高效環保漂白劑與傳統漂白劑的對比分析

李寒宇

(黑龍江省化工研究院)

1 高效環保漂白劑介紹、應用范圍及迫切性

1.1 高效環保漂白劑介紹

高效環保新型漂白劑項目是由黑龍江省化工研究院有限責任公司獨立開發的，該產品屬于國際首創的新型高效環保綠色化工產品，該項目在2005年被黑龍江科技廳列為攻關項目，并得到高新技術產品化專項資金的支持。

產品呈白色粉末狀，不宜融于水，宜存放，活性氧含量高。

1.2 高效環保漂白劑應用范圍

產品用于紡織行業，漂白亞麻、苧麻織物;印染行業，漂白脫脂棉、羽毛、牛仔布;造紙行業中，漂白紙漿。

1.3 高效環保應用迫切性

目前國內使用最廣泛的就是亞氯酸鈉等含氯漂白劑。由于含氯漂白劑在漂白的同時產生二惡英、三氯甲烷、a-鹵代醛類等“三致”物質。它們會溶解在漂白廢液中或沉淀在織物纖維表面，具有積累毒性，給環境帶來嚴重的污染，威脅人類的健康。很多發達國家已經制訂政策、法規，嚴格限制含氯漂白劑的使用，并且把漂白廢水中可吸附有機鹵化物AOX(Absorbable Organic Halogens)的濃度作為控制指標之一，所以開發不產生有機氯化物的無氯漂白工藝已經成為當今國際紡織工業研究的熱點之一。主要的漂白劑包括以下幾種。

氯氣:氧化性強，漂白和脫木質素能力好，對纖維素降解能力小，并且價格便宜、工藝成熟。但它們存在的最大問題是，由于氯氣能同許多有機物發生氯化反應，生成很多氯代有機物，而氯代有機物大多是極其有害健康的，比如生成的三氯甲烷、四氯甲烷、二惡英等氯代物。其實是安全問題，由于氯氣運輸、管儲方面的不安全;在投加方面，氣體同水體的溶解性較低，容易散失，水中留存余量難以達到標準;氯氣瓶氣壓不斷變化，存在投加計量不夠準確的問題;加之，氯氣等氣體的極強擴散性對環境存在毒害作用，游離氯的高活性容易形成許多像四氯化碳一類的致癌物質。

次氯酸鹽:消毒效果好，投加準確，操作安全，使用方便，易于儲存，對環境無毒害，不存在跑氣泄漏，可以在任意環境工作狀況下投加。漂白時產生較多的三氯甲烷、a-鹵代醛類等物質。這些有機鹵化物具有致癌性、致畸胎性、致突發性及多發性腦神經病變等，并且具有積累毒性。它們溶解在漂白廢液中或沉淀在織物纖維表面，給環境帶來嚴重的污染。

二氧化氯:在高于110℃時，二氧化氯沸騰，成為一種黃綠色氣體。它是一種極活潑的化合物，稍經受熱，就會迅速而爆炸性分解為氯氣和氧氣。二氧化氯具有比氯氣更大的刺激性和毒性，毒性為氯氣的40倍。由于它是氣體，易于擴散，受熱又容易分解，在纖維表面停留時間較短，能夠不損傷纖維，所以在造紙、印染等行業得到很好應用。但是，這些比空氣重的氣體總是會沿地面進行擴散，很難排除。一旦污染形成，這些有毒氣體就不可能在一個較短的時間里消除。二氧化氯極其不穩定以及揮發性，不能像次氯酸鈉固體可以運輸，運輸中很容易發生爆炸事故，所以只有依靠現場制備，但是會造成嚴重的設備腐蝕和工作環境污染。

雙氧水:其價格便宜，生產工藝簡單而成為工業漂白中使用量最大的含氧漂白劑，但它的最大缺點是對木質素的去除作用很弱，因而多用于含木質素較少的纖維漂白工序。

臭氧:其氧化性比雙氧水強，同時又具有較好的去除木質素作用，是一種良好的漂白劑，但它的選擇性極差，對纖維素有較強的降解作用，一般只能用于織物的初級輕度漂白。

過氧乙酸:其氧化電位較高(0.986V)與亞氯酸鈉相近(1.073V)，氧化性強并且對木質素具有較強的去除作用。但是過氧乙酸具有較強的腐蝕性，不穩定(國標儲存期為一個月)，所以不宜在工業上采用。

這些所謂的新型漂白劑都有各自的特點，但是它們存在對環境會造成重大污染或是漂白效果不太理想、生產成本較為昂貴的問題。因此有必要研究開發一種環境友好、漂白效果好而且生產成本較低的漂白劑。

2 漂白劑應用的分析

2.1 漂白工藝設備配置情況

漂白工藝設備配置情況見表1。

表1 漂白工藝設備一覽表

2.2 漂白原理及工藝

雙氧水在堿性條件下能分解產生HO·自由基和HOO·自由基，它們能和亞氯酸鈉中的亞氯酸離子反應而生成新的自由基，從而分解亞麻中的雜質，破壞纖維素中的天然色素。但是在整個反應過程中會產生二氧化氯。當用亞氯酸鈉漂白達到企業標準的要求，繼續增加亞氯酸鈉的濃度白度增加的不大，但卻使強度有所下降。為達到所需要的白度，用雙氧水進行復漂。

3 結論

(1)氣體污染及能耗較低

傳統的次氯酸鈉漂白劑在漂白的過程中，由于亞麻對次氯酸的還原作用，會產生大量的氯氣，它主要通過呼吸道侵入人體，氯氣對上呼吸道黏膜會造成有害的影響。在亞氯酸鈉漂白過程中，會逸出帶刺激性的二氧化氯氣體，二氧化氯具有比氯氣更大的刺激性和毒性，易發生低水平爆炸。新型漂白劑在整個漂白工藝中基本上不會產生任何氣體，當然也不會危害人體健康，污染周圍空氣環境。

不管采用哪種工藝，漂白過程中都需要用到水氣加熱反應器內的熱水進行漂白工藝，這需要燃燒煤炭來提供熱量，在消耗大量的能量的同時也會產生許多二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物等，對大氣環境造成污染。經過計算，每漂白一噸亞麻，采用新型環保高效漂白劑所消耗的能量為亞氯酸鈉工藝的56.3％，能夠節省43.7％的能量;同時，排放到大氣中的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物也能減少43.7％，大大減輕了對大氣的污染。

(2)水污染較輕，廢水處理費用大為降低

亞氯酸鈉漂白劑漂白和新型高效環保漂白劑相比，由于其含有氯化物，可生化性差，用水量大，所以在污水處理部分投資，土建，設備，年運行費用，總運行費現值，現值總費用等方面均有較大的投入。

用亞氯酸鈉漂白的整體費用為333.1萬元，新型環保漂白劑漂白的整體費用是207.2萬元，計算處理新型環保漂白劑漂白亞麻所產生廢水的費用只占亞氯酸鈉漂白的費用的62％。