生物酶和化学助剂相结合的酶氧前处理新工艺

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棉及棉型( 棉与其他天然或合成纤维混纺或交织织物) 织物印染前处理的重污染工序主要包括 3

道化学湿处理工艺: 退浆、精练和漂白。其主要任务是除去坯布上的浆料和棉纤维中的天然杂

质，以保证后续染整加工的顺利进行。目前常用的前处理工艺适合大多数纯棉织物的退浆精练

和漂白长车法工艺，适用于弹力织物的冷轧堆和漂白二步法以及适合薄型织物退煮漂一浴法

等。在传统前处理工艺中，烧碱作为皂化剂将果胶、油蜡、蛋白质后水解，再用表面活性剂将

分解物乳化和分散后从棉纤维上去除。但碱对大多数浆料来说没有化学降解作用，浆料溶胀，

溶落的浆料直接进入水洗槽。随着退浆和水洗过程的进行，水洗槽中的浆料浓度越来越高，洗

液黏度越大，浆料容易重新沾污到织物上，因此，煮练后必须用大量的清水洗涤，增加了污水

排放量，污水 COD 值高，且不易降解。

近年来新兴的一些退浆技术，例如超声波退浆、等离子体退浆、超临界二氧化碳退浆、Fenton

试剂退浆和尿素/H2O2 体系退浆等，虽然退浆效果好，但是昂贵的费用使其仍处于起步阶段，

尚未实现工业化。尿素/H2O2 体系退浆，虽然提出了将 COD 消减在工艺过程中的理念，但是

会在废水中引入氨氮这种比 COD 更难以去除的物质，且处于实验室研究阶段; Fenton 试剂则会

使织物出现颜色，并且容易致使布面出现破洞，其应用受到了限制。酶退浆作用条件温和，对

纤维基本上没有损伤，处理后手感丰满，柔软有光泽，且染色、印花后色光纯正，是一种理想

的退浆方式。但淀粉酶退浆，对含PVA 浆料的坯布退浆效果不理想，而目前为止采用PVA 降

解酶进行棉织物的退浆还仅仅停留在实验室阶段。同时单独酶法退浆由于加入了有机物，会使

废水中 COD 增高，该工艺节能效果好，废水减排并不理想。

本文采用生物酶和化学助剂相结合，具有很强的适应性和灵活性的新工艺。新工艺利用生物复

合酶的优点，在中性和较温和的温度条件下去除棉织物上的部分杂质，破坏杂质在棉织物上的

完整结构，将分子中的键打开，有助于化学助剂发挥作用。随后过氧化氢原位可使淀粉、PVA

氧化分解或降解成小分子物质，黏度降低，再经水洗，很容易被洗脱。酶法新工艺流程短，减

少前处理过程的能源消耗，降低废水的 COD 值，产生的污水 BOD/COD 值增大，污水的可生

化性提高，污水易处理。

本文将此酶氧前处理新工艺与传统碱氧前处理工艺在水、电、汽消耗及废水的可生化性方面进

行对比，并对新工艺处理棉织物各项指标( 白度、毛效、棉籽壳去除率、退浆率和强力等) 进行

测试。同时采用模拟的手段，分别对过氧化氢和氢氧化钠对聚乙烯醇在溶液均相体系中的作用

进行分析，以期对新工艺的原理有更深入的理解。

1 、实验部分

1. 1 实验材料

全棉府绸( 坯布) 经纬纱绒密度为 9. 72 tex，经纬密均为551 根/10cm ，面密度为 120 g/m2，浙

江稽山印染有限公司提供。

1. 2 实验药品

NaOH、H2O2( 30%) 、PVA1799 均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司; 氧漂稳定剂、高效

精练剂、耐碱渗透剂、螯合分散剂、JFC 等，以上药品等级均为工业级; 生物酶复合制剂 HD-

100 、生物酶增效剂 HD-101、H2O2 受控分解剂 HD-181 均为工业级，上海汉达染整有限公司

提供。

1. 3 实验设备

烧毛机、退煮漂联合机为生产型设备; SNB-2 型数字旋转黏度计( 上海地学仪器研究所) ; 切割相

对分子质量为 100 000、50 000、10 000、3 000 和1 000 的超滤膜( 上海艾研生物科技有限公司)

; Millipore/8400 型超滤杯( 美国 Millipore 公司) ; H10K-S 型双臂万能材料试验机( 美国 Tinius

Olsen 公司) ;Elmendorf 撕裂试验机( 美国 Thwing-Albert 公司) ;ZBW 04019 型毛细测试仪( 上海

罗众科技研究所) ;Datacolor 650 型测色配色仪( 美国 Datacolor 公司) 。

1. 4 前处理工艺

以下均为工业化的工艺流程和处方，所有处理均在工厂采用工业化设备进行。选用目前工业界

常用的烧碱退浆煮练和氧化漂白长车法工艺。

1. 4. 1 退浆及煮练工艺工艺处方: 采用质量浓度分别为40 g/L NaOH，8 g / L 高效精练剂，8 g /

L 耐碱渗透剂，4 g / L 螯合分散剂。工艺流程为: → 进布平洗1( 70 ～75 ℃)→ 平洗2( 90 ～95

℃)→浸轧工作液( 带液率100% )→浸轧工作液( 带液率100%)→汽蒸箱保温堆置( 100℃ ，90

min)→ 平洗3( 90 ～95 ℃)→ 平洗4( 80 ～85 ℃ )→ 平洗5 ( 80 ～85 ℃)→ 平洗6 ( 65 ～70

℃ )→ 平洗7( 常温) 。车速为50 m/min。

1. 4. 2 氧漂工艺工艺处方: 采用质量浓度分别为4 g/L H2O2，6 g / L 氧漂稳定剂，4 g / L 高效精

练剂，6 g / L 耐碱渗透剂，4 g/L 螯合分散剂，pH =10. 5 ～11。工艺流程为: → 进布平洗1( 常

温)→浸轧氧漂工作液( 带液率100%)→浸轧氧漂工作液( 带液率100% )→ 汽蒸 ( 100 ℃，45

min)→ 平洗2 ( 90 ～95 ℃ )→ 平洗3 ( 80 ～85 ℃)→ 平洗4 ( 80 ～85 ℃ )→ 平洗5 ( 常温)→

→ 烘干落布。车速为5 0 m / min。

1. 5 酶氧前处理新工艺

以下均为工业化的工艺流程和处方，所有处理均在工厂采用工业化设备进行。

1. 5. 1 生物催化工艺处方: 采用质量浓度分别为5 g/L 生物酶复合制剂 HD-100; 2 g/L 生物酶增

效剂 HD-101; 2 g / L JFC。工艺流程为: 进布( 烧毛后坯布)→ 浸轧生物催化工作液 ( 带液率为

100%)→ 汽蒸箱保温堆置( 60 ℃，60 min)→出布。

1. 5. 2 受控氧化工艺处方: 采用质量浓度分别为10 g/L H2O2，10 g / L H2O2 受控分解剂 HD-

181，2 g/L JFC，pH =10. 5 ～11。工艺流程为: 进布( 退浆后)→ 平洗1( 常温)→浸轧氧漂工作液

( 带液率为100%)→浸轧氧漂工作液( 带液率为100%)→汽蒸( 100 ℃，70 min)→平洗2( 90 ～

95 ℃)→ 平洗3 ( 80 ～85 ℃)→ 平洗4( 80 ～85 ℃)→ 平洗5( 常温)→ →烘干落布。车速为50

m/min。

1. 6 测试与分析

1. 6. 1 测试指标与分析方法

为了研究前处理的能耗与排污量，按照相应的国标方法，对废水流量、pH 值、COD

值、BOD5 值和水温( 温度计法) 进行监测，并根据印染企业综合能耗计算导则、清洁生产标准

( 棉印染) 、国家发展和改革委员会( 印染行业准入条件) 、以及企业水平衡测试通则，测算全

流程的水、电、汽消耗以及 COD 排放情况。

1. 6. 2 能源消耗的定量表征

由于各种能源所含热值不同，采用的实物计量单位也不一样。因此，为了便于对各种能源进行

汇总计算和对比分析，应将各种能源的实物单位折算成统一的标准单位，即能源度量单位。我

国目前采用标准煤为能源的度量单位。参考标准 FZ/T01002—1991《印染企业综合能耗计算导

则》，能源折标准煤系数见表1。

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摘要：

生物酶和化学助剂相结合的酶氧前处理新工艺棉及棉型(棉与其他天然或合成纤维混纺或交织织物)织物印染前处理的重污染工序主要包括3道化学湿处理工艺:退浆、精练和漂白。其主要任务是除去坯布上的浆料和棉纤维中的天然杂质，以保证后续染整加工的顺利进行。目前常用的前处理工艺适合大多数纯棉织物的退浆精练和漂白长车法工艺，适用于弹力织物的冷轧堆和漂白二步法以及适合薄型织物退煮漂一浴法等。在传统前处理工艺中，烧碱作为皂化剂将果胶、油蜡、蛋白质后水解，再用表面活性剂将分解物乳化和分散后从棉纤维上去除。但碱对大多数浆料来说没有化学降解作用，浆料溶胀，溶落的浆料直接进入水洗槽。随着退浆和水洗过程的进行，水洗槽中的浆料浓...

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