印染業的環境治理方案分析
本文從節能減排的角度,對全球印染行業目前的能耗、污染物排放和治理的情況進行了討論,從推廣節能型技術和設備、加快原有設備的技術改造、加強生產過程的管理及控制、強化污染物治理、生態園區開發建設等方面作了系統闡述。
進入21世紀以來,尤其是伴隨金融危機席卷全球,中國紡織業面臨的利潤低、資源消耗大、污染物排放量多的矛盾日益顯現,特別是印染企業的污染治理能力薄弱,環境問題已經成為中國印染行業面臨的極為嚴重的問題。
印染廢水具有水量大、有機污染物含量高(化學需氧量COD值高)、色度深、鹼性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業廢水。染整廢水主要污染物是有機污染物,主要污染物來源於前處理工序的漿料、棉膠、纖維素、半纖維素和堿,以及染色、印花工序使用的助劑和染料。目前,前處理廢水的COD平均濃度為3000mg/l,染色/印花廢水COD平均濃度為1000mg/l,混合後,總平均濃度為2000 mg/l。染整廢水生化耗氧量BOD/COD一般小於0.2,屬於難生物降解的廢水,BOD小於500 mg/l。
隨著紡織行業新材料、新助劑被大量開發應用,紡織工業廢水成分變得更為復雜,處理更加困難。例如,PVA漿料、合成纖維的鹼性降解物(主要是鄰苯二甲酸類物質)、新型助劑等難生化降解的有機物大量進入印染廢水,造成COD濃度大幅度上升,原有生物處理系統的COD去除率從70%下降到50%,甚至更低,傳統的化學沉淀和氣浮法對這類印染廢水的COD去除率也僅為30%。
棉型產品印染加工過程的取水量和能耗情況。印染產品加工過程的能耗(數據系2008年初對江蘇、浙江15家典型工廠的調查統計)。臺灣地區印染生產的能源消耗情況。中國紡織工業,特別是印染工業存在能耗、水耗高的問題,印染加工過程中單位產品的能耗和水耗約為先進國家與地區上世紀九十年代消耗水準的2倍。
2008年初,中國印染行業協會調查顯示,中國大陸印染企業的能耗水準與臺灣地區企業也尚有較大的差距。
2000年以來,紡織印染工業在迅速發展的同時,環境保護問題也愈發突出。紡織印染行業排放的印染廢水成為中國工業系統中重點污染源之一。2007年,全國第一次污染源產排污系數調查結果顯示,印染廢水年排放總量可達到23~30億噸,表明印染行業的廢水排放量呈逐年上升趨勢。與此同時,印染廢水中的污染物排放量濃度也不斷上升。
全球紡織印染廢水排放標準比較
中國已經在《紡織染整工業水污染物排放標準(GB4287-92)》的基礎上,修訂出新的紡織印染工業廢水的排放標準,修改後的標準規定了水污染物排放濃度限值,新標準在GB4287-92的基礎上對染整廢水的排放限值上提出了更為嚴格的要求,該標準即將發布。
總體來講,中國的排放標準嚴格程度并不低於發達國家,但發達國家的紡織印染廢水對國家的水系環境不會造成危害,而中國由於紡織印染工業廢水排放量巨大,已經對水系環境造成了極大的危害。
印染工業節能減排技術應用情況
2000年以來,中國紡織印染工業得到了快速發展,特別是在印染行業“十一五”規劃綱要的指導下,在節能減排方面取得了許多進步,主要體現在:開發先進生產技術、節能型設備的推廣使用、線上檢測、精細加工、污染治理、資源回收、綜合利用和清潔生產管理等方面。
開發先進生產技術。改進生產工藝、縮短工藝流程、采用低耗和低污染排放工藝,是印染企業實現節能減排的重要途徑。例如,采用生物酶前處理技術對棉織物進行退漿和煮漂、滌/棉混紡制品浸染“一浴法中性染色” 技術以及提高染色一次準確性等技術,可節約大量助劑,減少能耗、水耗,降低污水中BOD/COD的比值,提高污水的可生化性,降低了污水處理難度,具有明顯的經濟效益和社會效益。
中國染整企業水污染物排放指標的比較。
推廣使用節能型設備。許多企業在新建或擴、改建時,注意用技術先進、能源節約、排放量低的設備來裝備或更新現有的技術相對落後、能耗大、排放多的設備,取得了很好的效果。例如,立信(Fong’s)Airflow系列氣霧染色機適用於高溫高壓和常壓染色,染色浴比為1:3,已經有300余臺設備在國內得到應用;義大利巴蘇尼(Brazzoli)的Innoflow EXL勻流染色機采用染液橫動技術,活性染料中深色耗水量為40∼50 m3/t,耗電量僅相當於氣霧染色機的1/3,具有很好的重演性和勻染效果。DTC科技(香港)推廣的低給液技術Autofoam泡沫整理系統,織物帶液率由傳統的浸軋方式的70%降為30%,節約能源38.9%,節約燃氣39.1%。
開發與改造印染設備。 近年來比較成功的實例有:973型蒸箱的改進與封閉式循環漂染技術、絲光淡堿回用軋槽與封閉式循環絲光技術、靈巧型軋車低軋余率技術、射頻加熱烘燥技術、還原汽蒸箱封口改造等。
用於節約蒸汽的織物含濕量測定裝置。
利用線上檢測、精細加工技術。通過科學計算,精確計量投料,使印染生產由粗放型向精細化轉變。不僅有利於控制產品質量,還減輕因超量投料引起的環境治理負擔。線上檢測控制技術已開始在行業得到推廣和普及,其內容擴展到織物含濕率、熱風溫、濕度、堿濃度、液位、門幅、卷徑、邊位元、長度、溫度、速差、預縮率等,節能及經濟成效顯著。
污染物的綜合治理。包括生物接觸氧化法技術、臭氧處理技術、膜處理技術在內的廢水深度處理及中水回用技術得到進一步開發和利用。通過實施清濁分流,對輕度污染的廢水進行深度處理回用,對重度污染的污水進行生化、物化處理,達標後排放。
實施清潔生產管理。為了貫徹《清潔生產促進法》,各地廣泛開展了清潔生產審核工作,對全廠各個生產管理環節制定清潔生產分類方案,從原輔材料、資源能源、工藝程式控制、設備管理、員工管理、廢棄物處理等方面全面落實清潔生產管理。
中國染整企業水污染物排放指標的比較。
綜合治理與循環經濟。依照循環經濟的理念進行的生態園區建設試點工程,是國家實施可持續發展戰略的重要步驟。生態園區將生態設計、綠色招商、清潔生產、環境管理體系,融入企業采購、生產、產品和服務的各個層面,促進資源節約和高效利用,減少污染物的產生和排放。
毛志平博士是生態紡織教育部重點實驗室主任兼東華大學化學化工與生物工程學院副院長;王建慶是國家染整工程技術研究中心副主任;李戎博士是國家染整工程技術研究中心資訊部主任。
企業節能減排取得客觀實效浙江富麗達紡織控股集團。利用產業綜合優勢,將熱電廠、染料化工廠和粘膠纖維廠的的酸性廢水與染整的堿性污水合并處理,降低了污水處理的綜合成本,染整污水處理至二級排放標準(COD180 mg/L),處理成本僅0.7元人民幣/m3。
紹興國周染紗廠。在印染廠區周圍建立人工防污防護溝(墻)工程,有效防護生活區和廠區周邊地區的污染。防護溝(墻)溝深2m、寬0.6m,全長1500m,溝墻厚0.3m,靠河邊及居民住宅區設雙層防護溝結構,溝內注入清水,如有生產廢水泄漏,則從溝中水的顏色可以方便地辨別,并立即采取措施。這一做法對廠區及工廠周邊地區防止污染擴散是一種有益的嘗試。
寧波雅戈爾日中紡印染公司。2007年投資4000多萬元人民幣對全廠共計44個項目進行清潔生產審核,節能減排效果顯著,2007年節約蒸汽10100 噸、節水45.85萬m3,節電79.85萬kWh、回用熱水6.2萬m3、節約標煤261噸,節約助劑3噸,減少廢水排放96.9萬m3、減少SO2排放量198.2 噸,產生經濟效益近1700萬元人民幣。
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