，相比浸染工艺，轧堆染色工艺显得更为经济，主要是由于其较低的能源需求。使用冷轧堆染色后的织物，手感较有改善，并且具有清洁的表面外观。轧堆染色工艺突出的节水节能，减少了染料和化学品的消耗以及对空间和劳动力的需求，使其在经济和生态上可持续发展。3.3 小的轧槽体积在轧染工艺中，残留在填充槽、管道及泵中的染色液是在染色过程结束时排

19、出废水的浓缩形式。残留染色液的体积取决于轧槽的容量。在减少这些浪费方面，将轧槽的体积减小到10-15L是非常有意义的。新的轧车也有利于减少由于头尾色差引起的棉织物浪费。头尾色差是在拼混染色的条件下，一种颜色染料优先上染棉纤维的结果。欧洲委员会（2003）推荐了这种最好可行的减少染液废水的技术，例如图1（A）和将织物浸渍在一个辊隙中的步骤如图1（B）。因此，行业非常积极地使用这样能通过减少染液废水来节约成本和削减不合规格色调的织物的轧车。图片1 U形轧槽（A）和辊隙（B）3.4 无尿素和无盐连续染色工艺尿素在连续轧-烘-焙染色工艺过程中使用以提高染料-纤维的反应率。无机盐在连续轧-蒸染色工艺过程

20、中使用以提高染料在纤维上的匀染性，并且还在轧-烘-轧-蒸的染色工艺过程中以避免在第二步浸轧化学药品时染料水解。巴斯夫和门富士共同开发的一个商业上可行的染色机，所谓的“控制”染色机，无需使用尿素和无机盐。本机设计向热固色室里面注入湿度。对于二氯均三嗪染料的典型固定条件已经被报道，为120的温度和20%25的相对湿度。这些染料仅仅需要少量浓度的碱（碳酸钠）。这种发展一直备受鼓舞，被认为是提高轧染工艺的生态和经济优势的最好可行技术。3.5 水洗技术的改进水洗时需要在染色工艺结束时从棉纤维上除去未反应的和水解的染料。通常，染料制造商建议的水洗步骤是：冷水洗，之后热水洗，皂煮，热水洗，最后冷水洗。热水洗

21、的一个方法如：开始用热水洗以及在一个较低的温度下进行最后一次洗涤，且能提高染色效果和略微减少废水中的化学需氧量。拜耳推出了一个皂洗后酶洗的工艺作为浸染后的应用方法，后来由巴斯夫继续发展，不仅不断地从纤维上而且从浸染染浴中除去未固着的染料。专利酶化合物的应用，即这种被委员会推荐的最佳可行技术，通常在第四或第五个步骤时洗涤。在后处理的过程中使用酶洗的方法，可以无需使用洗涤剂以及可以避免热水洗的其中一个步骤。因此，节约水、能量和减少洗涤剂的消耗量是这种技术可以实现的主要优点。表1 传统水洗和皂洗后酶处理之间步骤的比较（浸染）在传统水洗条件下的水洗步骤在皂煮后酶洗的步骤5min溢流水洗40水洗10mi

22、n40水洗10min；中性95水洗10min95水洗10min50水洗10min30水洗10min5min溢流水洗40水洗10min；中性60水洗10min95水洗10min50；酶处理30水洗10min-3.6 将水解的染料固着在纤维上的后处理水解染料是不能够与棉反应并且通过水洗过程除去的染料。高达99的染料固色率有时要求活性染料使用轧堆染色的工艺。然而，为了去除任何残留在纤维上的水解染料和未固着的染料，水洗是必须的。为了减少排出物中未固着染料的数量以及提高上染得色量，现在已经提出了使用特定的后处理试剂使得少量的水解染料固着到纤维上去的建议。为了在纤维上固定未固着的染料，已经对阳离子后处理试

23、剂进行了研究。且发现能提高耐水洗色牢度。然而，这样的处理可能导致耐光色牢度的略微下降。染料制造商销售这种阳离子后处理试剂。3.7 达到染料固色的聚合技术染料分子的聚合已被视为一种能实现100染料固色率的方法。个别的染料分子在染色浴中互相反应，形成了聚合物染料。然后聚合染料通过其常规活性基团共价固定到纤维素上。这种方法具有许多潜在的好处，包括防止有色污水的产生和实现无盐染色。然而，这个概念尚未被视为是一种商业化的方法。3.8 胶束染色近年来，Xie等人报道了胶束染色，是一种新型活性染料染棉并且能大量节约水和能源的染色方法。他们使用二马来酸酯硫酸钠表面活性剂以及大约在5：1的小浴比条件下使用红外染

24、色机将他们施加到棉织物上去，从而制备染料-表面活性剂胶束。并且已经表明具有良好的染料匀染性以及可接受的染色效果。3.9 新兴技术使用特定的电磁辐射以节省在加热并搅拌染浴或浸轧织物过程中消耗的能源和时间。然而，这种方法并没有得到很好的商业化。在这种情况下，已经有人研究使用超声波能量染色。研究表明，利用超声波染色可以节省能量、水和化学品的消耗，同时有更好的得色量和减少废水的污染。为了实现超声能量在工业上的大规模应用，Thakore构建了专门的安装超声波管谐振器，并且在活性染料通过浸染或者轧染的工艺对纤维素纤维进行染色的过程中，大生产规模的使用。提高得色量，减少染色时间和提高水洗效率是这项研究的主要

25、成果。有人研究使用微波加热，用于改善活性染料染棉织物时的上染率和固着率。这种方法相对于传统的加热方法具有更好得色量和染料固色率。其它新兴的技术，如等离子体染色和超临界二氧化碳染色也被报道是无水或少水染色的可选择途径，并具有可接受的染色效果。4 染色前对棉纤维进行化学改性棉的化学改性，以提高直接染料、活性染料、硫化染料或还原染料的染色效果，是另一种新兴领域。此研究主要集中在在棉纤维上引入阳离子基团。这样的改性，通常被称为阳离子化改性，是通过低分子量的阳离子化学品或阳离子聚合物（树脂）处理棉而实现的。大部分的阳离子基团是季、叔或仲胺残基。在阳离子化棉的活性染料染色中，阴离子染料被纤维上的阳离子电荷

26、所吸引。其结果是可以实现更高的固色率和低盐（或无盐）染色。并且已经报道，改性棉活性染料染色时无需使用盐和碱。在活性染料染色，棉的阳离子化已经表明能够消除无机盐和碱的使用和减少未固着染料的量。这提供了显著的环境效益。然而，该技术仍有待被行业采纳。这主要是因为阳离子化是一个额外的处理步骤，并且处理本身并不能保证无毒排放。已经有人探索，将天然聚合物，如阳离子淀粉和脱乙酰壳多糖作为阳离子化剂使用。这可能使阳离子化工艺实现环境友好。棉织物的丝光是连续印染厂的惯例。它是一个染色前处理步骤，以确保能提高得色量、拉伸强度、光泽和尺寸稳定性。就资金，维修，运行和碱回收成本方面来说，丝光是一个非常昂贵的工艺。阳离

27、子化棉织物的实验性细微改良具有取代丝光工艺的潜力，可以在拉幅机上进行，没有任何资本和许多的运行费用。5 在染浴配方中使用可生物降解的有机化合物在染色时使用可替代的能生物降解的无毒染料和化学品是减少污水污染的一个直接的方法。有机化合物的选择性使用已被证明是一种有效的替代无机盐的方法。这些化合物降低了废水的负担，因为大多数的这些物质往往都是可生物降解的。甜菜碱，一种有机化合物，已经报道能降低无机盐的用量。有机阳离子表面活性剂也被研究作为无机盐的替代品。在用直接或活性染料对棉的染色中，所使用的镁基有机化合物的混合物已申请专利。这种混合物声称能够代替无机氯化钠或硫酸钠并可防止未处理的有毒污水的排放。然

28、而，这不能被商业化，因为镁离子会导致水的硬度增加，对染料的拼染和染色工艺控制造成一些问题。有人探索用有机酸的钠盐替代氯化钠和硫酸钠。Prabu和Sundrajan已经证明了，在使用直接、活性、可溶性还原染料浸染染棉时，可以使用柠檬酸三钠替代传统的无机盐。多元羧酸盐也被证明是无机盐最有效的替代方式。乙二胺四乙酸钠盐，一种碱性的多元羧酸钠盐，已被报道能够在活性染料染棉的浸染和连续轧-蒸染色工艺过程中替代无机盐和碱。使用其它的碱性多元羧酸盐，如次氮三乙酸三钠和N，N-双（羧甲基）-L-谷氨酸四钠，也被证明能在活性染料染棉的连续轧-蒸染色工艺过程中有效代替无机盐和碱。这种发展使得TDS排放减少，提高了

29、固色率。在连续轧-烘-焙的活性染料染色方法中需要使用尿素，在这种工艺条件下会有一部分尿素分解。这会导致残余氮含量的增加并在一定程度上降低了染料和纤维的反应产量。在染料的染浴中，使用双氰胺含量降低尿素能够减少对环境的影响。在活性染料的棉织物染色和印花过程中，己内酰胺产品已被报道已能部分或完全取代尿素。6 棉染坊的污水处理工艺废水的组成按照持续性的观点可分为四类，即，有色或无色的，可溶解或不溶解的，可生物降解或不可生物降解的，有毒或无毒的。常规棉处理废水中的大部分是多色、非生物降解的物质和有毒性的溶解成分。棉纺织厂废料的典型成分如表2中所给出的。大多数染料是有机化合物，比起其他无机无色化合物尤其是

30、盐，其毒性较小。然而，它们的颜色减少了太阳光向向沟渠、渠道和江河水环境的穿透深度，因此，这会降低光合活性和溶解氧量。这将导致生态系统的失衡，成为水生生物的威胁，因为他们的生存与发展需要光。此外，对于人类来说，有色的河水将增加废水处理的成本。因此，明确的法律限制（虽然不是在所有的国家实行）是有道理的。表2 棉纺织厂废料的典型成分特性数值pH总碱性BODCOD总的固体溶解量总的铬含量9.8-11.817-22mg/mL760-900 mg/mL1400-1700 mg/mL6000-7000 mg/mL10-13 mg/mL污水处理本身就是一个很大的加工部门。在过去的几十年中，存在有许多根据行业类

31、型进行处理废水而开发的方法和技术。这种发展的重点是找到一种经济有效的方法去处理废水。如今，纺织印染废水的高效处理技术是物理化学、生物化学、以及他们的联合处理技术和其他技术。它们可以被进一步归类为物理方法（沉淀如混凝法，絮凝法和沉积法；吸附如活性炭吸附法和生物污泥法；和膜处理工艺，也称为分离技术，如反渗透，微过滤，纳米过滤，超过滤），生物处理，化学处理（氧化处理，包括电化学法以及高级氧化法如臭氧处理）。为了更有效的对污水进行处理和实现再循环，有时将各种处理技术进行组合。处理来自于棉染坊的废水最有效的方法的简单说明如下。然而，Hauser和Vandevivere 等人已经很详细地阐述了这种污水处理

32、和回收技术。6.1 混凝絮凝沉淀处理混凝絮凝沉淀处理通常用于消除有机物质，但通常在这个过程中使用的化学品对消除可溶性染料无影响。虽然这个过程有效地消除了不溶性的染料，但是因为污泥处理的成本和关于污泥处理不断增加的限制，这个工艺的价值是值得怀疑的。在污水中的非常小的悬浮物质的胶体电荷类型，将会产生斥力，并防止他们聚集。因此，电解质如硫酸铝，硫酸铁，氯化铁的加入可以消除胶体的表面电荷。这种效应被称为混凝。通常胶体带负电荷，因此凝结剂通常是有机或无机阳离子混凝剂（在水中带正电荷）。除了混凝，金属氢氧化物和有机聚合物可以帮助颗粒聚集成群，从而增加了沉降。混凝、絮凝和沉降的联合作用被命名为“clarif

33、locculation”。6.2 吸附作用吸附是一个物理化学的废水处理方法，其中废水与多孔材料（粉末或颗粒）混合，如活性炭和粘土，或者让废水通过粒状物组成的滤床。以这种方式，在废水中的污染物可以吸附或转移到多孔材料的表面和过滤器上。常用的吸附剂是活性炭，硅聚合物和高岭土。不同的吸附剂能对染料能进行选择性的吸附。迄今为止，活性炭被认为是印染废水最好的吸附剂。然而，无需预处理而在活性炭上吸附是不可能的，因为悬浮固体会快速堵塞过滤器。因此，这个程序是唯一可能与絮凝倾析处理或生物处理相结合的方法。该组合可以降低悬浮固体和有机物质的量，以及也会降低废水颜色。此外，活性炭的成本很高。6.3 生物处理为去除

34、大量复杂的有机废水中的有毒污染物，生物处理通常被认为是最有效的方法。在这样的过程中，微生物通常是细菌（天然或再生）被用于合成染料和其它可溶物质的生物降解。用生物处理去除可溶性物质，在某种方式上类似于自清洁，也是一种比“clariflocculator”更有效的方式。生物处理可以根据存在或不存在氧分类，分别称为好氧处理和厌氧处理。好氧处理，由于其高效率，应用范围广，是最优选的生物处理方法。有氧的生物处理，是在有氧的环境中在需氧和兼性细菌帮助下净化水，它分为两大类，即，活性污泥法和生物膜处理法。活性污泥法是比较常见的有氧处理方法，清洁效率可以高达90。然而，通过活性污泥法对大多数纺织染料和化学品进

35、行生物处理并不总是能取得巨大的成功。因为大多数在纺织工业中使用的染料和化学品具有低的或无生物降解能力。因此，吸附剂，如活性炭或粘土，被加入到生物处理系统，以便消除由纺织工业生产的非生物降解的物质。6.4 化学氧化化学氧化处理基本上都是漂白过程。在这样的处理中，存在于废水中的颜色成分氧化分解至更低分子量的化合物，如醛，羧酸盐，硫酸盐和氮气，并且进一步将它们降解为二氧化碳和水。这些处理都是最常用的脱色工艺，因为它们所需氧化剂量低和反应时间短。它们既可以作为独立的技术使用，也可以作为物理处理的一个组成部分使用。各种类型的氧化剂包括氯，过氧化氢，臭氧。二氧化氯被用于除去废水中的颜色。目前，Fenton

36、氧化和臭氧氧化通常在污水处理中使用。6.5 高级氧化方法高级氧化方法（AOPs），通过形成足够的量的羟基自由基，然后使用它们氧化大多数存在于废水中的复合物化学品。羟基自由基具有最高的氧化潜力，仅次于氟自由基。氟不能用于废水处理，因为它具有高毒性。因此羟基自由基的形成和高级氧化方法（AOPs）已引起了许多科学家和技术开发人员的关注。活化的羟基自由基通过使用UV，UV/O3，UV/H2O2，Fe2+/H2O2，TiO2/H2O2等多种组合产生的。高级氧化方法可以分为两种，即非光化学氧化和光化学氧化。非光化学高级氧化包括空洞气蚀法，Fenton氧化以及类似的方法，在高pH条件下的臭氧化法，臭氧/过氧

37、化氢氧化法，湿式氧化法等。光化学氧化方法包括均质的（真空紫外光解，紫外/过氧化氢，紫外/臭氧，紫外/臭氧/过氧化氢，光-Fenton等）和多相的（光催化等等）方法。6.6 电化学方法电化学方法的基础是使用电极通过产生电解作用进行废水处理的方法，如氧化，还原，混凝或絮凝。这种处理比许多其他的非电化学方法更有效。这种方法具有设备型小，覆盖面积小，操作和管理容易，除去溶解固体和降低需氧量的效率高，漂白效果良好的优点。然而，这种沉淀，电极材料和运行成本的消费是非常高的。随着电化学技术的发展和各种高效反应器的生产，这种处理的费用可以有效地降低。电催化高级氧化工艺（AEOP）是最近开发出的一种新的高级氧化

38、技术。由于其效率高，操作简单，环境友好的，它已经引起了研究人员的注意。它可以在正常的温度和压力下，通过催化活性电极的直接或间接反应产生羟基自由基。因此，对难生物降解的污染物的降解是非常有效的。它是将来研究的主要方向之一。6.7 膜分离技术膜分离或过滤技术由于其简单性、高选择性的分离效率、能耗低等特性而变得流行。目前，膜分离技术通常用于处理染色废水。膜的微孔被用于过滤那些通过膜的选择透过性分离出的废水中的特定物质。该方法主要基于对通过膜的废水施加压力，并被分类为反渗透、纳米过滤、超滤和微滤。这种特定膜分离工艺的选择取决于最终产品的质量。因为微滤的大孔尺寸因而不适合纺织废水的处理。然而，反渗透技术

39、则被纺织染坊广泛采用。使用膜分离的方法为水解染料和染色助剂的分离提供了可观的可能性，且最终降低了污水的颜色和需氧量。然而，设备的安装和维修，包括膜的结垢是昂贵的。7 总结本文探讨了纺织品制造商在棉纺织品活性染料染色时减少对环境影响的一系列可用方法。这些方法中的一些已经商业化地被采纳。同时，也可以选择以及组合这些方法来设计一个无污染的染色。双反应性基活性染料的发展使得染料的固色率有了明显的改进。引进商业低盐活性染料以及这些染料能在中性pH条件下固色，可以减少无机化学品的使用。超低浴比染色机、具有低槽体积容量的轧车和控制染色机都在商业上成功地发展，因为它们大大减少了废水中化学污染物质的量。因此，它

40、们的广泛使用应该得到鼓励。棉的阳离子化是一种实现棉织物活性染料染色时无需添加无机盐和碱的一种有效方式。然而，使用天然可生物降解的聚合物作为阳离子试剂，可能是一个更好的有利于环境可持续发展的方法。使用可生物降解的有机化合物代替无机化学品是有效地降低废水污染的另一种方式。新兴技术，如超声波能量和超临界二氧化碳染色已经成为很多研究者关注的焦点。商业化发展这些技术用于染棉织物，有利于以后环境的可持续发展。大多数的利于环境可持续发展的方法是高成本的。因此，过去工业上并不鼓励使用烘干机。然而，目前在世界各地，各国政府和水务部门正在引入更严格的基于负荷排放的许可证、收费和处罚。有利于环境可持续发展的方法的相

41、对较高的成本可能会被污水净化的成本或超标污水的处罚全部或部分抵消。由于许多行业都积极地进行污水的净化和循环利用，污水净化处理的方法已经在本文章中进行了简单的叙述。膜分离技术由于其简单性和可回收利用的优势被广泛地采用。此外，还有活性炭吸附、生物吸附和电化学处理吸附、高级氧化和电催化高级氧化等其他新兴技术。然而，废水的处理是昂贵的。因此，显而易见的首要选择，应始终是更加可持续发展的染色工艺和技术。参考文献01Ahmed, A.I., 1995. Reactive dyes development: a review. Text. Dyer Print. 28 (16),19-24.02Ahmed,

42、 N.S.E., 2005. The use of sodium edate in the dyeing of cotton with reactive dyes. Dyes Pigment. 65 (3), 221-225.03Ahmed, N.S.E., El-Shishtawy, R.M., 2010. The use of new technologies in coloration of textile fibers. J. Mater. Sci. 45 (5), 1143-1153.04Ali, S., Khatri, Z., Khatri, A., Tanwari, A., 20

43、14. Integrated desizing-bleaching-reactive dyeing process for cotton towel using glucose oxidase enzyme. J. Clean. Prod. 66, 562-567.05Anderson, C.B., 1994. Dyeing reactive dyes using less salt. Am. Dyest. Rep. 83 (9),103-105.06Anderson, C.B., 1996. Ciba introduces low-salt reactive dyeing. Text. In

44、d. Dye. S. Afr.15 (5), 5-8.07Aspland, J.R., 1992. Practical application of reactive dyes. Text. Chem. Color 24 (6),35-40.08Babu, B.R., Parande, A.K., Raghu, S., Kumar, T.P., 2007. Cotton textile processing:waste generation and effluent treatment. J. Cotton Sci. 11 (3), 141-153.09Bhuiyan, M.A.R., Sha

45、id, A., Khan, M.A., 2014. Cationization of cotton fiber by chitosan and its dyeing with reactive dye without salt. Chem. Mater. Eng. 2 (4),96-100.10Blackburn, R.S., Burkinshaw, S.M., 2003. Treatment of cellulose with cationic,nucleophilic polymers to enable reactive dyeing at neutral pH without elec

46、trolyte addition. J. Appl. Polym. Sci. 89 (4), 1026-1031.11Burkinshaw, S.M., Katsarelias, D., 1995. A study of the wash-off and aftertreatment of dichlorotriazinyl reactive dyes on cotton. Dyes Pigment. 29 (2), 139-153.12Chavan, R.B., 2001. Environment-friendly dyeing processes for cotton. Indian J.

47、 Fibre Text. Res. 26 (1-2), 93-100.13Christie, R.M., 2007. Environmental Aspects of Textile Dyeing, first ed. Woodhead Publishing Ltd, Manchester, England.14Commission, E, 2003. Reference Document on Best Available Techniques for the Textiles Industry. European integrated pollution prevention and co

48、ntrol bureau,Institute for Prospective Technological Studies, Spain.15Cook, C.C.,1982. Aftertreatments for improving the fastness of dyes on textile fibres. Rev. Prog. Color. Relat. Top. 12 (1), 73-89.16Cooper, P., 1995. Colour in Dyehouse Effluent, first ed. Society of Dyers and Colourists, Bradfor

49、d, England.17Gordon, S., Hsieh, Y.L., 2007. Cotton: Science and Technology, first ed. Woodhead Publishing Ltd, Cambridge, England.18Guan, Y., Zheng, Q.K., Mao, Y.H., Gui, M.S., Fu, H.B., 2007. Application of polycarboxylic acid sodium salt in the dyeing of cotton fabric with reactive dyes.J. Appl. P

50、olym. Sci. 105 (2), 726-732.19Hauser, P.J., 2011. Advances in Treating Textile Effluent. InTech, Rijeka, Croatia.20Hinks, D., Burkinshaw, S.M., Lewis, D.M., Renfrew, A.H.M., 2001. Cationic fiber reactive dyes for cellulosic fibers. AATCC Rev. 1 (5), 43-46.21Holme, I., 2004. Dyeing cellulosic fibres.

51、 Text. Mag. 1 (2), 8-13.22Hyde, R.F., 1998. Review of continuous dyeing of cellulose and its blends by heat fixation processes. Rev. Prog. Color 28, 26-31.23Hyde, R.F., Thompson, G., Stanley, K.A., 1996. Commercial and environmental challenges in continuous dyeing with fiber reactive dyes. Text. Che

52、m. Color 28(10), 25-29.24Jain, A.K., Mehta, K.S., 1991. Control water hardness to minimize colour matching variations. ATIRA Commun. Text. 25 (4), 105-111.25Kalliala, E., Talvenmaa, P., 2000. Environmental profile of textile wet processing in Finland. J. Clean. Prod. 8 (2), 143-154.26Khatri, A., 201

53、1. Use of biodegradable organic salts for pad-steam dyeing of cotton textiles with reactive dyes to improve process sustainability. Int. Proc. Econ. Dev. Res. 18, 84-89.27Khatri, A., Padhye, R., White, M., 2013. The use of trisodium nitrilo triacetate in the padesteam dyeing of cotton with reactive

54、dyes. Color. Technol. 129 (1), 76-81.28Khatri, A., Padhye, R., White, M., Cowlishaw, K., 2010. Biodegradable organic salts for reactive dyeing of cotton. In: Proceedings of 2010 IFFTI Conference on Fashion: Sustainability and Creativity, pp. 357-362.29Khatri, A., Peerzada, M.H., 2012. Improved react

55、ive dye-fixation in pad-steam process of dyeing cotton fabric using tetrasodium N, N biscarboxylatomethyl-L-glutamate. Mehran Univ. Res. J. Eng. Technol. 31 (2), 253-258.30Khatri, A., White, M., Padhye, R., Momin, N.H., 2014a. The use of reflectance measurements in the determination of diffusion of

56、reactive dyes into cellulosic fiber. Color Res. Appl. 39 (1), 63-69.31Khatri, Z., Ahmed, F., Jhatial, A., Abro, M., Mayakrishnan, G., Kim, I.S., 2014b. Cold pad-batch dyeing of cellulose nanofibers with reactive dyes. Cellululose 21 (4), 3089-3095.32Khatri, Z., Memon, M.H., Khatri, A., Tanwari, A.,

57、2011. Cold pad-batch dyeing method for cotton fabric dyeing with reactive dyes using ultrasonic energy. Ultrason. Sonochem. 18 (6), 1301-1307.33King, D., 2007. Dyeing of cotton and cotton products. In: Gordon, S., Hsieh, Y.L. (Eds.), Cotton: Science and Technology. Woodhead Publishing Ltd., Cambridge, England, pp. 353-377.34Kissa, E., 1969. U