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制丝用水

/water for filature/
条目作者傅雅琴

傅雅琴

最后更新 2022-07-06
浏览 125
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制丝厂在煮茧、漂茧、缫丝和复摇过程中大量用水,水质直接影响原料消耗、缫丝难易和生丝品质等。世界上主要的生丝生产国都重视研究制丝用水,并制定出标准,对水中杂质的种类和数量都有限定。对于不符合要求的水,则用适合于制丝工业特点的水处理方法加以改良。

英文名称
water for filature
所属学科
纺织科学与工程

水中杂质对制丝生产的影响主要有两个方面:一是水中杂质被丝条吸附(物理吸附及化学吸附)后影响生丝品质;二是影响茧层丝胶的膨润溶解,从而影响茧层丝胶溶失率、蚕茧解舒率、出丝率和生丝外观质量等。影响桑蚕丝制丝生产的主要水质因素有:

①总碱度,水中所有能同强酸发生中和反应的物质的总量,在制丝用水中主要由重碳酸根构成。总碱度数值以4德度左右为好,许可范围为2~8德度。总碱度过低时,茧子不易煮熟,缫丝时断头增加,生丝产量和质量下降。总碱度过高时,原料茧消耗增加,丝条故障增多,生丝洁净度下降,含胶率减少,抱合力降低,贮藏性能不佳。

②总硬度,主要由溶解于水中的钙、镁离子所构成。总硬度以在5德度以下为好,不超过8德度尚属许可。总硬度过高,丝胶的膨润和溶解能力受到抑制,煮茧难以均匀适熟,生丝手感粗硬,光泽呆滞,染色不匀。制丝时蛹体浸出物与硬度物质结合生成沉淀,易使生丝颣节增多,降低品级。总硬度过低时,水对丝胶的收敛作用不足,会使生丝洁净度降低。

③pH值,标志水中氢离子浓度的高低。制丝用水的pH值通常以7.0为好,允许范围为6.8~7.6。过低时易导致丝胶膨润,溶解不足,缫丝困难。

④透明度,水中非溶解性杂质,主要由泥沙和有机物构成,制丝用水透明度以100厘米以上为好,70厘米以上尚可允许。透明度过低时会导致非溶解性杂质直接沾污生丝,还会引起输水管道和缫丝温水箱中微生物繁殖,严重损害丝色,造成丝色差或丝色不齐。

⑤铁,水中含铁量以小于0.1毫克/升为好,不宜超过0.3毫克/升。含量过高时损害丝色,呈现黑色或褐色。输水管道中的铁锈也会使生丝呈现褐色。

⑥锰,水中含锰能使丝色泛绿或微红,制丝用水以不含锰为好,低于0.1毫克/升尚可允许。

⑦铜,存在于水中使丝色白中带微红,这主要是由于制丝过程中使用铜质器件所致。

⑧钠,在天然水中存在较多,制丝厂广泛使用的钠型离子交换软化系统使软水中含有多量钠离子,易使丝色微呈黄绿。如原水硬度过高,软化水中钠离子含量也会过高,对丝色影响较为显著。

⑨阴离子,重碳酸根系碱度物质,硫酸根含量过高易使缫丝时断头增加,生丝手感粗糙,含量以10毫克/升以下为好,30毫克/升以下尚可允许;氯根含量过高,会使煮熟茧硬糙,有绪率降低,生丝回潮率高,贮藏性能不佳,所以,水中氯根含量不应超过80毫克/升。

⑩电导率,是对水中各种导电粒子总量的间接量度。制丝用水电导率以200微西门子/厘米为佳,50~500微西门子/厘米为许可范围。

中国缫丝厂多数以江、河水为制丝原水,少数采用井水。通常情况下,江、河水中悬浮物质较多,透明度不佳,有机物含量较井水高,但无机物含量较井水低,水质不稳定,季节性变化较大,易受污染。井水中悬浮物质较少,透明度良好,溶解的无机盐数量较大,碱度、硬度均较高,有机物含量较少,水质稳定,季节性变化小。通常中国沿海和南方地区的制丝原水水质较好,碱度、硬度适中。内陆和北方地区水质较差,碱度、硬度和其他无机杂质含量较高。

制丝用水的水质对生丝的外观、手感、品质及生产效率等都有较大的影响。因此,选择适合制丝生产的水质,控制水中各种杂质的含量,对制丝生产的顺利进行有重要的作用。对于新建丝厂,在厂址选择时,就应该考虑水源的情况和水处理设备。制丝用水对水质的要求如下表:

制丝用水对水质的要求

项目

允许值

项目

允许值

透明度/cm

70以上

镁/mg·L-1

6以下

pH值

6.5~7.6

锰/mg·L-1

0.15以下

电导率/µS·cm-1

50~500

铜/mg·L-1

0.3以下

总硬度/°dH

2~10

钙/mg·L-1

25以下

总碱度/°dH

2~8

铝/mg·L-1

0.4以下

游离CO2/mg·L-1

45以下

Cl-/mg·L-1

100以下

KMnO4耗氧量/mg·L-1

10以下

SiO2/mg·L-1

40以下

总铁/mg·L-1

0.3以下

SO42-/mg·L-1

30以下

一般丝长检验所有项目较困难,因此,需要间隔一定期限测定水的透明度、电导率、总硬度和总碱度,并经常检测水的pH值。特别是对于废水回收的企业,更应在日常注重检测水的pH值。对于制丝企业在生产中需要用到大量的蒸汽,因此,大部分企业用锅炉生产蒸汽。对于锅炉用水,应该达到国家标准对水质的要求。

丝厂的原水、经处理后的生丝用水、锅炉给水和炉水都要定期进行分析,保证水质符合用水部门的要求。工厂用水的水质分析,通常是以定量分级为主。水样的采集与保管使用正确的采样方法及很好的保管水样,是保证分析结果准确地反映水中被测定物质真实含量的必要条件。丝厂水质分析中主要的测定项目有透明度、pH值、电导率、总硬度、总碱度、镁、锰、铜、钙、铝含量,硫酸根离子含量、氯离子含量、需氧量、铁含量、总含盐量等。

如果水质指标不符合制丝用水的要求,就要对制丝用水进行改良。制丝厂所用原水的处理方法有外净化、软化和脱盐3种。

①净化处理,通过混凝、澄清、过滤等过程,除去水中绝大部分非溶解性杂质。常用明矾、硫酸铝、三氯化铁等作混凝剂投入原水,在水中形成大颗粒的凝聚体。天然水净化时混凝剂的最佳用量通常为0.1~0.5毫克/升。水中悬浮物质较多时,用量可适当增加。利用接触凝聚原理去除水中悬浮物的沉淀设备,称为澄清池。许多制丝厂采用水力循环澄清池去除水中悬浮物获得良好效果。过滤是净化处理的最后一道工序,滤去水中难以沉降的微细悬浮杂质。滤料通常采用天然砂、人工破碎石英砂、无烟煤粒等,也有采用聚苯乙烯发泡塑料珠为滤料的。制丝厂常用的过滤设备为重力或无阀滤池和普通快滤池。经混凝、澄清和过滤后的净水透明度能达到100厘米以上。

②软化处理,在净化处理基础上进一步去除水中硬度物质(主要是钙、镁离子)。中国缫丝厂所用原水常常硬度过高,通常采用钠型阳离子交换方法加以软化。以磺化煤或阳离子交换树脂为离子交换剂,用食盐水处理使其成为钠型。高硬度净化水通过钠型阳离子交换器,水中钙、镁等阳离子被离子交换剂结合,交换剂中的钠离子则进入水中,使水软化。离子交换软化处理方法,对于碱、硬度很高或硫酸根、氯根含量很高的原水是不适宜的。

③脱盐处理,降低水中各种阴、阳离子含量的处理方法,也称淡化处理。中国制丝厂采用电渗析淡化法,利用溶解于水中的阴、阳离子在直流电场作用下发生定向运动和离子交换膜对阴、阳离子的透过选择性,使水中的阴、阳离子被驱赶到另一部分水中,从而使一部分水得到淡化,另一部分水中的杂质将比原水中的杂质更多,称为浓水。电渗析淡水用于制丝和供给锅炉,浓水用于副产品处理、洗煤等,或排入下水道。碱、硬度都很高或硫酸根、氯根含量很高的劣质原水,经电渗析淡化后也可符合制丝用水水质要求。

此外,对于某些水质特殊的原水或在原料茧质量不佳时,应采用其他改良措施。例如,对于含铁量较高的地下水应在进行混凝、澄清处理以前增加曝气过程,以使所含二价铁盐被空气氧化为三价铁盐,生成氢氧化铁沉淀,在其后的净化处理中一并除去。对于重碳酸盐含量过低的原水,当原料茧较差时,在净化处理后可以添加化学助剂以提高水的总碱度。常用的碱性助剂为碳酸氢钠或硅酸钠。对于某些原料茧,可以在水中添加渗透剂以降低水的表面张力,改善对茧层的渗透效果。尽管有各种水质改良的方法,但制丝厂厂址选择时仍应把水源充足和水质优良作为因素,尤其应避免在污染水源的附近或下游建厂。

 



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