第一节　染整用水

印染厂在染整加工中用水量很大，从退浆、煮练、漂白、丝光到染色、印花、整理以及锅炉供汽都要耗用大量的水。粗略估计，平均每生产1000m印染布约耗水20t，其中煮练用水量占一半以上。水质的好坏直接影响到产品质量、锅炉使用效率和染化料、助剂的消耗。所以，印染厂必须建立在水源丰富且水质优良的地区。

一、水质对纺织品染整加工的影响

（一）水中的杂质类型

纺织品染整用水主要来源有两类，一类是地表水，如江、河、湖泊水，另一类为地下水，如深井水、泉水等。地表水来源充足，但水质常受流量、季节及环境的影响，一般含有较多的悬浊物，如泥沙、尘埃、微生物和少量的有机物等。地下水水质稳定澄清，但受地质影响，往往含有较多的矿物质。通常使用的自来水是经自来水厂加工后的地表水或地下水，但自来水的加工主要是通过静置、絮凝澄清或过滤等方式去除悬浮物，对水溶性杂质一般不作处理，有的地下水甚至不经过处理。而影响纺织品染整加工的主要是水溶性杂质。

水溶性杂质的种类较多，最常见的是溶于水中的钙、镁离子，它们以硫酸盐、氯化物、硝酸盐或酸式碳酸盐等多种形式存在，它们含量的多少，可用硬度表示。水的硬度有暂时硬度和永久硬度之分。经加热煮沸，水中的杂质（主要是钙、镁的酸式碳酸盐）能够沉淀出来，这种水称为暂时硬水，其硬度称为暂时硬度或碳酸盐硬度。暂时硬度能通过加热除去。

以硫酸盐、硝酸盐或氯化物形式存在于水中的钙、镁离子称为永久硬度或非碳酸盐硬度。永久硬度必须用化学方法才能除去。

暂时硬度与永久硬度之和称为总硬度。由于水的两种硬度的比例随水的来源不同而不同，所以一般用总硬度表示。

水中也可能含有碳酸钠等碱性物质，形成水的“碱度”。含有碳酸盐碱度的水不会同时存在永久硬度。水中还可能存在铁、锰等其他金属离子。

水的硬度有多种表示方法，我国以mg/L表示，即1L水中所含的钙、镁盐换算成碳酸钙的毫克数。按照水中含钙、镁离子量的多少，通常可将水质划分为以下几类（表2-1）。但实际上水的软、硬并无截然界限，划分范围也往往有所不同。

表2-1　硬水和软水区分表

（二）染整用水对水质的要求和水质对纺织品染整加工的影响（表2-2）

表2-2　染整用水对水质的要求

用不符合要求的水，特别是硬度高的水进行染整加工，会严重影响产品质量。

棉织物的煮练以烧碱为主，如水中含有钙、镁离子，煮练时会与烧碱反应，生成不溶性的沉淀，不仅浪费烧碱，降低煮练效果，沉淀还会沉积于织物上，产生水洗难于去除的钙斑，影响后工序加工和成品质量。煮练用水的硬度应小于120mg/L。棉织物氯漂时，铜、铁等重金属离子和它们的氧化物能加速次氯酸钠分解，造成织物脆损。双氧水漂白时，水中的铜、锰、铁等离子也会催化双氧水分解，使棉纤维氧化脆损，强度下降，甚至坯布产生小破洞。真丝织物的精练，若水质硬度偏高，容易发生出水不清、白雾及手感差等疵病，水的硬度应小于150mg/L。锦纶织物精练时要使用软水，以防硬水中的金属离子被锦纶吸附而泛黄。漂洗时色度和纯净度差的水会使漂后织物发黄。

肥皂遇到硬水中的钙、镁离子会生成不溶性钙、镁皂，不仅浪费肥皂，还会形成斑渍沾污织物，影响织物的手感和光泽。

染料的溶解、染色都应该用软水。在溶解某些染料或染色时，硬水中的钙、镁离子等杂质能使染料和助剂发生沉淀，导致染色不匀，色泽鲜艳度下降，并影响染色深度。而且染料沉淀物还会沾污织物，产生色斑，影响染色牢度，特别是对过滤性染色如筒子纱染色、经轴染色和小浴比染色影响很大。活性染料染色用水不宜含有铁、铜等金属离子，这些金属离子可能会使活性染料发生色变或者溶解度降低。

有些柔软剂中含有硬脂酸，硬水中的钙、镁离子会与硬脂酸反应生成不溶性的钙、镁盐沉积在织物上，因此在进行柔软处理时，水的硬度不能超过20mg/L。

二、水的软化

自来水虽是经过某些处理的天然水，但仍有一定的硬度，对某些用途来说还需进行软化处理，以降低水中钙、镁等离子的含量。目前，水的软化方法主要有两种，一种是用离子交换法直接生产软水，另一种是在水中加入软水剂降低水的硬度。

（一）软水剂软化法

在水中加入纯碱、磷酸三钠或六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸钠等化学药品（软水剂），它们能与水中的钙、镁离子作用，或生成不溶性沉淀，使之从水中去除，或与钙、镁离子螯合，形成稳定的可溶性络合物而达到软化水的目的。

1.沉淀法

在硬水中加入纯碱，与钙、镁离子作用生成CaCO3、MgCO3沉淀将钙、镁盐从水中去除。但由于MgCO3在水中尚有一定的溶解度，故软化程度不高。如200mg/L的硬水，加入1.5%的纯碱，硬度仅降至90mg/L左右。

磷酸三钠也是常用的软水剂，能与硬水中的钙、镁离子作用生成磷酸钙、磷酸镁沉淀，具有较好的软化效果。200mg/L的硬水，加入0.3%磷酸三钠，硬度可降低至84mg/L左右。

2.络合法

多聚磷酸钠如六偏磷酸钠作软水剂时，能与水中的钙、镁离子形成稳定的水溶性络合物，在温度不高的情况下（不超过70℃）不再具有硬水的性质，不会使肥皂、染料发生沉淀，具有比较好的软水作用，是最常用的软水剂。如200mg/L的硬水，加入0.3%的六偏磷酸钠，硬度可降低至60mg/L左右。

络合法的软水剂效果最好的是胺的醋酸衍生物，如乙二胺四乙酸钠（EDTA，即软水剂B或BW）和氨三乙酸钠（软水剂A），它们能与钙、镁离子及铜、铁离子生成水溶性络合物，稳定性非常好，用量很少就有很好的软化效果，但成本较高。

（二）离子交换树脂软化法

离子交换树脂又称有机合成离子交换剂，一般由苯乙烯和对二乙烯基苯合成的体型网状高聚物，在它们的分子结构中含有酸性基或碱性基等化学活性基团。离子交换树脂中的活性基团在水溶液中是离子化的，活性基团上的离子能够与水溶液里的同性离子发生交换作用，即溶液里的同性离子与离子交换树脂中的活性基团结合，而活性基团上的离子能够进入水溶液。离子交换树脂具有高度的化学稳定性，和不易破碎的机械强度，不溶于水、酸、碱、盐等溶液中，也不溶于有机溶剂，外形为颗粒状，似鱼子般大小。

离子交换树脂按它所带活性基团的性质可以分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。

阳离子交换树脂分子结构中含有活泼的酸性基，常用的有磺酸型强酸性阳离子交换树脂和羧酸型弱酸性阳离子交换树脂，它们能够与水溶液中的阳离子进行交换。例如磺酸型阳离子交换树脂在溶液中按下式离解，阳离子交换树脂放出氢离子，与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换：

常用的732型阳离子交换树脂是带有磺酸基团的强酸型阳离子交换树脂，其分子结构如下：

阴离子交换树脂分子结构中含有活泼的碱性基，常用的有季铵型强碱性阴离子交换树脂和伯胺型弱碱性阴离子交换树脂，它们能够与水溶液中的阴离子进行交换：

常用的717型阴离子交换树脂是带有季铵基团的强碱型阴离子交换树脂，其分子结构如下：

通过阴阳离子的交换，水中的钙、镁、钾、钠、铁、铜、铝、锰等阳离子和氯化物、硫酸根、碳酸根等阴离子就能去除，水质就能得到软化。软化处理时，原水自上而下流过树脂层，先通过阳离子交换塔交换，再经过阴离子交换塔交换。

阳离子或阴离子交换树脂使用一定时间后会逐渐失效。阴离子交换树脂可用4%的烧碱溶液进行再生，阳离子交换树脂可用4%的盐酸溶液进行再生。