Tekstil

Tekstilde suyun önemi

Tekstil endüstrilerinde su yoğundur ve tekstil üretim süreçlerinde çok miktarda su kullanılmaktadır. Tekstillere su banyolarında hemen hemen tüm boya ve kimyasallar uygulanmaktadır. Haşıl sökme, yıkama, ağartma ve merserize etme gibi hazırlama aşamaları genellikle sulu sistemler kullanır. Tekstilde suyun önemi, Hindistan ve Çin’deki tekstil endüstrileri, yerel su temini kullanımları ve birkaç adımda eklenen katı, sıvı yağ, renk ve diğer kimyasallardan oluşan, doğrudan yerel akarsulara ve nehirlere karışan ve sırayla karıştırılan arıtılmamış atık suların karıştırılmasıyla dikkat çekmektedir. Ekosistemimizi kirletiyor. Su miktarı, farklı endüstrilerde büyük ölçüde değişir ve aynı zamanda belirli proseslere de bağlıdır. Su dostu teknolojilerin uyarlanması, üretim yöntemi ve su kullanım miktarı değiştiği için tekstil endüstrisi için bir zorluk olmaya devam ediyor.

Tekstilde suyun önemi, susuz ortamda alternatif boyama yöntemleri geliştirilse de, tekstil liflerinin boyanmasında su en önemli işlem ortamıdır. Su, çok sayıda boya için çözücü olmasının yanı sıra, liflerin iç bölgesinde boyaların adsorpsiyonu ve difüzyonu için büyük önem taşıyan fonksiyonel lif grubunun hidrasyon işlemi yoluyla yapısal aktivatör işlevine de sahiptir. Tekstilde suyun önemi, boyaların çözünmesi ve liflerin plastifikasyonu açısından suyun rolü incelenmiş ve ayrıca boyaların liflerde difüzyonunun tartışılan modelleri çerçevesinde proses ortamı olarak suyun önemine işaret edilmiştir.

Atık Su Sistemleri

Tekstil endüstrisi, ön terbiye, boyama, baskı ve terbiye gibi çeşitli işlem adımlarında büyük miktarda su tüketen en büyük su tüketicilerinden biridir. Tüketilen toplam su miktarı, lif tipine, kullanılan makine tipine ve nihai üründe gereken apre etkisinin tipine bağlıdır. Tekstil işleme tesisinde boyalar, soda külü, kostik soda, tuz, asit, formaldehit bazlı reçine ve klorlu ağartma maddesi gibi farklı kimyasalların kullanılması nedeniyle, olumsuz etkisi olan büyük miktarda atık üretilir. Atık su sistemleri geçmişte, atık suyun zehirliliğini en aza indirmek ve su ve kimyasalların tüketimini azaltmak (enerji tasarrufu) için farklı prosesler, yani ışınlama teknolojisi, düşük likörlü sürekli proses, mikrodalga destekli proses, nanomalzeme ve biyomateryal, köpük bitirme, dijital baskı ve diğerleri kullanılarak katma değer geliştirilmiştir. Bu süreçlerin parametreleri ve teknik yönleri ayrıntılı olarak özetlenmiştir. Atık suyun arıtılması için çeşitli yenilikçi yaklaşımlar da bu bölümde vurgulanmaktadır.

Su ihtiyacı önemli bir endişe kaynağıdır ve iklim değişikliği gibi esas olarak nüfus artışına dayanmaktadır. Mali durum ve mevcut para çekme işlemlerinin dağılımı göz önüne alındığında, gelecekteki para çekme işlemleri tahmin edilebilir. Atık su sistemleri, suyun çekilmesi esas olarak tarım, sanayi, ev sektörleri vb. sektörler tarafından yapılır. Nüfusun artması ve buna bağlı faaliyetler, günlük yaşamda su tüketiminin artmasına neden olmakta, bu da dünyadaki en büyük sorunlardan biri olan ve su tasarrufunun uygulanmasını mümkün kılmaktadır. Su kaynaklarının korunmasına yönelik çeşitli yasalar ve yönergeler, çeşitli faaliyetlerden oluşur. Su tasarrufunun temel amacı, atık su sistemleri gelecek nesiller için suyu korumak ve su kıtlığını önlemektedir. Mevcut bölüm yasaları tasvir ediyor, su çekilmesi ve tüketimi için mevcut kılavuzlar ve standartlar ve ayrıca su tasarrufu şansını ve buna yönelik olası tehditleri açıklar.

Tekstil Sektöründe su kullanımı ve atık su yönetimi

Proses Suyu Koruma 

1) Yıkama 

Yıkama ve durulama işlemleri, tekstil üretiminde önemli kirlilik önleme potansiyeline sahip en yaygın işlemlerden ikisidir.

Tekstil Sektöründe su kullanımı ve atık su yönetimi birçok işlem, yıkama ve durulama aşamalarını içerir ve yıkama süreçlerinin optimize edilmesi, önemli miktarda su tasarrufu sağlayabilir. Bazı durumlarda, dikkatli denetim ve kontrollerin uygulanması atıksuda yüzde 70’e varan azalmalar sağlayabilir. Hazırlamanın yıkama ve durulama aşamaları tipik olarak diğer aşamalardan (örn. ağartma, boyama) daha fazla su gerektirir. Birkaç tipik yıkama ve durulama işlemi şunları içerir:

• Toplu yıkamayı bırakın ve doldurun.
• Taşma toplu yıkama.
• Sürekli yıkama (karşı akım, yatay veya eğimli pullar).

Tipik bir sürekli çamaşır suyu aralığı için su tüketimine ilişkin bir rapor, tüketimin saatte 11.000 galondan veya günde 270.000 milyon galondan fazla olduğunu buldu. (Bkz. Şekil 3.) Yıkama aşamaları saatte 9.900 galon veya toplamın yüzde 90’ını oluşturuyordu. Aşağıdaki basit, düşük teknolojili su tasarrufu yöntemlerinin uygulanması, su kullanımını azaltmıştır:

• Akışları uygun şekilde düzenleme: Saatte 300 galon tasarruf.
• Temizlemek için karşı akan çamaşır suyu: Saatte 3.000 galon tasarruf.
• Boyutlandırmak için karşı akan ovma: Saatte 3.000 galon tasarruf.

Proses değişikliği olmadan toplam su tasarrufu günde 150.000 milyon galon veya su kullanımının yüzde 55’iydi. Kombine tek aşamalı ağartma ve yıkama gibi bir işlem modifikasyonu, enerji tasarrufunun yanı sıra saatte 6.200 galon su veya günde ilave 150.000 milyon galon tasarruf sağlayacaktır.

2) Damla Doldurma ve Taşma Yıkama 

Toplu yıkamanın damla/doldur yönteminde, kullanılmış yıkama suyu boşaltılır ve makineye yeni bir yıkama banyosu doldurulur. Makinedeki kumaş veya diğer alt tabaka önceki banyonun çoğunu, belki de yüzde 350 kadarını korur. Bu yüzde mekanik yollarla azaltılabilir (örn. ekstraksiyon, blöf). Ağartmadan sonra çeşitli yıkama yöntemlerinin karşılaştırılması, ters akımlı yıkama yöntemlerinin faydalarını gösterir.

Karşı akımlı yıkama uygulayan beşinci ve altıncı yöntemler, standart damla/doldur yöntemine kıyasla yüzde 26 ve 53 tasarruf sağlar.

Bu sonuçlar, bilgisayar modelleri kullanılarak kumaş kirliliklerinde aynı derecede azalma sağlayacak yıkama işlemlerinin karşılaştırmalarına dayanmaktadır.

Ters akım yıkama prosesleri, tutma tanklarının ve pompaların eklenmesini gerektirir. Böyle bir yeniden kullanım sistemi kurmanın sermaye maliyeti tipik olarak 50.000 ABD Dolarından azdır ve yıllık tahmini 95.000 ABD Doları tasarruf sağlar. Çoğu durumda, atık suyun azaltılması, pahalı atık arıtma sistemlerine olan ihtiyacı da azaltır.

3) Yıkama Suyunu Yeniden Kullanmak 

Yıkama suyunu yeniden kullanmak için birçok strateji uygulanabilir. En yaygın stratejilerden üçü, ters akımla yıkama, bulaşmayı azaltma ve yıkama suyunu temizlik amacıyla yeniden kullanmadır.

a) Ters Akım Yıkama 

Ters akımlı yıkama yöntemi, çok aşamalı yıkama işlemlerinde kullanmak için nispeten basit ve ucuzdur. Temel olarak, son yıkamadan gelen en az kirli su, bir sonraki yıkama için yeniden kullanılır ve bu, su ilk yıkama aşamasına ulaşana kadar devam eder ve ardından boşaltılır. Bu teknik, sürekli boyama, baskı, haşıl sökme, temizleme veya ağartma sonrası yıkama için kullanışlıdır.

Karşı akım ilkesinin önemli bir çeşidi yatay veya eğimli rondelalardır. Proses içindeki su akışının doğal karşı akım doğası nedeniyle yatay veya eğimli yıkama daha verimlidir. Bununla birlikte, eğimli veya yatay ters akımlı bir yıkayıcının mekanik yapısı, geleneksel bir dikey yıkayıcıdan çok daha iyi olmalıdır.

Makine içindeki özensiz rulo ayarları, zayıf veya küçük boyutlu rulolar, eşitsizlik, bükülmeler, kavisler, önyargılar, yatak oynaması veya diğer yanlış hizalamalar yatay veya eğimli bir yıkayıcıda çok daha önemlidir, çünkü kumaşa baskı yapan suyun ağırlığı kumaşın yıpranmasına neden olabilir. sarkma, balon veya streç.

Düzgün inşa edilir ve bakımı yapılırsa, yatay veya eğimli yıkayıcılar para ve su tasarrufu sağlarken yüksek kaliteli kumaşlar üretebilir.

b) Taşımayı Azaltma 

Yıkamanın amacı alt tabakadaki yabancı maddelerin miktarını azaltmak olduğundan, çok aşamalı yıkama işlemlerinde ardışık yıkama adımları arasında mümkün olduğunca fazla su uzaklaştırılmalıdır.

Çıkarılmayan kirleticiler içeren su, bir sonraki adıma taşınır ve bu da yıkama verimsizliğine katkıda bulunur.

Yığın düşürme/doldurma yıkamasında uygun boşaltma ve sürekli yıkama işlemindeki adımlar arasında uygun ekstraksiyon önemlidir. Genellikle, tipik düşürme/doldurma prosedürlerinde yüzde 350 owg taşınır.

Bu miktar bazı kesikli makinelerde (örn. iplik ambalaj boyama, stok boyama) yıkama adımları arasında basınçlı hava veya vakum üfleme kullanılarak azaltılabilir.

Sürekli yıkama işlemlerinde, sıkma silindirleri veya vakumlu aspiratörler tipik olarak adımlar arasında suyu çeker.

Çok aşamalı yıkama işlemlerinde yıkama verimliliğini artırmak için kumaş, stok veya iplik ile kimyasal çözeltilerin sürüklenmesini ve taşınmasını azaltmak için vakum teknolojisini kullanan ekipman kullanılır.

Bir vaka geçmişinde, bir işlemci mevcut çok aşamalı sürekli yıkama hattındaki her yıkama kutusundan sonra vakum yuvaları yerleştirdi ve kutu sayısını sekizden üçe indirmeyi başardı. Kumaşın geçmesi için herhangi bir banyo olmaksızın ardışık püskürtme ve vakum yuvalarını birleştiren baskılar için yıkayıcıların yanı sıra yerleşik vakum çıkarıcılara sahip yıkama kutuları da satın alınabilir. Kumaş asla suya daldırılmadığından zeminlerde oluşan kanama, iz ve lekelenmeler minimuma indirilir ve su kullanımı azalır.

Dahili geri dönüşüm özelliklerine sahip başka bir yıkayıcı konfigürasyonu, devridaim suyunu kumaşa püskürten ve atıkları kumaştan bir kartere sıkıştırmak için silindirler kullanan dikey ters akışlı yıkayıcıdır, burada filtrelenir ve yeniden sirküle edilir. Filtre, sürekli dönen ve bir ucunda bir sprey temiz su ile süzüntüden arındırılan sürekli polyester kumaş döngülerinden oluşan benzersizdir. Bu yapı, tahliye edilmeden veya başka bir işlemde yeniden kullanılmadan önce askıda katı maddelerin sudan maksimum düzeyde çıkarılmasına izin verir. Düşük su kullanımı ile yüksek verimli yıkama sonuçları. Daha az suyun ısıtılması gerektiğinden enerji kullanımı büyük ölçüde azalır.

Temizlik Amaçlı Yeniden Kullanım 

Birçok işlem türünde yıkama suyu temizlik amacıyla tekrar kullanılabilir. Baskıda, kullanılmış yıkama suyu ile aşağıdakiler dahil temizleme faaliyetleri gerçekleştirilebilir:

• Geri gri battaniye yıkama
• Ekran ve silecek temizliği
• Renk dükkanı temizliği
• Ekipman ve tesis temizliği

Tipik bir hazırlama departmanı ayrıca yıkama suyunu aşağıdaki şekilde yeniden kullanabilir:

• Haşıl sökme için ovma durulamalarını yeniden kullanın
• Ovma için merserizer yıkama suyunu yeniden kullanın
• Ovma için çamaşır suyu yıkama suyunu yeniden kullanın
• Haşıl sökme için su jetli dokuma tezgahı yıkama suyunu yeniden kullanın
• Kier drenajlarını doygunluğa geri dönüştürün

İş Uygulamaları 

İşçiler su kullanımını büyük ölçüde etkileyebilir. Özensiz kimyasal işleme ve kötü temizlik, aşırı temizliğe neden olabilir. Kötü programlama ve karışım planlaması da aşırı temizlik gerektirebilir ve makineler ve karışım tankları gibi ekipmanların gereksiz temizliğine yol açabilir. Sızıntılar ve dökülmeler derhal bildirilmeli ve onarılmalıdır.

Ekipman bakımı, özellikle yıkama ekipmanının bakımı esastır.

Uygun olmayan iş uygulamaları önemli miktarda suyu boşa harcar ve iyi prosedürler ve eğitim önemlidir. Operasyonlar manuel olarak kontrol edildiğinde, operatör referansı, eğitimi ve yeniden eğitimi için bir operasyon denetimi kontrol listesi yararlıdır.

Bir vaka geçmişinde, bir örgü fabrikası boyama makinelerinde aşırı su kullanımına maruz kalmıştır. Çalıştırma uygulamaları üzerine yapılan bir araştırma, her operatörün makineleri farklı bir seviyeye kadar doldurduğunu ortaya çıkardı. Bazı operatörler sandıkları 16 inç derinliğe kadar doldurdu, diğerleri ise 24 inç kadar. Ayrıca yıkamak için kullanılan su miktarı da değişiyordu. Bazı operatörler bir taşma prosedürü kullandı ve diğerleri damla/doldur veya yarım banyo kullandı (banyonun yarısını tekrar tekrar boşalttı, sonra tekrar doldurdu).

Yazılı prosedürlerin incelenmesi, doldurma adımının basitçe doldurulduğunu gösterdi. Yıkama adımı sadece yıkama dedi. Eğitim olmadan ve belirli bir çalıştırma prosedürü olmadan, operatörler su kullanımını kendi başlarına belirlemeye bırakıldı. Bu durum aşırı görünebilir, ancak iyi belgelenmiş üretim prosedürlerine sahip en iyi değirmenlerin bile çoğu zaman belgelenmiş temizleme prosedürleri yoktur. Toplam atık akışına büyük miktarda kirliliğe katkıda bulunan temizleme işlemleri arasında makine temizliği, elek ve silecek temizliği ve tambur yıkama yer alır.

Mühendislik kontrolleri 

Her değirmende, su kullanımını belgelemek ve iyileştirmeleri değerlendirmek için ayrı makinelere kurulabilen hareketli su sayaçları olmalıdır. Uygulamada, değirmenler su kullanımını nadiren ölçerler, ancak ekipman ve su kullanımıyla ilgili üreticilerin iddialarına güvenirler.

Üreticilerin tahminleri, su tüketimini değerlendirmek için faydalı başlangıç noktalarıdır, ancak ekipmanın gerçek performansı, kullanılan kimyasal sisteme ve alt tabakaya bağlıdır. Bu nedenle, su kullanımı duruma özeldir ve doğru sonuçlar için yerinde ölçülmelidir. Su sayaçlarının düzenli olarak bakımı ve kalibrasyonu yapılmalıdır.

Bazıları bu bölümün diğer bölümlerinde tartışılan diğer önemli mühendislik kontrolleri şunları içerir:

• Yıkayıcılarda akış kontrolü
• Soğutma suyunda akış kontrolü (gerekli minimum kullanın)
• Ters akım yıkama
• Sürtünmeyi azaltmak için yüksek ekstraksiyon
• Geri dönüştürün ve yeniden kullanın
• Sızıntıların tespiti ve onarımı
• Arızalı tuvalet ve su soğutucularının tespiti ve onarımı

Temizlemeyi kolaylaştırmak ve kirlenmeye karşı duyarlılığı azaltmak için mümkün olan yerlerde makineler incelenmeli ve iyileştirilmelidir. Banyo oranları bazen pH kontrolü için daha düşük kimyasal gereksinimlerin yanı sıra daha düşük su kullanımı ile sonuçlanan yer değiştiriciler kullanılarak azaltılabilir.

Süreç Değişiklikleri 

Tampon Boyama 

Pad-batch boyamada, hazırlanan kumaş bir elyaf reaktif boyarmadde ve alkali çözeltisi ile doldurulur, daha sonra rulolar veya kutular üzerinde saklanır (veya yığınlanır) ve suyun buharlaşmasını veya havadan karbondioksitin emilmesini önlemek için plastik film ile kaplanır. Kumaş daha sonra iki ila 12 saat boyunca yığın haline getirilir.

Değirmende bulunan her türlü ekipmanla yıkama yapılabilir.

Pad-batch boyama, başta maliyet ve atık azaltma, basitlik ve hız olmak üzere birçok önemli avantaj sunar. İlgili malların yapısına ve ağırlığına bağlı olarak dakikada 75 ila 150 yarda üretim yaygındır. Ayrıca, pad-batch boyama, sürekli bir aralığa kıyasla esnektir. Hem dokumalar hem de örgüler birçok yapıda boyanabilir.

Sık gölge değişiklikleri sorun yaratmaz çünkü reaktif suda çözünür kalır ve temizlemeyi kolaylaştırır. Bu boyama yöntemi, çok yönlülük gerektiğinde kullanışlıdır. Su kullanımı tipik olarak pound başına 17 galondan pound başına 1.5 galon’a düşer, bu da yüzde 90’dan fazla bir azalmadır.

İşleme Banyosu Yeniden Kullanımı 

Birçok prosesten gelen su, çeşitli yöntemlerle yeniden kullanım için yenilenebilir. Çeşitli araştırma çalışmaları yürütülmektedir. Birkaç operasyonda, arıtılmış atık suyun yüzde 50’ye kadarı, üretim üzerinde hiçbir olumsuz etki olmaksızın atık sudan doğrudan ham su giriş sistemine geri dönüştürülür.

Bazı durumlarda, belirli atık su türleri bir süreç veya departman içinde geri dönüştürülebilir. Örnekler, boya banyosunun yeniden kullanımı, ağartıcı banyosunun yeniden kullanımı, bir sonraki parti için yükleme banyosu olarak son durulamanın yeniden kullanımı, yıkama suyunun yeniden kullanımı, ters akımlı yıkama ve diğer amaçlar için yeniden kullanımdır.

Çamaşır Suyu Banyosu Yeniden Kullanımı 

Pamuk ve pamuk karışımı hazırlama (örneğin haşıl sökme, yıkama, ağartma) sürekli veya kesikli işlemler kullanılarak gerçekleştirilir ve genellikle bir değirmendeki en büyük su tüketicileridir. Atık akışı sürekli olduğundan, oldukça sabit özellikler gösterdiğinden ve genellikle diğer atık akışlarından ayrılması kolay olduğundan, sürekli süreçlerin atık su geri dönüşümüne/yeniden kullanımına adapte edilmesi çok daha kolaydır. Polyester/pamuk ve yüzde 100 pamuklu kumaşlar için tipik bir ağartma ünitesinde atık akışının yeniden kullanımı şunları içerir:

• J-box ve kier drenaj atık sularının saturatörlere geri dönüştürülmesi
• Karşı akım yıkama kullanma
• Sürekli ovma yıkama suyunun toplu ovma için geri dönüştürülmesi
• Yıkayıcı suyunu geri gri battaniye yıkamaya geri dönüştürmek
• Yıkayıcı suyunu elek ve silecek temizliği için geri dönüştürme
• Yıkama suyunun mağaza temizliğini renklendirmek için geri dönüştürülmesi

• Yıkayıcı suyunun ekipmana geri dönüştürülmesi ve tesis temizliği
• Haşıl sökme için ovma durulamalarının yeniden kullanılması
• Ovma için merserizer yıkama suyunun yeniden kullanılması

Hazırlama kimyasalları (optik parlatıcılar ve renk tonları dahil), ancak yeniden kullanım lekelenme gibi kalite sorunları yaratmayacak şekilde seçilmelidir.

Yığın yıkama ve ağartma, atık akışlarının geri dönüşümüne uyum sağlamak için daha az kolaydır, çünkü akışlar aralıklı olarak meydana gelir, drenajlar genellikle çukurlara girer ve kolayca ayrılmazlar ve yığın hazırlama adımları sıklıkla birleştirilir. Uygun tutucu tank ile, ancak, ağartma banyosu yeniden yapılabilir bir banyo yeniden kullanımını boya benzer bir şekilde, ve çeşitli ekipman parçaları şimdi gerekli tutma tankları olduğu mevcuttur. Kullanılmış ağartma banyosu, bir sonraki ağartma işlemi için gerekli tüm alkali ve ısıyı içerir. Banyoyu yeniden oluşturmak için peroksit ve şelatlar eklenmelidir.

Boya banyosunun yeniden kullanımı gibi, ağartma banyosunun yeniden kullanımındaki yeniden kullanım döngülerinin sayısı, kirlilik birikmesiyle sınırlıdır. Ana safsızlıklar, ağartma reaksiyonuna müdahale edebilen demir gibi metallerdir.

Altı ila 12 aşamalı jet taşıma sistemlerine sahip örgüler için yeni tip halat ağartma üniteleri, çoğu örgü stilinin sürekli ağartılmasını mümkün kılmıştır.

Bu üniteler 1970’lerin sonlarında tanıtıldı ve üç vardiyalı, altı günlük bir çalışmaya dayalı olarak tipik olarak dakikada 40 pound veya ayda bir milyon pounddan fazla örgü kumaş üretiyor. Bu makineler, esneklikleri ve enerji, su ve kimyasalları koruma yetenekleri nedeniyle büyük örgü işlemcileri arasında çok popüler hale geldi.

Ayrıca eksiksiz yerleşik karşı akım yeteneklerine sahiptirler. Bu üniteler, sürekli örgü hazırlama aralıkları olarak kullanıma ek olarak, yıkamadan sonra elyaf reaktif ve diğer boya türlerinde (örneğin, tampon parti boyamadan sonra) kullanım için teşvik edilmektedir.

Sonraki Parti için Yükleme Banyosu Olarak Son Durulama Yeniden Kullanımı

Su tasarrufu sağlayan basit bir teknik ve bazı durumlarda BOİ yüklemesi, bir sonraki partiyi yüklemek için bir boyama döngüsündeki son banyoyu yeniden kullanmaktır.

Bu teknik, aynı rengin tekrarlandığı veya boyama makinesinin oldukça temiz olduğu durumlarda işe yarar.

Bu tekniğe iyi bir örnek sunarsam, naylon çorapların asitle boyanmasıdır. Nihai banyo, genellikle, emülsiyonlaştırıcıyı banyoda bırakarak, alt tabakaya akan bir emülsiyon haline getirilmiş yumuşatıcı içerir. Bu teknik, bir sonraki partiyi yüklemek için ıslatıcı ajan olarak hizmet edebilir, böylece su, ısı ve ıslatıcı ajan ve ilişkili BOİ’den tasarruf sağlar.