| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Membranfiltrering af afsletningsvand i textilindustrien

1. Indledning

1.1 Baggrund

Vævede tekstilvarer indeholder ofte såkaldt slette, som er påført kædegarnerne inden vævningen for at gøre dem mere modstandsdygtige over for de belastninger af mekanisk art, som vævningen medfører.

Sletningen foregår som regel i vandigt medium ved at kædegarnerne påføres en viskos opløsning af polymer, hvorefter de tørres. Slettemidlerne kan være forskellige former for stivelse (majs-, kartoffel-, ris-), carboxymethylcellulose, polyvinylalkohol, acrylater m.m.

Inden farvning og efterbehandling skal sletten fjernes – en såkaldt afsletning. Afhængigt af slettemiddeltypen kan denne proces foretages som en udvaskning, en oxidativ eller en enzymatisk afsletning.

Spildevandet fra afsletningen har en ganske stor COD-belastning, som stammer fra mere eller mindre nedbrudte slettemidler (omkring 90 g COD/kg tekstil). Til gengæld vil størstedelen af de delvis nedbrudte slettemidler formentlig relativt let kunne fjernes ved en passende filtreringsproces, hvorefter vandet igen kan bruges til afsletning.

I tilfælde af, at der er anvendt såkaldt syntetiske sletter – især acrylater – findes der allerede i dag membranbaserede systemer, som muliggør en genanvendelse af såvel slettemiddel som vand. Sådanne anlæg er dog kun rentable for væverier med eget farveri. Lønvirksomheder, som ofte behandler importerede varer, har i praksis ikke denne mulighed.

Indledende undersøgelser viser, at en egnet membranteknologi vil muliggøre en rensning af afsletningsvandet, således at vandet med dets indhold af alkali, detergenter og uforbrugte oxidationsmidler eller enzymer kan genbruges som afsletningsvand, hvorimod nedbrudt, udvasket slette vil blive tilbageholdt. Desuden vil vandet være varmt, ofte mellem 60 og 90° C, således at der også vil være tale om et reduceret energiforbrug.

1.2 Slettetyper

Stivelse fra kartofler, majs, ris, tapioka eller sago er kemisk set et polysaccharid (C₆H₁₀O₅)_n. Stivelse er uopløselig i vand, men hydrolyseres med syre til vandopløselige, lavmolekylære stivelser, såkaldte dextriner og i den sidste ende til glukose C₆H₁₂O₆. Handelsprodukter er ofte modificerede, delvis nedbrudte stivelser.

Carboxymethylcellulose (Cell-OCH₂CO₂ONa) er vandopløselig. Af andre lignende slettemidler kan nævnes hydroxyethylcellulose (Cell-OCH₂CH₂OH), methylcellulose (Cell-OCH₃) og ethylcellulose (Cell-OCH₂CH₃).

De syntetiske slettemidler er alle vandopløselige, f.eks. polyvinylalkohol

eller polyacrylater.

1.3 Afsletningsmetoder

Som nævnt kan afsletningen foregå enten som en udvaskning (vandopløselige sletter), en oxidativ eller enzymatisk afsletning (vanduopløselige sletter, stivelse).

Udvaskningen vil som oftest blive gennemført samtidig med den generelle forbehandling af varen (udkogning/udvaskning) ved hjælp af detergenter og diverse hjælpestoffer, især alkali. Udvaskningen kan foregå såvel i batchvise som kontinuerlige anlæg.

Oxidativ afsletning gennemføres som oftest ved brug af kaliumpersulfat (egentlig kaliumperoxodisulfat, K₂S₂O₈), natrium- eller ammoniumpersulfat. Natriumbromit (Na₂BrO₂) kan også anvendes. Foruden oxidationsmidlet påføres alkali, og efter en reaktionstid udvaskes batchvis eller kontinuerlig.

Enzymatisk afsletning gennemføres ved hjælp af amylase, som spalter stivelser til disaccharidet maltose, der er vandopløselig. Enzymopløsningen påføres, evt. tilsættes salt (NaCl) og CaSO₄. Efter en reaktionstid udvaskes batchvis eller kontinuerlig.

1.4 Genanvendelse af slette

Rensning af afsletningsbade med efterfølgende opkoncentrering og genanvendelse af slette udføres på nogle virksomheder i USA og har også fundet sted inden for de senere år i Tyskland [1]. Det drejer sig om syntetiske, vandopløselige sletter, enten PVA eller en blanding af PVA og CMC, og rensningen/opkoncentreringen foregår ved hjælp af ultrafiltreringsmembraner.

I Europa har det tyske Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) i Denkendorf været førende inden for forskning og udvikling af denne teknologi. ITV har på det seneste tillige udført forsøg med polyacrylatsletter, angivelig med godt resultat [1].

Et sådant system egner sig til virksomheder, som både udfører sletning, vævning og afsletning inden for en geografisk overskuelig afstand.

Det er derimod vanskeligt at gennemføre for farverier, som afsletter vævede metervarer fra væverier, som ligger langt borte på grund af opbevarings- og transportproblemerne med den genvundne slette. For lønfarverier vil det desuden ofte være sådan, at de ikke ved, hvor varen er fremstillet, endsige med hvilket slettemiddel den er slettet.

1.5 Rensning af afsletningsspildevand

Som ovenfor nævnt har udviklingen de senere år koncentreret sig om rensning og genanvendelse af slette. Derfor er der i faglitteraturen ikke mange beskrivelser af systemer til ovennævnte formål.

Det fremgår dog, at ultrafiltrering er velegnet også til andre slettetyper end dem, der kan genanvendes. Seekamp [2] omtaler et system til mulig genanvendelse af slette af stivelse og modificeret stivelse. Heri indgår såvel et ultrafiltreringsanlæg som et anaerobt anlæg, dog til rensning af permeatet.

Det anaerobe anlæg består af to trin, først et hydrolysetrin, derefter et methantrin. Der anbefales i denne sammenhæng en slutbehandling af permeatet i et aerobt anlæg.

1.6 Membrantyper

Ultrafiltrering til fjernelse af slette fra afsletningsspildevand har som nævnt været genstand for forskning og udvikling samt industriel udnyttelse i USA og Tyskland siden 1974 og 1987 henholdsvis.

Der er angivet et antal membrantyper i forskellige referencer. I alle tilfælde synes der at være tale om rør- eller spiralmembraner.

Seekamp [2] nævner membraner af celluloseacetat og polysulfon til oprensning af syntetiske sletter. Trauter [3] omtaler membraner af polyamid (PA) og polysulfon (HPSU) til oprensning af PVA- og CMC-sletter. Samme membrantyper nævnes i reference 1 til oprensning af polyacrylat- og acrylat-metacrylatslette.

1.7 Konklusion

Ultrafiltrering til oprensning af afsletningsspildevand er en velkendt teknik, men kun med det formål at genanvende den opkoncentrerede slette, og kun når der er tale om syntetiske sletter. Der synes derimod ikke at foreligge erfaringer fra anvendelse af ultrafiltrering til rensning af afsletningsspildevand med det formål at genbruge permeatet med det indhold af lavmolekylære stoffer som salt, alkali m.m.

Enkelte referencer (1, 4) antyder imidlertid, at vandopløselige stivelsesderivater udmærket kan oprenses ved hjælp af ultrafiltreringsmembraner, og det må derfor antages, at det samme vil gøre sig gældende for nedbrudt naturlig stivelse.

Det må dog nok forventes, at der i permeatet vil være en vis koncentration af nedbrudt, lavmolekylær stivelse, og det skal derfor slås fast, om denne mængde har en negativ effekt på permeatet. Det forventes dog ikke at være tilfældet, da permeatet udelukkende tænkes anvendt til afsletning.