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   水的化學(xué)式是H₂0，純水是無(wú)色無(wú)味的透明液體。水的自然性質(zhì)中值得注意的是水具有很強(qiáng)的極性，其溶解和分散物質(zhì)的能力很強(qiáng)。我們?nèi)粘Ｓ玫乃卸己幸欢繜o(wú)機(jī)鹽類，它們?cè)谒幸噪x子狀態(tài)存在，常見(jiàn)的無(wú)機(jī)鹽離子有:

陽(yáng)離子                   陰離子

鈣（Ca²⁺）                 碳酸氫根（HCO₃^-）

鎂（Mg²⁺）                 硫酸根（SO₄^2-）

鈉（Na⁺）                  氯離子（Cl^-）

鐵（Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺）           硅酸根（SiO₃^2-）

錳（Mn²⁺）                 氟離子（F^-）

鉀（K⁺）                   硝酸根離子（NO₃^-）

銅（Cu²⁺）                 硫離子（S^2- ）

   此外，還常含有一些呈膠體狀態(tài)的有機(jī)物質(zhì)如腐殖質(zhì)類，這些物質(zhì)肉眼是很難看見(jiàn)的。

由于水中含有各種有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)，它們當(dāng)中有些物質(zhì)對(duì)人體有害，故國(guó)家規(guī)定了飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。。

表5-1   生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

   生活飲用水也就是城市自來(lái)水廠向居民供應(yīng)的水，也是我們大部分城市洗衣廠使用的水。上述飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)洗衣業(yè)來(lái)說(shuō)，zui關(guān)心的是水洗時(shí)水中能引起織物泛灰、泛黃、發(fā)暗的一些物質(zhì)的含量，如鈣、鎂、鐵、銅、錳等在水中的含量。水中鐵含量高易使織物呈淺褐色，高含量的銅-錳會(huì)使織物呈淺黃色。水中鈣、鎂離子會(huì)沉淀在織物上，使織物泛灰發(fā)暗，手感不柔軟、粗糙。因此，作為洗滌用水，必要時(shí)要進(jìn)行專門處理，如設(shè)置軟水裝置，或用化學(xué)螯合劑來(lái)螯合那些對(duì)洗滌有害的成分，以減輕它們的不利影響。

 

   各洗衣廠使用的水源非常廣泛，以下簡(jiǎn)述幾種主要的水源。

 

   城市自來(lái)水的來(lái)源很廣，有來(lái)自江河湖泊、水庫(kù)的地面水，也有來(lái)自地下的泉水、井水。

自來(lái)水廠根據(jù)水源條件不同，經(jīng)過(guò)澄清、沉淀、過(guò)濾、消毒等工藝處理，達(dá)到生活飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，才送往居民使用。大中城市中的賓館飯店洗衣部的洗滌用水，多數(shù)是來(lái)自城市的自來(lái)水。

   從表5-1可以看出，自來(lái)水中的總硬度指標(biāo)以CaCO₃計(jì)為不得超過(guò)450mg/L，鐵不得超過(guò)lmg/L。這種水質(zhì)短期使用，對(duì)白色織物不會(huì)引起不良效果。長(zhǎng)期使用，織物在反復(fù)的洗滌過(guò)程中，會(huì)因?yàn)樗械拟}、鎂離子，在主洗加溫條件下，由可溶于水的碳酸氫鈣（CaHCO₃）和碳酸氫鎂（MgHCO₃）轉(zhuǎn)變成不溶于水的碳酸鈣（CaCO₃）和碳酸鎂（MgCO₃），而沉積在織物上，其反應(yīng)為下:

   同樣以溶解狀態(tài)存在的亞鐵離子（Fe²⁺），在堿性氧化（主洗條件見(jiàn)《川島洗衣廠技術(shù)手冊(cè)》水洗一章）條件下，也會(huì)以帶褐紅色的鐵化合物沉積在織物上:

 

 

   以溶解狀態(tài)存在的銅離子（Cu²⁺），與堿反應(yīng)會(huì)生成淺藍(lán)色的氫氧化銅沉淀:

Cu²⁺  +  2OH^-  =  Cu（OH）₂↓                     （5-4）

   淺藍(lán)色

當(dāng)對(duì)織物反復(fù)洗滌時(shí)，上述沉淀物如沉積在織物纖維中，會(huì)使白色織物泛灰變暗，彩色織物色彩不鮮艷。

 

   有的賓館離城市較遠(yuǎn)，無(wú)論生活用水或洗滌用水，都取自自備的深井水，將地下水通過(guò)泵泵人水塔，再由管道流入洗衣部和居民用戶。地下水中的二氧化碳能與巖石中的碳酸鹽反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鹽，使水硬度大大提高:

CaCO₃  +  CO₂  +  H₂O  →  CaHCO₃                （5-5）

存在于巖石中   地下水中   介質(zhì)        可溶于水

MgCO₃  +  CO₂  +  H₂0  →  MgHCO₃                （5-6）

存在于巖石中   地下水中   介質(zhì)        可溶于水

   其他雜質(zhì)也有類似反應(yīng)發(fā)生，這里不一一贅述，可見(jiàn)用自備井水作洗滌用水，由于硬度高，更容易引起織物泛灰粗糙。

 

   隨著旅游業(yè)的發(fā)展，不僅城市建設(shè)有賓館，在重要河流，如長(zhǎng)江、珠江也有類似賓館的游艇，這些游艇上的某些織物如臺(tái)布、毛巾、床單等，除部分在的陸地洗衣廠洗滌外，游艇上也自備有洗衣部。這類洗衣部的用水就直接取自江河中。另外還有一些賓館飯店本身就建設(shè)在江河邊，其洗衣部的用水也直接取自江河水。正常情況下，江河水中都會(huì)有微細(xì)的黏土顆粒和膠態(tài)有機(jī)物質(zhì)，故游艇洗衣部和靠近江河的賓館洗衣部雖然也設(shè)有水處理裝置，但對(duì)這些既微細(xì)又懸浮的物質(zhì)，處理裝置往往滿足不了洗滌時(shí)大量用水的要求，尤其是洪水季節(jié)，江河水中含有大量的泥砂、黏土，使原有的水處理設(shè)備，從質(zhì)量和數(shù)量上都難以滿足洗滌用水的要求，使得被洗滌織物遭受二次污染。有的游艇洗衣部出現(xiàn)白色織物洗成黃色的現(xiàn)象。

   綜合上述，來(lái)自城市的自來(lái)水、企業(yè)自備的井水以及江河水，這些水都會(huì)對(duì)織物洗滌的zui終效果產(chǎn)生不利影響。有的情況下嚴(yán)重些，有的情況下要經(jīng)過(guò)一段周期才明顯表現(xiàn)出來(lái)。為了達(dá)到較滿意的洗滌效果，對(duì)洗滌用水需進(jìn)行預(yù)處理。

 

   溶于水中的無(wú)機(jī)鹽成分的濃度，稱為水的總鹽分，以mg/L表示?？傷}包括水中鈣、鎂、鈉、鉀、銅、錳、鐵等陽(yáng)離子，與氯根、硝酸根、硫酸根等陰離子組成可溶于水的化合物。當(dāng)織物水洗并烘干后，這些鹽類并不隨水蒸發(fā)，而是留在織物上。故水的總鹽分也會(huì)對(duì)洗滌織物產(chǎn)生一些影響。因?yàn)樵诳椢锖娓傻臏囟认?，水中呈溶解狀態(tài)的鈣、鎂的碳酸氫鹽，會(huì)按式5-1、式5-2的反應(yīng)，也會(huì)出現(xiàn)沉淀物在織物上的沉積。

   總鹽分中鐵、銅、錳的化合物，也有許多是帶顏色的化合物，如*為天藍(lán)色，硫酸鐵為褐色，三氯化鐵是黑棕色，硫酸銅呈藍(lán)色，硝酸銅是深藍(lán)色，氯化銅是綠色，硫酸錳和氯化錳是淺玫瑰紅色，硝酸錳是淺紅色。它們都易溶于水，在織物洗滌時(shí)會(huì)被溶解，不會(huì)發(fā)生沉積。但如果這類帶色化合物含量高時(shí)，也會(huì)影響織物的白度。故總鹽分太高的水，對(duì)織物洗滌也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

 

   水硬度分為暫時(shí)硬度和*硬度。

   水中與碳酸鹽和碳酸氫鹽結(jié)合的鈣鎂離子，當(dāng)水煮沸時(shí)，會(huì)生成碳酸鈣、碳酸鎂的白色沉淀物（反應(yīng)式5-l，式5-2），這部分鈣鎂離子濃度稱為水的暫時(shí)硬度。

   水中與氯化物、硝酸鹽結(jié)合的鈣、鎂離子，當(dāng)水煮沸時(shí)，不會(huì)生成沉淀，這部分鈣鎂離子濃度，稱為水的*硬度。

   暫時(shí)硬度與*硬度之和，稱為水的總硬度。我們通常測(cè)定的是水中鈣、鎂離子總濃度，故測(cè)定結(jié)果是水的總硬度。在我國(guó)，水硬度通常用每升（或公斤）水中碳酸鈣毫克數(shù)來(lái)表示，即mgCaCO₃/L（以前的表示法為mg/LCaCO₃）。碳酸鎂及其他雜質(zhì)都折算成碳酸鈣來(lái)表示。。

 

   從織物洗滌的角度考慮，水的硬度越小越有利于洗滌。但對(duì)洗滌用水的水質(zhì)并無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)人們洗滌織物的經(jīng)驗(yàn)，希望的洗滌水水質(zhì)如下:

pH值     6.5～7

硬度     < 25mg/L，但硬度小于100mg/L時(shí)，不需要采取軟化措施。

鐵含量   < 0.1mg/L，高于0.2mg/L時(shí)，易引起織物泛黃

錳含量   < 0.05mg/L

 

   利用肥皂在硬水中與鈣、鎂等離子生成難溶性鈣、鎂皂的方法，可以簡(jiǎn)單鑒別硬水和軟水。方法是:先用軟水（燒開(kāi)的水就是軟水）配制透明的肥皂溶液。測(cè)定時(shí)將水樣倒入試管或錐形瓶，滴入幾滴配好的肥皂液，邊滴加邊搖勻。如果肥皂溶液不出現(xiàn)混濁，靜止5分鐘后，生成的泡沫也不*消失，則可初步判斷水樣為軟水，否則就是硬水。

   本方法只是一個(gè)粗略的鑒別，的方法應(yīng)采用總硬度的測(cè)定方法。

 

   水和洗滌過(guò)程中洗滌液的pH值，通常用于判斷水和洗滌過(guò)程中的酸堿度，故一般用zui簡(jiǎn)便的pH試紙法測(cè)定即可。目前市售的pH試紙，廣泛試紙的范圍為pH1～14，精密一些的試紙有:

pH1.4～3.0；pH3.8～5.4；pH2.7～4.7；pH6.9～8.4；pH5.4～7.0；pH6.9～8.4；pH12～14等， 均可使用。

比較的測(cè)定，可用玻璃電極法，見(jiàn)國(guó)標(biāo)GB6920-86水質(zhì)pH值的測(cè)定——玻璃電極法。

 

   測(cè)定水的總硬度即測(cè)定水中鈣和鎂的總量，用EDTA法。見(jiàn)GB7477-87鈣和鎂總量的測(cè)定——EDTA法。

   水硬度較簡(jiǎn)便快速的方法，是用水硬度試紙比色法。

   根據(jù)EDTA法原理制成的水硬度快速分析盒，使用也很方便。

   水硬度試紙和水硬度快速測(cè)定盒市場(chǎng)均有出售。

 

    水中鐵、錳含量的測(cè)定用原子吸收法（GB11911-89），可見(jiàn)《川島洗衣廠技術(shù)手冊(cè)》相關(guān)章節(jié)。

   水中銅含量用分光光度法測(cè)定。

 

   水中含鹽量按HJ/T51—1999含鹽量的測(cè)定，見(jiàn)《川島洗衣廠技術(shù)手冊(cè)》附錄四。

 

   水的量決定著洗滌劑的濃度，用水量少，洗滌液的濃度就高，去污效率也越高，在高于表面活性劑的臨界膠束濃度后，去污力趨于平穩(wěn)，濃度增加去污力略有增加。但對(duì)油污的去除，非離子表面活性劑在臨界膠束濃度之上，由于增溶作用，去污力還會(huì)繼續(xù)增大。因此，在水洗主洗時(shí)，都采用低水位，以提高洗滌液的濃度。

   洗滌用水量不僅決定了洗滌液的濃度，也決定著被洗下后的污垢的濃度。水量越小，污垢的濃度越大，污垢濃度增大，在洗滌液中的懸浮能力降低，再沉積趨勢(shì)變大。即使洗滌液有足夠的懸浮、分散能力，在過(guò)水過(guò)程中，由于分散能力的驟然降低，也可能導(dǎo)致嚴(yán)重的再沉積。因此，洗滌用水時(shí)，還應(yīng)考慮重污織物的再沉積問(wèn)題。

 

   對(duì)水中的雜質(zhì)離子，首先要提到的顯然是水中的鈣鎂等硬離子。它們常常嚴(yán)重影響洗滌劑的去污效率。具體來(lái)說(shuō)，鈣、鎂離子的負(fù)作用有如下幾點(diǎn)。

   （1）與脂肪酸鹽（肥皂）、烷基苯磺酸鈉等陰離子表面活性劑形成難溶性鹽（也稱鈣皂、鎂皂）。這不僅浪費(fèi)了表面活性劑，還降低表面活性劑的使用效率。例如，在100mg/kg硬度水中，使用0.2%棕櫚酸鈉溶液（肥皂液），將有1/4的肥皂變成難溶性皂。同時(shí)，這些鈣、鎂皂也易沉積在織物和洗衣機(jī)上，降低去污力的同時(shí)，還造成了沉積。

   （2）鈣、鎂離子容易與洗滌劑中的硅酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽形成不溶性鹽。這類不溶性鹽，特別是磷酸鹽不容易為三聚磷酸鈉和抗再沉積劑分散，而易于沉積。

   （3）鈣離子（二價(jià)正電荷）可以在污垢（一價(jià)負(fù)電荷）和織物（一價(jià)負(fù)電荷）之間架橋，通過(guò)形成橋鍵促進(jìn)污垢與織物的結(jié)合。

   （4）鈣、鎂離子是多價(jià)陽(yáng)離子，吸附在織物、污垢上，中和了它們表面的負(fù)電荷，減弱了織物與污垢的靜電排斥作用，從而不利于去污和抗再沉積。

   從式5-1、式5-2可知，鈣、鎂難溶物和不溶性鹽會(huì)在織物上沉積，使白色織物發(fā)灰，白度和手感變差，對(duì)有色織物，則色澤變暗，失去鮮艷感，手感變得粗糙。而且，泛灰后的織物，由于與沉積物結(jié)合力較強(qiáng)，很難復(fù)新。沉淀物在洗衣機(jī)上結(jié)垢，會(huì)損害電圈及其他零件，從而影響洗衣機(jī)的熱效率和機(jī)械效率。

   水中存在的微量金屬離子可能有很多種，但對(duì)洗滌影響zui大的是鐵。在加熱及洗滌液堿性條件下，鐵離子會(huì)形成鐵銹，并沉積在織物上。鐵銹顏色較深（褐紅色或棕色），即使少量沉積在織物上，也會(huì)使織物變黃、發(fā)灰甚至發(fā)黑。鐵影響洗滌的另一個(gè)因素，是它對(duì)漂白劑氯漂（如次氯酸鈉）及氧漂（如過(guò)氧化氫）的分解具有催化作用，在漂白過(guò)程中，鐵離子的存在，加速了氧化劑的無(wú)效分解，如鐵離子分布不均，導(dǎo)致在織物上的局部劇烈反應(yīng)，則會(huì)使織物破損。一些飯店洗廢的床單、毛巾上有針眼、破洞，一個(gè)很重要的原因就是氧化劑過(guò)度反應(yīng)所致。

   洗滌水還有一個(gè)不太引人注意的雜質(zhì)，那就是氯。大多數(shù)城市自來(lái)水都采用氯進(jìn)行漂白、消毒。有時(shí)氯的加量過(guò)大，則水有明顯的刺鼻氯味。長(zhǎng)期使用含有效氯的自來(lái)水洗滌織物，也可導(dǎo)致織物發(fā)灰、發(fā)黃，并對(duì)織物有損傷，對(duì)纖維織物，還將導(dǎo)致吸濕性下降，柔軟性變差。

 

   洗滌水的水質(zhì)對(duì)于洗滌質(zhì)量和洗滌成本有重要的影響。對(duì)不好的水質(zhì)，必須在水進(jìn)入洗滌設(shè)備前或洗滌過(guò)程中加以處理，以控制水的硬度，保證高質(zhì)量的洗滌效果，洗衣業(yè)軟化水的途徑有沉淀法、螯合法和離子交換法。

 

   沉淀法是在硬水中加入純堿、硅酸鈉、磷酸三鈉等堿性無(wú)機(jī)鹽，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)使溶解性很小的鈣、鎂鹽沉淀，從而達(dá)到降低水硬度的目的。具體的反應(yīng)如下:

        Ca²⁺ + Na₂CO₃  → CaCO₃ ↓ + 2Na⁺             （5-7）

        Mg²⁺ + Na₂CO₃  → MgCO₃ ↓ + 2Na⁺             （5-8）

        3Ca²⁺ + Na₃PO₄ → Ca₃（PO₄）₂ ↓ + 6Na⁺           （5-9）

        3Mg²⁺ + Na₃PO₄ → Mg₃ （PO₄）₂ ↓ + 6Na⁺      （5-10）

   沉淀法是zui簡(jiǎn)單的軟水方法，成本低，為很多洗衣企業(yè)和洗滌劑生產(chǎn)廠家所采用。不少低廉的無(wú)磷洗衣粉，就采用純堿與硅酸鈉的復(fù)配來(lái)軟化水。但這種軟化水zui大的缺點(diǎn)是生成的沉淀如果不能*除去或良好分散在水中，就會(huì)沉積在織物上，而導(dǎo)致織物的發(fā)灰、手感粗糙。因此，這種軟水方法對(duì)織物洗滌來(lái)說(shuō)，并不十分理想。

 

   螯合法是在洗滌水中加入螯合劑，通過(guò)螯合作用螯合水中Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺等離子，生成的螯合物溶于水，并且性能穩(wěn)定，從而使水軟化，并可防止在加溫和堿性條件下這些離子發(fā)生沉淀。

 

                    圖5-1  STPP鈣的絡(luò)合物圖

   zui常用的是三聚磷酸鈉和其他的聚磷酸鹽如六偏磷酸鈉、焦磷酸鉀。這些聚磷酸鹽成本低、螯合能力高，是洗衣粉中zui重要的助劑。三聚磷酸鈉與鈣離子形成的螯合物結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。

   由于無(wú)磷趨勢(shì)的發(fā)展，洗衣業(yè)中也開(kāi)始使用其他無(wú)磷螯合劑，常用的有檸檬酸鈉、氮川三乙酸鈉（NTA）、乙二胺四乙酸鈉（EDTA）、聚丙烯酸鈉、馬來(lái)酸和丙烯酸共聚物等。這些螯合劑的使用成本都較聚磷酸鹽高。

   螯合法不是預(yù)先處理洗滌水，而是在洗滌時(shí)加入螯合劑。螯合劑加入量，視水量、水硬度和螯合劑的螯合量而定。

螯合法無(wú)需專門的設(shè)備，也沒(méi)有維修等問(wèn)題，操作也很方便，但每次洗滌都加入螯合劑，使洗滌費(fèi)用增加。

 

   離子交換法軟化水，是利用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附水中鈣、鎂、錳、鐵等陽(yáng)離子，既可軟化水，又可除去一些對(duì)洗滌不利的雜質(zhì)。

    陽(yáng)離子交換樹(shù)脂常用鈉型，簡(jiǎn)寫為R—Na，當(dāng)水流過(guò)樹(shù)脂層時(shí)，水中鈣、鎂、鐵、錳等陽(yáng)離子被吸附在樹(shù)脂上，樹(shù)脂上的鈉離子（Na⁺）被置換下來(lái)，直到流出水中鈣、鎂等超過(guò)允許值時(shí)，表示樹(shù)脂交換能力已消失，這時(shí)可用食鹽溶液流過(guò)樹(shù)脂層，將鈣、鎂等陽(yáng)離子從樹(shù)脂上淋洗下來(lái)?；謴?fù)樹(shù)脂為鈉型，這后一操作叫再生。

   離子交換軟化水法，操作方便，使用壽命長(zhǎng)，一次性投資稍稍大點(diǎn)，但維修費(fèi)用低。所以也是現(xiàn)在被大多數(shù)洗衣廠廣泛使用的原因。

   我國(guó)地域廣大，各地水質(zhì)差別很大，南方長(zhǎng)江流域、珠江流域的水硬度較低，北方水硬度較高，地下水源的水硬度較高。因此，洗衣廠應(yīng)對(duì)洗滌水水質(zhì)加以分析，水的硬度高，采取軟化水措施。依上所述，用簡(jiǎn)便的離子交換裝置來(lái)軟化水?？刂葡礈焖挠捕?，可以防止在主洗時(shí)，在加溫堿性條件下鈣鎂沉淀，引起織物泛灰，又可阻止鈣鎂等與洗滌劑中活性成分生成不溶性皂，而發(fā)揮不了洗滌劑的滲透、乳化、分散作用、影響洗滌質(zhì)量。

   隨著無(wú)磷洗滌劑的發(fā)展，洗滌劑中大量應(yīng)用了4A沸石和層狀硅酸鈉，這些無(wú)磷助劑的軟水原理也是通過(guò)離子交換將水中的硬離子吸附在固體助劑中。由于固體助劑的分散作用較好，使用它們不容易在織物上沉積，保證了軟化水和洗滌效果。

   這里順便指出，洗滌時(shí)微量鐵積集在織物上，會(huì)使洗滌織物泛黃發(fā)暗。當(dāng)用離子交換法軟化水時(shí)，水中的鐵離子也會(huì)反應(yīng)或類似反應(yīng)而被樹(shù)脂吸附，使水中的鐵也被除掉。經(jīng)軟化處理過(guò)的水，從離子交換裝置輸送到工業(yè)洗衣機(jī)的管道，通常采用鍍鋅管，易溶解在水中的氧能破壞鍍鋅層，進(jìn)行氧化溶解鐵，使水中帶有鐵銹，影響洗滌織物白度。有的洗衣廠，在洗滌前經(jīng)常先放水，等含鐵銹的淺黃色水轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)色時(shí)，才正式開(kāi)動(dòng)洗滌設(shè)備進(jìn)行洗滌，這樣每天都會(huì)浪費(fèi)水。因此，洗滌設(shè)備的洗滌進(jìn)水管道使用不銹鋼管或塑料管。本文轉(zhuǎn)載自:上海川島艾美機(jī)械設(shè)備有限公司出版的《川島洗衣廠技術(shù)手冊(cè)》。如果大家有什么疑問(wèn)，可致電：。