Преработка за премахване на замърсители, проддаващи се на биологично отстраняване /първично и вторично пречистване/. Анализ и проби на отпадните води /методи за анализ/. Разпоредби за контрол на замърсяването

реактивни багрила. Намаленият разход на химикали и по-ниските разходи за пречиставане на отпадъчните води компенсират по- големия разход на топлинна енергия.

Тази техника се препоръчва за поточно багрене на целулозни влакна с избрани реактивни багрила. За разлика от нормалните непрекъснати методи, използването на добавки като карбамид, натриев силикат и сол в фулардния разтвор или продължително отлежаване се заменя с контрол на съдържанието на пара по време на сушенето. Платовете се пропиват с разтвор (изстискване на памучни и вискозни материали съответно 70 и 80 %), който съдържа багрило, мокрител и алкали (малки количества NaOH или Na2CO3, при избрани багрила – NaHCO3). След кратък въздушен пасаж платовете се подават директно в сушилня (хот-флу), където престояват около 2 min. Условията в сушилнята (120О и 25 об.% съдържание на пара) осигуряват по-дълъг престой при специфичната температура (68О), отколкото при запарването. При използване на полифункционални реактивни багрила е достатъчна температура от 68О, ниско съдържание на алкали и само 2 min време за фиксиране. При леки платове тази влажност не е достатъчна и се налага въвеждане на допълнително количество пара. Процесът е прост, може с успех да се приложи при големи и малки партиди, но изисква много точен избор на операциите при предварителната подготовка и на използваните багрила. В сравнение с другите багрилни техники тук се очертават следните по-важни предимства:

_лесно приготвяне на багрилния разтвор и меки условия на фиксиране_миграцията се минимизира чрез бързо фиксиране и контрол на влагата

_подобряван е проникването на багрилата (в сравнение с фулард-термофиксиране) _подобрено обагряне на мъртвите памучни влакна _възможност за багрене на смеси П/ПЕ и ВИ/ПЕ в една баня;

_отпадъчните води не съдържат азотни съединения и соли;

_нисък процент на нефиксирани, хидролизирани багрила и високи устойчивости на пране.

Тази техника (известна в като Econtrol с регистрирана търговска марка от DyStar) изисква нов тип хот-флу сушилни, цената на които в комплект с автоматична багрилна кухня е около 700-750 000 евро. Тези инвестиции се компенсират от големите икономии на

химикали, спомагателни сред ства, енергия от по- високата производителност, гъвкавост и редица екологични предимства. Много предприятия в Испания, Белгия, Италия, Португалия, Китай, Турция, Индия, Пакистан и Корея успешно прилагат Econtrol. Багренето на вълна с хромиращи се багрила се прилага в сравнително ограничен мащаб за оцветяване в тъмни цветове с високи устойчивости. През 1995 г. от произведените 24 000 тона багрила за вълна, хромовите са били под 30 % с тенденция за по-нататъшно намаляване. От тях 50-60 % са изразходвани за багрене в черно, 25-30 % в морско

синьо и 10-25 % за някои специфични цветове, като кафяво, бордо или зелено. Хромирането след багрене е най-разпро-странения начин за образуване на хромовия комплекс. Въведените извънредно строги норми за съдържание на хром в отпадъчните води наложи използването на намалени, близки до стехиометричнитеколичества натриев или калиев бихромат, което е предпоставка за почти количествено свързване на хрома с багрилото, респ. с вълната. Известният т.нар. нискохромов метод работи с минимален излишек (максимум 1,5 %) бихромат спрямо стехиометрично изчи сленото количест-во. Това изисква внимателен контрол на рН (3,5-3,8) и добавка на оптимизирано количество редуктор за преминаване на CrVI в CrIII, който образува стабилния комплекс. Голямите производители на багрила публикуват данни, които дават възможност за точно дозиране на бихромата. Използването на техниката с малко хром елиминира напълно шествалентния хром и свежда остатъчното съдържание на CrIII в Багрене с контролирано рН Багренето на текстилни влакна, които притежават йонизиращи се групи се извършва обикновено с добавка на киселина, като скоростта на извличане на багрилата се контролира с изменението на температурата. Предлаганата техника е приложима за вълна, естествена коприна и полиамид и изисква постоянен контрол на рН. Това предполага монтирането не само на контролни, но и на уреди, автоматично подаващи киселина или алкали. Възможна е и употребата на буфери. Основният недостатък на метода е трудното, непрекъснато хомогенизиране на багрилния разтвор. Екологичните предимства са в намаляване на времето за багрене и избягване на употребата на егализатори. Това от своя страна прави по-лесно рециклирането на багрилните бани. Техниката е приложена в багрилни предприятия при производство на килими.

Багрене на вълна с ниско - и ултраниско съдържание на хром в банята за хромиране изтощената баня до 5 mg/l (до 200 mg/l при класическия метод). В лабораторни условия е достигнато до 1 mg/l, но все още не е осъществено в практиката. Техниката с ултраниско съдържание на хром се използва в някои специални случаи (главно при багрене в тъмни цветов е), когато не може да се достигне концентрация на хром в изтощената баня по-ниска от 5 mg/l. В тези случаи хромът се дозира строго стехиометрично и се вземат мерки той да не се свързва с влакната. Важно условие за постигане на необходимите устойчивости е пълното извличане на багрилото. Ако в банята има несвързано багрило то консумира част от хрома,който по този начин остава в разтвора и замърсява отпадъчните води. За постигане на пълно извличане на багрилото е необходимо достатъчно ниско рН, или охлаждане на банята в края до 90-80О. Оптимални резултати, се постигат след изпускане на багрилната и хромиране в свежа баня. Успешното прилагане на метода изисква много точно спазване на условията на багрене и хромиране и особено прецизно дозиране и хомогенизиране на бихромата, което е добре да става с помоща на автоматични системи. Емисионен фактор от 50 mg на обработена вълна отговаря на концентрация на хром в изтощената баня от 5 mg/l при модул 1:10. Препоръчва се да се вземат специални мерки при съхраняването и работата с бихромат.

Свободно от хром багрене на вълна

Независимо от постигнатите добри резултати, описани в предния раздел, много нициативи (OSPAR, GuT, EU-Ecolabel), изключват употребата на хромови багрила. амяната на багрилата, съдържащи метал може да се осъществи с новите реактивни багрила, които осигуряват необходимите устойчивости и при тъмните оцветявания.

Това са бифункционални реактивни багри ла, съдържащи бромакриламидни или винилсулфонови реакционно способни групи. Обикновено се използва трихромия, основана на багрилата Yellow CE (или Golden Yellow CE), Red CE и Blue CE за цялата гама цветове и за тъмн о синьо и черно Navy CE и Black CE. Екологичните предимства на тази техника са основно в избягване употребата на съединения,

съдържащи шествалентен хром, който е хронична отрова с канцерогенен ефект. Внимание заслужава оцветяването на отпадъчните води и възможност за нарастване на ХПК и АОХ при употреба на бионеразложими егализатори и други спомагателни агенти. Багрилният цикъл е сравнително дълъг, но в практиката бързо се усъвършенства. Например с повишаване на температурата до 105О силно се облекчава почистването след багрене. Стандартният процес обхваща 10 min раздвижване на вълната при 50О с в разтвор с рН 4,5-6 (оцетна или мравчена киселина), съдържащ необходимите спомагателни средства. Прибавя се багрилото и температурата се

повишава до врене, евентуа лно до 105О, с 1-2О/min и се багри в продължение на 60-90 min. След охлаждане до 85О, рН се повишава до 8,5 (амониев или натриев карбонат). При тази температура за около 15-20 min се осъществява химичната връзка. Следва изпиране по обичайните начини. Описаните в този раздел реактивни багрила, могат да се използват за багрене на вълна и полиамид на всички видове багрилни машини. Замяната на хромовите багрила с реактивни се посреща скептично от много специалисти. Надделява мнението, че само хромовите багрила могат да осигурят много високите изисквания за устойчивостите на тъмните, наситени цветове. Много от фабриките, които багрят вълна работят с установени от дълги години рецепти и адаптацията на персонала към новите техники е много трудна. Независимо от тези аргументи в защита на хромовите багрила много фабрики в Европа и света с успех използват реактивни багрила за багрене на вълна. Според GRAB-Italy багренето с реактивни багрила е изгодно, поради възможности за икономия на вода, енергия и химикали и по-опростената обработка на отпадъчните

води, следствие от отсъствието на хром.

Намаляване на емисиите при багрене на вълна с металкомплексни багрила

Металкомплексните багрила се използват, в големи количества за багрене на вълна на влакно или лента. Металът е свързан в хелатна форма и не представлява реална опасност з а околната среда. Съвременните техники, които се прилагат за намаляване на багрилата в отпадъчните води, прибягват до оптимизиране на условията на багрене - основно контрол на рН. В случаите, когато се багри с 1:2 металкомплексни багрила, багрилният процес се подобрява чрез:

_използване на специални спомагателни средства (смеси от етоксилирани мастни алкохоли, притежаващи висок афинитет към влакната и багрилата);

_замяна на оцетната с мравчена киселина.

Такъв оптимизиран процес е известният “Lanaset TOP process”. Контролът на рН и използването на смеси от етоксилирани мастни алкохоли скъсява драстично времето на багрене, при това с почти 100 %-но извличане на багрилата, което улеснява работата в

постоянни бани. Налице са много до бра възпроизвoдимост и високи устойчивости на цветовете. Високата степен на извличане определя и много ниско съдържание на багрило, респ. на метал (най-често хром) в изтощения багрилен разтвор. Лабораторни тестове са показали остатъчно количество хром по-ниско от 0,1 mg/l при багрене в тъмно синьо. Въпреки това в ежедневната практика по-високи стойности от 1 mg/l може да се считат за реалистични. Обикновено се достига емисионен фактор 10-20 mg/kg обагрена вълна, което отговаря на 1-2 mg/l хром, при модул 1:10. Замяната на оцетната киселина ( специфична ХПК – 1067 mg/g) с мравчена (спец. ХПК – 235 mg/g) допринася за намаляване на ХПК в отпадъчните води. Всичко това, заедно с икономията на енергия от

съкратеното време и използването на по стоянни бани определя и широкото приложение на тази техника. Използването на липозоми като спомагателни средства дава възможност багренето на вълна с кисели багрила да се извърши при 80О за около 40 min. Предимствата са:

_по-малки повърхностни повреди на вълнените влакна

_икономия на енергия

_без добавка на електролит

_по-ниска ХПК и проводимост на отпадъчните води.

При багренето на смеси от вълна/полиестер температурата се повишава до 100О и се добавят малки количества кериери. Липозомите облекчават дифузията на дисперсните багрила във вълната. Това може да доведе до понижаване на устойчивостите на цветовете. Багренето се провежда при следните условия:

_липозом 0,1 – 0,2 %

_мравчена киселина

_кисели багрила

_температура 80О

_продължителност 40 min.

Цената на липозомите се компенсира от икономиите и от по-доброто качество на продукцията. Намаляване на консумацията на вода при багренето може да се постигне чрез споменатите изменения в обема на багрилния разтвор, чрез повторно използване

на изтощените бани и/или чрез зареждане на машинитеза следващото багрене с вода от изплакването. Възможни са два варианта за повторно използване на горещите извлечени багрилни разтвори. При първата банята се прехвърля в отделен резервоар (или във втора

идентична машина) и се използва за следващо багрене. Втората възможност предполага прехвърляне на текстила в друга машина, където се изплаква. В този случай отпада необходимостта от отделен резервоар, но материалът претърпява още една операция. И в двата случая е необходимо определяне на концентрацията на остатъчните багрила и спомагателните агенти и допълване със свежа вода. Анализът на банята се извършва с помощта на спектрофотометър и/или въз основа на производствения опит. Оптимизиране на съоръженията за периодично багрене

Намаляване на разхода на вода, енергия и химикали е в основата на конструирането на машини и апарати за багрене.Това води не само до съществени екологични предимства, но и до значителни икономии. Модулът на банята е един от параметрите, който има голямо значение за прогреса в периодичното багрене и неговото намаляване е цел на всяка нова конструкция. Термините “нисък” и “супер нисък” модул обикновено се използват при охарактеризирането на машините за багрене. Багренето при нисък модул спестява химикали, вода и енергия и осигурява добра степен на фиксиране на багрилото. Корелацията между модула и общия разход на вода не винаги е точна, тъй като последният се определя не само от използвания модул, но и от изплакването и прането.

Друг важен фактор е максималното разделяне на различни партиди и особено разделянето на изтощената багрилна баня и водата след изплакване. В модерните

багрилни апарати изплакван ето чрез преливане сезамества с използване на водите от изплакването, като текстилът се обработва в непрекъснат режим в отделен поток, с което се избягва охлаждането или допълването на извлечената багрилна баня. По този начин

изтощеният багрилен разтвор и водите от изплакването могат да се съхраняват разделено и използват повторно, както и да се пречистват отделно. Много различни технически варианти се прилагат за повишаване на ефективността на изплакването.

Използването на механична екстрак ция на разтворадава възможност за намаляване на задържаната несвързана вода в материала. Пресоване, изсмукване и продухване на въздуха са също широко пролагани техники. Най-ефективна е вакуум технологията, но тя

не е приложима за всички видове п латове и консумира много повече енергия в сравнение с изстискването. Съкращаване на багрилния цикъл също води до икономии на вода и енергия. По-краткото време на багрене повишава производителността и намалява

разхода на термична- и електроенергия. Различни техники включват възможности запълнене и изпразване, специални резервоари (обработване на разтворите, успоредно с други операции), комбинирани системи за охлаждане и изплакване и т.н. Намаляване на времето се постига и при подобряване на контакта на текстила с разтвора, с по-бързо хомогенизиране, при смяна на условията на багрене и др. В допълнение, какво бихме очаквали в бъдеще от модерните багрилни машини за периодично багрене:

_автоматизирани системи за хомогенизиране на химикалите и багрилата и контрол на продължителността на багрене

_автоматичен контрол на нивото на разтвора и температурата

_индиректни системи за загряване и охлаждане

_затворени врати, т.е. пълна херметизация на машините.

Повторно използване или рециклиране на водата след периодично багрене

Повторното използване на изтощените багрилни бани е особено подходящо за багрене на вълна с кисели багрила, на акрилни влакна и на памук със серни или добре извличащи се реактивни багрила, тъй като в тези случаи багренето може да се проведе при постоянна

температура. Колко пъти може да се използва дадена багрилна баня зависи от атрупването на замърсявания, идващи както от текстила, който се багри, така и от добавките по време на процеса. Независимо от повишените разходи за пречистване на многократно използваните разтвори и стойността на необходимия резервоар, помпи, тръби и др. налице са съществени икономии, които са твърде различни за отделните страни и са пряко зависими от цената на свежата вода.