【印染废水削减方案与减排措施】 生产废水减排措施

　　通过对常州地区印染企业生产现状与废水排放的调查,从工程减排、结构减排、管理减排 3 个方面,探究切实可行的印染废水削减方案与减排措施,积极推进行业企业清洁生产技术的应用。
　　Through surveying on the present situation and wastewater discharge of printing and dyeing enterprises in Changzhou area, this paper has discussed from three aspects, engineering reduction, structure reduction and management reduction. The feasible plan of cutting down on printing and dyeing wastewater and reducing emissions measures have been investigated. Application of cleaner production of technique to enterprises is vigorously promoted.
　　
　　印染废水长期以来困扰着企业与政府,并制约着行业的发展。《纺织工业调整和振兴规划》中已将节能减排取得明显成效列为行业近 3 年要达到的重要目标之一,并强调至2011年,全行业要实现单位增加值能耗年均降低 5%、水耗年均降低 7%、废水排放量年均降低 7%。要实现此目标,任务很艰巨。
　　本文依据常州地区印染企业生产废水排放普查资料,通过对 20 多家不同类型印染厂的生产工艺、设备、管理及废水排放等的深入调查与分析,研究实现印染废水减排的有效途径,以促进印染企业清洁生产、节能减排技术的推广应用。
　　
　　1工程减排是关键,重在应用推广与改革创新
　　
　　常州纺织印染业发达,产业集群优势凸显,现有 7 个纺织印染园区,园区模式为印染废水由分散式管理变为集中处理创造了良好的条件。但统计资料表明,还有 30% 左右的中小型企业未入园区,大多数企业设备陈旧,工艺传统,技术改造、技术创新步伐缓慢,工艺优化、过程控制、生产管理、资源回收利用等方面还有巨大的提升空间。
　　1.1加大现有设备的更新与改造
　　1.1.1选用小浴比、短流程高效节水型设备
　　现国内外先进的染整设备在自动化控制、在线检测、节能降耗装置等方面都有很大的改进,能够精确地控制各种技术参数,确保物耗的最优化。淘汰高耗能、高耗水设备,选择节能减排新设备已成为企业的必然选择。值得关注的设备如下。
　　(1)小浴比设备。针织、化纤等间歇式生产企业,采用小浴比溢流机代替老式溢流机可节水 50% 以上;采用气流机替代高耗水的溢流机,节水可达 50%,节汽可达 50%,节约助剂可达 30%。如德国Then(特恩)新一代常温SYN系列气流染色机等。
　　(2)高效短流程设备。高效短流程是染整行业可持续发展中最早采用、最有效、最基本的方法,具有很大的潜力,但目前关注和投入并不够。推广应用高给液装置和高效水洗装置是缓解占印染废水总量 60% 以上的前处理废水污染问题的明智之举。如德国Küsters(寇司德)公司的Flex � NiP、德国MenZel公司的Optimax高给液装置、瑞士Benninger(贝宁格)公司的BEN系列高效水洗机等。
　　(3)低轧余率高效节能型轧车。在连续化加工设备的适当位置加装高效节能型轧车,轧余率可比普通轧车下降约 20%。当进入下道水洗时,因少带 20% 的余液可大大减轻水洗负担。丝光、染色、印花等前道水洗均可采用此方案。
　　1.1.2加强现有设备与生产环节的挖潜改造
　　由于受金融危机的影响,印染企业面临困境,要实现设备大量更新是不现实的。因此,加强现有设备的技术改造,是大多数印染企业节能减排的有效途径。某印染公司成功的案例如下。
　　(1)平洗机由直排改为逐格倒流。一般每格平洗槽每小时直接排入下水道的水约 1.5 t,按平均每段连续平洗槽 5 格计,每小时排水约 7.5 t。练漂、染色平洗机经改造后,每段平洗每小时可节水 4.5 t,每年节水可达 2 万t以上。
　　(2)烘机水汽直接就近进平洗槽。通过管道改造,将烘筒中的凝结水汇同蒸汽直排入平洗机末格平洗槽,实现烘机蒸汽、高温凝结水的充分利用,节省了为烘机配套的疏水阀,避免了蒸汽泄漏,降低了生化处理污水的温度,而且操作简便安全。
　　(3)对连续轧染机旁,热交换器中喷淋设备随机台开关的改装。这样在完成热交换器常规节能功效的同时,可以降低由于停车时,挡车工忘记逐格关闭喷淋设备而造成的浪费。
　　1.2大力推广成熟的清洁生产技术
　　通过调研发现,常州地区 80% 左右的印染企业还延用传统工艺,生产流程长,水耗与能耗大。所以,推广应用已经合理筛选、科学优化、创新实践的清洁生产工艺,是实现印染废水减排目标的关键。
　　1.2.1前处理清洁生产技术
　　(1)多功能精练剂 � 双氧水浸浴一步法工艺。该工艺适用于棉筒子纱及针织物的前处理。它集碱剂、稳定剂、螯合剂、渗透剂、乳化剂、净洗剂于一体,加料程序简化,煮漂一步完成,通过除氧酶洗涤后不排液可直接染色。每吨布至少节水 10 t,废液pH值下降 0.5,CODcr也有所降低。某色织厂棉筒子纱练漂参考工艺:装纱 → 进工作液(多功能精练剂 2 ～ 3 g/L,30% 双氧水 4 ～ 6 g/L,浴比 1∶7 ～ 1∶8)→ 练漂(100 ℃,40 min)→ 热水洗(80 ℃,10 min)→ 酸洗(HAC 1 g/L,50 ℃,15 min)→ 除氧酶洗(0.5 ～ 1 g/L, 35 ℃,15 min)→ 不排液直接染色。
　　(2)复合酶 � 低碱蒸煮工艺。目前棉梭织物完全用生物酶前处理尚未实现,但可用“轧酶冷堆 � 低碱蒸 � 氧漂工艺”代替传统的三步法工艺。该工艺适用于包括纱卡在内的大多数棉织物,处理后织物的白度、毛效、强力完全满足质量要求,并且废水CODcr值可降低约 20%,大大提高了可生化性。某企业的纯棉纱卡参考工艺:烧毛 → 轧酶液(复合酶 5 g/L,JFC 2 g/L,50 ～ 60 ℃,pH值 8 ～ 9)→ 保湿堆置 10 h → 热水洗 2 道 → 轧淡碱液(烧碱 10 ～ 15 g/L,配套助剂 5 g/L)→ 汽蒸(100 ～ 102 ℃,60 min)→ 常规氧漂 → 水洗 → 烘干。
　　1.2.2染色清洁生产技术
　　(1)涂料轧染新工艺。涂料染色技术是一项能从根本上和源头上建立良好生态环境的创新技术,同时又能全面兼顾清洁生产、节能降耗,还能产生特殊风格的染色方式。其染色过程可认为是“零排污”或排放极少。该技术首先对纤维进行阳离子变性,然后选用阴离子化的涂料染色,实现涂料在纤维上的定位吸附,产品具有较高的染色牢度和K/S值。常州东高印染是该染色技术的先驱者,推荐工艺:半制品 → 阳离子改性(增深剂 3 ～ 5 g/L,二浸二轧,室温)→ 烘干 → 涂料轧染(视颜色深浅添加湿摩牢度增进剂 20 ～ 40 g/L,二浸二轧,室温)→ 烘干 → 拉幅。
　　(2)活性染料无盐染色技术。该技术与常规轧 � 烘 � 轧 � 蒸工艺相比,从根本上消除了印染污水中的盐难以去除的难题,且浮色不易回沾,提高了染色牢度,改善了染色织物的洗涤性,使废水色度下降,减少排放污水 30% 以上,并能实现废水回用率达 50%。某企业推荐工艺:半制品 → 浸轧染液(专用固色碱剂 10 ～ 20 g/L,二浸一轧,轧液率 60% ～ 65%,室温)→ 汽蒸(100 ～ 102 ℃,1.5 ～ 2 min)→ 冷水洗 → 热水洗 → 皂洗 → 热水洗 → 冷水洗 →烘干。
　　1.3重视染化料的回收与利用
　　在抽样调查中发现,不足 10% 的印染企业实施生产废水回用技术,大多数中小型企业没有淡碱回收装置,染料回收回用的企业就更少。所以,从减轻印染废水处理负担角度而言,更应重视染料助剂的回收与利用。
　　1.3.1染料的回收及回用
　　还原染料和硫化染料染色残液分别可采用超滤法和酸析法,回收染料可按常规工艺使用。活性染料染色残液中的水解染料可采用混凝沉淀法,回收后的染料可按酸性染料工艺用于羊毛的染色。
　　1.3.2丝光碱液的回收与利用
　　在丝光轧碱槽边加 1 台自动配碱仪,并将喷吸汰碱前段的浓碱过滤,回到配碱槽,将喷吸汰碱后段的碱用于煮练,再安装一个储液槽,停机时将留在工作液槽中的浓碱回用,既提高了工艺稳定性,又节约了碱耗,降低了废水pH值。
　　
　　2结构减排是突破口,重在优化与调整
　　
　　针对常州地区印染行业现状与节能减排的艰巨任务,紧紧围绕以节能、减排、降耗、清洁生产,走新型工业化道路为主题的产业结构调整与产品结构优化势在必行。
　　2.1调整产业结构,凸显技术研发优势
　　根据国家《促进产业结构调整规定》精神要求,需加快对常州地区现有印染企业的资源重组,加大对小规模经营、严重污染企业的关停力度,适度控制常规印染产品加工企业生产规模,以常州宏大电器、君虹印染、东高染整等企业为龙头,培育一批科技含量高、具有较强竞争力的新型纺织印染企业,变规模优势为技术优势,加工优势为研发优势。
　　2.2优化产品结构,发展高附加值品种
　　常州地区印染企业产品以棉梭织物为主,包括牛仔布、色织布、灯芯绒等,近年来针织印染规模日趋扩大。但整体产品结构简单,花色品种单一,高科技含量与高附加值品种不多。建议从生态纺织、节能减排角度进行改进。
　　(1)发展绿色环保纤维制品。以常州旭荣针织印染有限公司为典范,探究彩棉、天丝®、甲壳素、PLA等各种符合生态要求的、资源综合利用的新型纤维混纺或交织物的应用工艺,开发新品种,开拓新市场。
　　(2)发展新型印花产品。如喷墨印花、无纸转移印花、仿蜡染、仿牛仔产品等,适度控制高污染印染产品,如牛仔布、灯芯绒等。
　　(3)发展各种功能性面料。如特轻柔抗皱、防水透湿、阻燃、防污、抗静电、抗紫外线、抗菌、防辐射、电磁波屏蔽等整理,包括涂层、复合整理,提高产品的功能化和差别化程度。
　　(4)发展家用纺织品及产业用纺织品。目前常州地区尚未形成生产链,离服用、家用、产业用纺织品三分天下的目标还有巨大的发展空间。
　　
　　3管理减排是保障,贵在提高执行力
　　
　　3.1采用先进科学的方法实时监控,有效管理
　　常州市科研单位与大专院校联合开发了BP神经网络水质水量预测和GIS支持系统,为地方政府、行业主管部门及时了解印染行业生产与排污现状,准确掌握相关信息提供参考,从而科学决策,有效指导。具体内容如下。
　　(1)将人工神经网络引入到纺织印染行业水质模拟预测工作中,提高预测精度。实践表明采用神经网络模型对印染行业污染发展趋势进行预测是可行的。经预测2010年后常州市纺织印染行业废水排放量将超过 9 925 万 t/a。
　　(2)开发了常州市印染行业污染控制决策GIS支持子系统。该系统能把各地区水环境信息、地理信息、印染污染源信息等集合在一起,利用其直观性、可视化、交互性的特点,帮助环境管理与技术部门方便、迅速地了解该地区的环境地理信息,实现污染源的精确定位、实时查询与污染 统计。
　　3.2加强精细化管理,使节能减排措施落在实处
　　精细化管理是印染企业清洁生产技术的助推器。是企业超越竞争者、超越自我的需要,是企业适应激烈竞争环境的必然选择,是企业谋求基业常青的必然选择。某些企业的管理模式值得借鉴。
　　(1)优化现有工艺,细化操作环节。加强现有工艺路线、工艺处方与条件的优化,避免因吸料不充分而加大废水处理的负担。制定各工序的操作细则,做到有章可循,实现工艺路线最短,用料耗能最低,产品质量最佳的目标。
　　(2)完善管理制度,落实环保责任制。制定清洁生产、节能减排管理制度,配套奖惩措施,细化车停关水、关汽岗位责任制,落实个人、班组、部门环保责任制,不定期检查执行情况,通过过程监控,实现高效管理。
　　(3)加强生产管理,提高一次正品率。生产部门及时对染整设备维修保养,保证良好运转状态,减少产品返修率。除了挡车工生产过程自查外,专业人员定期检查设备的运行状况,及时清理、维修与整改,杜绝跑、冒、滴、漏。
　　(4)加强教育与培训,提高全员减排意识与技能水平。对职工进行岗位技术培训和清洁生产、节能减排教育,提高操作人员的技能水平,减少仿样次数与操作误差,实现一次成功。通过培训,增强员工的环保意识与社会负责感。
　　
　　4展望
　　
　　2007 ― 2009年,中国印染行业协会先后共发布 91 项推荐节能减排先进技术,主要涉及新型染整技术装备、新型纤维加工技术、废水循环使用和回收技术、印染废弃物的回收利用技术、产品在线检测和控制技术、新型高效染化料助剂技术等,为企业实现节能减排提供了示范工程。由此可见,当前印染企业节能减排缺的不仅是技术,更重要的是新技术推广应用的技术准备与保障措施。应内涵与外延并举,从原料、工艺、设备等源头抓起,大胆挖潜改造。同时通过产品结构调整、生产过程控制、精细化管理及综合治理等,有效落实节能减排措施。使低浴比染色,无水印染、零排污等技术早日在企业“安家落户”,改变传统印染高耗能、高污染、湿加工的生产方式,突破制约行业企业发展的“瓶颈”。
　　
　　参考文献
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　　[4] 范爱民. 精细化管理[M]. 北京:中国纺织出版社,2005.
　　[5] 中国印染行业协会发布首批节能减排先进技术推荐目录[EB/OL]. https://www.省略/bbs/default.asp.