第一節　染整用水

印染廠在染整加工中用水量很大，從退漿、煮練、漂白、絲光到染色、印花、整理以及鍋爐供汽都要耗用大量的水。粗略估計，平均每生產1000m印染布約耗水20t，其中煮練用水量占一半以上。水質的好壞直接影響到產品質量、鍋爐使用效率和染化料、助劑的消耗。所以，印染廠必須建立在水源豐富且水質優良的地區。

一、水質對紡織品染整加工的影響

（一）水中的雜質類型

紡織品染整用水主要來源有兩類，一類是地表水，如江、河、湖泊水，另一類為地下水，如深井水、泉水等。地表水來源充足，但水質常受流量、季節及環境的影響，一般含有較多的懸濁物，如泥沙、塵埃、微生物和少量的有機物等。地下水水質穩定澄清，但受地質影響，往往含有較多的礦物質。通常使用的自來水是經自來水廠加工后的地表水或地下水，但自來水的加工主要是通過靜置、絮凝澄清或過濾等方式去除懸浮物，對水溶性雜質一般不作處理，有的地下水甚至不經過處理。而影響紡織品染整加工的主要是水溶性雜質。

水溶性雜質的種類較多，最常見的是溶于水中的鈣、鎂離子，它們以硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽或酸式碳酸鹽等多種形式存在，它們含量的多少，可用硬度表示。水的硬度有暫時硬度和永久硬度之分。經加熱煮沸，水中的雜質（主要是鈣、鎂的酸式碳酸鹽）能夠沉淀出來，這種水稱為暫時硬水，其硬度稱為暫時硬度或碳酸鹽硬度。暫時硬度能通過加熱除去。

以硫酸鹽、硝酸鹽或氯化物形式存在于水中的鈣、鎂離子稱為永久硬度或非碳酸鹽硬度。永久硬度必須用化學方法才能除去。

暫時硬度與永久硬度之和稱為總硬度。由于水的兩種硬度的比例隨水的來源不同而不同，所以一般用總硬度表示。

水中也可能含有碳酸鈉等堿性物質，形成水的“堿度”。含有碳酸鹽堿度的水不會同時存在永久硬度。水中還可能存在鐵、錳等其他金屬離子。

水的硬度有多種表示方法，我國以mg/L表示，即1L水中所含的鈣、鎂鹽換算成碳酸鈣的毫克數。按照水中含鈣、鎂離子量的多少，通常可將水質劃分為以下幾類（表2-1）。但實際上水的軟、硬并無截然界限，劃分范圍也往往有所不同。

表2-1　硬水和軟水區分表

（二）染整用水對水質的要求和水質對紡織品染整加工的影響（表2-2）

表2-2　染整用水對水質的要求

用不符合要求的水，特別是硬度高的水進行染整加工，會嚴重影響產品質量。

棉織物的煮練以燒堿為主，如水中含有鈣、鎂離子，煮練時會與燒堿反應，生成不溶性的沉淀，不僅浪費燒堿，降低煮練效果，沉淀還會沉積于織物上，產生水洗難于去除的鈣斑，影響后工序加工和成品質量。煮練用水的硬度應小于120mg/L。棉織物氯漂時，銅、鐵等重金屬離子和它們的氧化物能加速次氯酸鈉分解，造成織物脆損。雙氧水漂白時，水中的銅、錳、鐵等離子也會催化雙氧水分解，使棉纖維氧化脆損，強度下降，甚至坯布產生小破洞。真絲織物的精練，若水質硬度偏高，容易發生出水不清、白霧及手感差等疵病，水的硬度應小于150mg/L。錦綸織物精練時要使用軟水，以防硬水中的金屬離子被錦綸吸附而泛黃。漂洗時色度和純凈度差的水會使漂后織物發黃。

肥皂遇到硬水中的鈣、鎂離子會生成不溶性鈣、鎂皂，不僅浪費肥皂，還會形成斑漬沾污織物，影響織物的手感和光澤。

染料的溶解、染色都應該用軟水。在溶解某些染料或染色時，硬水中的鈣、鎂離子等雜質能使染料和助劑發生沉淀，導致染色不勻，色澤鮮艷度下降，并影響染色深度。而且染料沉淀物還會沾污織物，產生色斑，影響染色牢度，特別是對過濾性染色如筒子紗染色、經軸染色和小浴比染色影響很大。活性染料染色用水不宜含有鐵、銅等金屬離子，這些金屬離子可能會使活性染料發生色變或者溶解度降低。

有些柔軟劑中含有硬脂酸，硬水中的鈣、鎂離子會與硬脂酸反應生成不溶性的鈣、鎂鹽沉積在織物上，因此在進行柔軟處理時，水的硬度不能超過20mg/L。

二、水的軟化

自來水雖是經過某些處理的天然水，但仍有一定的硬度，對某些用途來說還需進行軟化處理，以降低水中鈣、鎂等離子的含量。目前，水的軟化方法主要有兩種，一種是用離子交換法直接生產軟水，另一種是在水中加入軟水劑降低水的硬度。

（一）軟水劑軟化法

在水中加入純堿、磷酸三鈉或六偏磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉等化學藥品（軟水劑），它們能與水中的鈣、鎂離子作用，或生成不溶性沉淀，使之從水中去除，或與鈣、鎂離子螯合，形成穩定的可溶性絡合物而達到軟化水的目的。

1.沉淀法

在硬水中加入純堿，與鈣、鎂離子作用生成CaCO3、MgCO3沉淀將鈣、鎂鹽從水中去除。但由于MgCO3在水中尚有一定的溶解度，故軟化程度不高。如200mg/L的硬水，加入1.5%的純堿，硬度僅降至90mg/L左右。

磷酸三鈉也是常用的軟水劑，能與硬水中的鈣、鎂離子作用生成磷酸鈣、磷酸鎂沉淀，具有較好的軟化效果。200mg/L的硬水，加入0.3%磷酸三鈉，硬度可降低至84mg/L左右。

2.絡合法

多聚磷酸鈉如六偏磷酸鈉作軟水劑時，能與水中的鈣、鎂離子形成穩定的水溶性絡合物，在溫度不高的情況下（不超過70℃）不再具有硬水的性質，不會使肥皂、染料發生沉淀，具有比較好的軟水作用，是最常用的軟水劑。如200mg/L的硬水，加入0.3%的六偏磷酸鈉，硬度可降低至60mg/L左右。

絡合法的軟水劑效果最好的是胺的醋酸衍生物，如乙二胺四乙酸鈉（EDTA，即軟水劑B或BW）和氨三乙酸鈉（軟水劑A），它們能與鈣、鎂離子及銅、鐵離子生成水溶性絡合物，穩定性非常好，用量很少就有很好的軟化效果，但成本較高。

（二）離子交換樹脂軟化法

離子交換樹脂又稱有機合成離子交換劑，一般由苯乙烯和對二乙烯基苯合成的體型網狀高聚物，在它們的分子結構中含有酸性基或堿性基等化學活性基團。離子交換樹脂中的活性基團在水溶液中是離子化的，活性基團上的離子能夠與水溶液里的同性離子發生交換作用，即溶液里的同性離子與離子交換樹脂中的活性基團結合，而活性基團上的離子能夠進入水溶液。離子交換樹脂具有高度的化學穩定性，和不易破碎的機械強度，不溶于水、酸、堿、鹽等溶液中，也不溶于有機溶劑，外形為顆粒狀，似魚子般大小。

離子交換樹脂按它所帶活性基團的性質可以分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。

陽離子交換樹脂分子結構中含有活潑的酸性基，常用的有磺酸型強酸性陽離子交換樹脂和羧酸型弱酸性陽離子交換樹脂，它們能夠與水溶液中的陽離子進行交換。例如磺酸型陽離子交換樹脂在溶液中按下式離解，陽離子交換樹脂放出氫離子，與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換：

常用的732型陽離子交換樹脂是帶有磺酸基團的強酸型陽離子交換樹脂，其分子結構如下：

陰離子交換樹脂分子結構中含有活潑的堿性基，常用的有季銨型強堿性陰離子交換樹脂和伯胺型弱堿性陰離子交換樹脂，它們能夠與水溶液中的陰離子進行交換：

常用的717型陰離子交換樹脂是帶有季銨基團的強堿型陰離子交換樹脂，其分子結構如下：

通過陰陽離子的交換，水中的鈣、鎂、鉀、鈉、鐵、銅、鋁、錳等陽離子和氯化物、硫酸根、碳酸根等陰離子就能去除，水質就能得到軟化。軟化處理時，原水自上而下流過樹脂層，先通過陽離子交換塔交換，再經過陰離子交換塔交換。

陽離子或陰離子交換樹脂使用一定時間后會逐漸失效。陰離子交換樹脂可用4%的燒堿溶液進行再生，陽離子交換樹脂可用4%的鹽酸溶液進行再生。