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洗衣粉合成洗涤剂是以表面活性剂为主要成分,并配有适量不同作用的助洗剂。洗衣粉是指粉状(粒状)的合成洗涤剂。洗衣粉是由多种化学成分组成的,起主要作用的是表面活性剂,如烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物等。各种化学物质相互促进,相互弥补,使洗涤去污效果更为理想。这些表面活性剂也可直接用来作为洗涤剂使用,但是洗涤去污效果并不十分理想,而且成本较高。因此,配制洗衣粉时还要加入一些助洗剂和辅助剂,使洗衣粉性能更完善,贮存、使用都比较方便。洗衣粉通用的助剂可分为无机盐和有机物两大类。一、无机盐助剂(1)磷酸盐。有正磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠及三聚酸钠,洗衣粉中应用较普遍的是三聚磷酸钠。三聚磷酸钠中多价的金属离子具有较强的螯合能力,能将不溶解的多价金属阳离子络合,变成可溶性的复合离子,如可将水中的钙、镁离子螯合,使它们不致沉积到织物上去,大提高了洗涤剂活性物的洗涤效能。三聚磷酸钠还对微细的无机粒子或脂肪微滴具有分散、乳化、胶溶作用,可以提高污垢的悬浮能力,防止污垢再沉积到织物上,从而提高了洗涤剂的洗净作用。由于三聚磷酸钠含个结晶水,不易吸收水分,可使洗衣粉保持良好的流动性与颗粒度,使成品干爽,便于包装,不致产生粉尘、吸潮、粘结等不良现象。
(2)硅酸钠。与其他助剂使用时能起到互相协调的作用。具有良好的助洗效果。它对金属的表面上生成一层很薄的保护层,抑制洗衣粉中磷酸盐对洗衣机金属表面的腐蚀。硅酸钠的水溶液在洗涤过程中对溶液中的污垢和固体微粒具有悬浮、分散和乳化的能力,能防止污垢再沉积到织物上。硅酸钠水溶液经水解,能产生氢氧基,使溶液保持一定的pH值,这种缓冲作用可节约洗涤剂中表面活性剂的用量。(3)纯碱。能将脂肪污垢皂化而将污垢除去,但在洗衣粉中不宜中入过量,以免洗涤时损伤织物。(4)硫酸钠。在洗衣粉中是重要的填充剂,可以降低产品价格,也可降低洗涤剂活性物的临界胶束浓度,能在洗衣粉中表面活性剂浓度较低时发挥洗涤作用。(5)过氧酸盐。主要是利用它放出来的活性氧使污斑氧化,作为去污斑剂,可除去铁锈等斑迹。洗衣粉中常用的是过硼酸钠,它含10.38%的活性氧。二、有机物助剂(1)羧甲基纤维素。它是用棉短绒先与碱液反应,生成碱性纤维素,然后与一氯醋酸钠的乙溶液经醚化反应,生成羧甲基纤维素钠盐。羧甲基纤维素钠盐在洗涤剂中的作用是它能吸附在污垢质点周围及织物的表面上,由于它带有多量负电荷,在静电排斥力作用下,使污垢质点很好的悬浮,分散在溶液中、不会再沉积到织物上。
(2)荧光增白剂。它是一种微黄色带有荧光性的染料,它溶解在水中被吸附在衣服的纤维上,而不会立即被水冲掉。这种染料吸附后能增加被洗织物的光泽,保持印花衣服的白度、亮度及鲜艳的色彩度。此外,在洗衣粉中还常中有料浆调节剂,即甲苯磺酸钠,以及香料、色素加酶洗衣粉是在洗衣粉中加入了一定数量的酶制剂。酶制剂是一种生物制剂,加入洗衣粉中可对相应的污垢进行生化反应,如脂肪酶可使油脂类污垢分解;淀粉酶可分解淀粉类污垢。使用酶制剂进行洗涤可以缩短洗涤时间,延长织物寿命,有效地提高去污力。在通常的加酶洗衣粉中一般都加入的是碱性蛋白酶,这对洗涤人体所分泌的污垢有特殊的效能。漂白型洗衣粉是在洗衣粉中加进了一定数量的漂白剂,例如过硼酸钠、过碳酸钠等过氧化物。国内漂白型洗衣粉主要加过碳酸钠。此因洗衣粉在60。C以上的热水洗涤时可放出活性氧,对织物及衣服上的污迹产生漂白作用。使白色衣服洗的更加洁白。但最好不要在高温下洗涤带色的衣服,这样会对带色部位产生漂白作用而使衣服变旧。如在冷水中洗涤时漂白剂不发挥作用。含氧彩漂洗衣粉有两种类型:一种色彩漂粉是单纯的含氧漂白剂,基去污力不大,可作漂白洗后织物用;另一种是色彩漂粉和洗衣粉混合后制成的。
这种彩漂洗衣粉,不仅可氧化衣服上的污垢,而且不损原来的颜色,使本来的色彩更加鲜艳,还能除茶锈、汗迹、血咖啡渍等难洗的污垢洗涤废水处理方法目前我国生产的表面活性剂多属于阴离子表面活性剂,以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为主。表面活性剂废水的来源很多,LAS除用于洗涤用品外,也广泛用于制革、纺织等工业的洗涤和脱脂。因此,家庭厨房废水、酒店宾馆废水、洗衣房废水中均含有LAS,洗涤、化工、纺织等行业也产生大量含LAS的废水;LAS生产厂也排放大量表面活性剂废水。表面活性剂废水的特点(1)表面活性剂废水成分复杂,废水中除了含有表面活性剂和其乳化携带的胶体污染物外,还含有助剂、漂白剂和油类物质等;废水中的LAS以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。2)表面活性剂废水一般呈弱碱性,pH约8-11;但是部分LAS生产废水的pH为4-6,呈酸性;餐饮废水、洗浴废水和洗衣废水的LAS质量浓度一般为1-10mg/L,而LAS生产废水的质量浓度一般为200mg/L左右;CODcr差异也很大,从100-/L甚至达10次方mg/L。(3)废水中的表面活性剂会造成水体起泡、产生毒性,且表面活性剂在水中起泡会降低水中的复氧速率和充氧程度,使水质变坏,影响水生生物的生存,使水体自净受阻。
此外它还能乳化水体中其他的污染物质,增大污染物质的浓度,造成间接污染。表面活性剂废水对环境的危害LAS属于生物难降解物质,它的广泛使用,不可避免地对水环境造成了污染,在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。表面活性剂被使用后最终大部分形成乳化胶体状物质随着废水排入自然界,其首要污染物LAS进入水体后,与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。阴离子表面活性剂具有抑制和杀死微生物的作用,而且还抑制其他有毒物质的降解,同时表面活性剂在水中起泡而降低水中复氧速率和充氧程度,使水质变坏,若不经处理直接排入水体,将造成湖泊、河流等水体的富营养化问题;LAS还能乳化水体中其他的污染物质,增大污染物质的浓度,提高其他污染物质的毒性,而造成间接污染。此外,相当一部分表面活性剂使用后直接被遗弃到水环境系统中,严重影响了周围生态系统的平衡发展;由此,表面活性剂生产废水及厨房废水、洗浴废水、洗衣废水等含LAS水,对动植物和人体慢性毒害作用较大。表面活性剂废水对生态环境影响的相关研究已经有很多。如陈钦耀等采用多刺裸腹蚤对LAS种洗衣粉能够抑制多刺裸腹蚤的运动,并且造成蚤类的大量死亡。
马德滨在表面活性剂对轮虫及人皮肤的毒性研究中得出结论:废水中表面活性剂质量浓度28.0mg/L时,对轮虫的生存有很大的影响,废水中的LAS成分对人手的皮肤伤害较严重,会造成多种皮肤疾病。来自日本报道的皮肤损伤180例报告中,洗涤剂占27.8%,其比率7年来持续增加。李滢等在表面活性剂对小麦吸收多环芳烃(PAHs)的影响研究中发现,在一定条件下吸收PAHs的量受表面活性剂浓度影响显著。潘根兴在表面活性剂对土壤环境理化性状和生物活性影响的研究中,发现表面活性剂显著地影响土壤溶液的性质,能降低土壤环境对苯酚的吸附量,但对重金属离子的吸附无明显效应。 表面活性剂废水处理技术3.1 物理法 物理法主要有沉淀、过滤、泡沫分离等方法。沉淀、过滤主要用于水的预处理或在 混凝分离等处理后使用,大部分表面活性剂废水的处理都采用了沉淀、过滤法。 泡沫分离法是在含有表面活性剂的废水中通入空气而产生大量气泡,使废水中的污 染物吸附于气泡表面而形成泡沫,浮上后对泡沫进行分离的方法,此法广泛用于对合成 洗涤剂成分的去除。此法对LAS 的去除率取决于物理因素、化学因素、分离速度、浓缩 率等。傅斯贤等采用泡沫分离法处理表面活性剂废水,采用微孔管布气,气水比在 6:1 9:1时,LAS 平均去除率达到 90%左右。
泡沫分离法具有操作简单、耗能低,尤其是 适用于较低浓度情况下的分离等优点,但泡沫分离法对表面活性剂废水的CODcr 的去除 率不高,尤其是对于高浓度废水处理效果更低,因此需要与其他方法联合使用,如泡沫 分离-混凝法、泡沫分离-生物接触氧化法等。 3.2 化学法 3.2.1 混凝处理法 常用于表面活性剂废水处理的混凝剂有铁盐、铝盐及有机聚合物类。混凝反应不仅 能去除废水中胶体颗粒和吸附在胶体表面上的 LAS,还可与溶解在水相中的LAS 形成难 溶性的沉淀。祁梦兰提出用聚合硫酸铁作混凝剂,处理 /L 的低浓度表面 活性剂废水,处理后的出水达到国家排放标准;对 /L 的高浓度表面活性 剂废水,用聚合硫酸铁混凝处理后,再经中和和泡沫分离处理,处理后出水可达到国家 排放标准。陈洁等对抚顺醇醚化学厂的阴离子表面活性剂废水用混凝法进行处理,使得 LAS 去除率大大地提高,保证了原系统的正常运行。扬维等采用微电解-混凝沉淀法处理 合成洗涤剂废水,得出铁炭量比为1:1pH 为4,接触时间为30-40min 及混凝沉淀1h 处理效果较好,处理后水中的LAS,CODcr和pH 指标达到国家排放标准。
梁延周等对洗 涤剂废水中的阴离子表面活性剂LAS 采用混凝沉淀水解酸化接触氧化工艺,实验结果表 明LAS 去除率50%,此法可有效地去除废水中的LAS,出水稳定并达到排放标准。综上 所述混凝处理法处理合成洗涤剂废水效果理想、成本低、易操作,但并没有彻底地使污 染物质转化为无害物质,产生大量废渣与污泥,造成二次污染。 3.2.2 吸附法 常用的吸附剂主要包括活性炭、吸附树脂、硅藻土、高岭土等。常温下对表面活性 剂废水用活性炭法处理效果较好,活性炭对LAS 的吸附容量可达到55.8mg/g,活性炭吸 附符合 公式。但活性炭再生能耗大,且再生后吸附能力亦有不同程度的降低, 因而限制了其应用。天然的粘土矿物类吸附剂货源充足、价廉,应用较多。为了提高吸 附容量和吸附速率,对这类吸附剂研究的重点在于吸附性能、加工条件的改善和表面改 性等方面。另有报道用硼砂生产过程中排放的硼砂废渣(俗称硼泥)来处理表面活性剂废 水;也有用吸附树脂处理表面活性剂废水,其优点是吸附速度快、稳定性好、再生容易, 主要缺点是预处理较繁琐,一次性投资大。 3.2.3 催化氧化法 催化氧化法是对传统化学氧化法的改进与强化。
常用的 处理法就是催化氧化 法的一种,属均相氧化法。王效承等用多相催化氧化法处理 CODcr 为840mg/L,LAS 360mg/L的废水,反应器为流化床,内装粒状活性炭载体,以NaClO 为氧化剂,不加催 化剂时,NaClO 对LAS 几乎没有去除效果;加入Ni2O3 等催化剂后,载体表面吸附了水 中LAS、催化剂和氧化剂,反应加快。反应后CODcr 去除:率为84.8%,LAS 去除率为88.3%; 去除率随反应温度升高而降低,而pH 的变化对去除率基本没有影响。 面活性剂质量浓度为/L 左右的废水为对象,研究了湿式催化氧化对有氧生物降 解性的影响,实验研究表明,当温度为 473K,氧化分压为 1.3MPa,且停留时间在 40-,持续的氧化反应时间 时,表面活性剂比较容易分解成相对短链的分 子,从而使表面活性剂的活性降低子。其研究结果还显示湿式氧化法与生物法联合使用 比单独使用化学氧化法或生物法效率低。 光催化氧化是在光与催化剂的作用下,利用反应过程中产生的 HO等自由基离子来 氧化分解 LAS 的。可采用高压汞灯为光源,锐钛型 TiO2 为催化剂,悬浮在废水中,反 50min,LAS的去除率90%,分解速度随溶液中 pH 的上升而增大。TiO2 催化剂价格 较高,如对 TiO2 催化剂进行掺杂以减少其能带宽度或研究使用带隙能较小的半导体催