印染行业是用水大户,单位产品耗水量是发达国家的3倍左右。印染废水占全国纺织废水排放量的80%,主要水污染物COD排放量在各工业行业中居第4位,氨氮居第6位。水平均重复利用率不到10%(主要是循环冷却用水),是所有行业中最低的。
染化料的耗用量也比发达国家多2O%-30%。所以,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》中将节能减排取得明显成效列为纺织行业近三年要达到的重要目标之一。规划强调:至2O10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%。对于纺织行业来说,节能减排不仅是一项义务,更是必须履行的责任。长三角区域内纺织印染行业发达,产业集群优势明显,印染废水处理已由原来分散式管理逐渐发展为集中处理。但相关调研统计资料表明,近半数印染企业,设备较陈旧,工艺较传统,技术力量较薄弱,技术改造、技术创新步伐不大,工艺优化、新技术应用尚未完全到位,过程控制、工艺管理、资源回收利用等方面还有巨大的提升空间。实施节能减排势在必行。
1 前处理节能减排生产技术
1.1 多功能精练剂与双氧水浸浴-步法工艺
适用于筒子纱及针织棉织物的前处理。该工艺利用是集碱剂、稳定、螯合剂、渗透剂、乳化剂、净洗剂多功能于一体的多功能精练剂,代替了传统碱氧工艺中的烧碱、稳定剂、渗透剂和精练剂,比传统工艺加料程序简化,节约投料时间至少10min,缩短了生产时间。此外,与H202协同配合对针织棉织物或纱线进行前处理,使退煮漂一步完成,可达到良好的退浆、煮练效果。处理结束采用热洗→酸洗→过氧化氢酶进行脱氧处理,不排液直接染色,减少一道水洗工序,每吨布至少节水10t。同时节省了染色初始升温的能耗。该助剂使用工作液pH值仅在10左右,后续清洗方便,废液pH值可下降0.5左右。CODcr有所降低。
1.2 高效短流程工艺
普通棉机织物采用碱-氧轧蒸一步法短流程退煮漂工艺,替代常规的退煮漂三步法,缩短了工艺流程,化学助剂与水、电、汽能源消耗可降低30%-50%。
对高支薄型棉机织物,采用多功能高效助剂与双氧水一浴一步轧蒸工艺,在保证产品质量的前提下,可缩短工艺流程,汽蒸时间节约1/4以上,水洗道数减少,提高了生产效率,水、电、汽等节约30%-40%以上,且残液pH值下降,污水处理负荷下降。
1.3 冷堆-短蒸工艺
高支高密织物、弹力织物由于传统冷轧堆-热洗工艺对热洗条件要求苛刻,毛效没有保证,最好采用“冷堆-短蒸工艺”,与传统工艺比较,质量有保证,汽蒸时间减少2/3以上,水洗道数减少一倍以上,水、电、汽可节约5O%以上,减少了污水排放量。
1.4 生物酶前处理技术
棉及其混纺织物采用生物酶处理技术可以大大提高退浆率,提高前处理织物品质,与传统的碱处理工艺相比,可节约大量助剂,减少能耗、水耗,据测算可使前处理成本降低20%左右,同时,污水排放量比碱处理明显减少,且污水中BOD/COD比值也只有碱退浆的1/10左右。生物酶前处理技术大大提高了污水的可生化性,降低了污水处理难度,做到污水稳定达标排放。
用“轧酶冷堆-低碱蒸-氧漂工艺”代替传统的三步法工艺。适用于包括纱卡在内的大多数的棉织物的练漂。工艺如下:烧毛→轧酶液(复合酶5g/L,JFC2g/L,5O-60℃,pH值8-9)→保湿堆置10h→热水洗二道→轧淡碱液(烧碱10-15g/L,配套助剂5g/L)→汽蒸(100-102℃,6O min)→常规氧漂→水洗烘干。
2 染色节能减排生产技术
2.1 冷轧堆染色技术
① 织物冷轧堆染色:织物冷轧堆染色是织物在室温下浸轧染料和碱剂混合染液(通过比例泵分别将染液和碱剂同时打入浸轧槽),利用轧辊挤压使染液吸附在织物表面,然后打卷,在低温下堆置一定时间,完成吸附、扩散、固着,最后水洗清除浮色。冷轧堆染色工艺流程短,不经烘干和汽蒸,从而节约能源。具有浴比小、上色率高达90%以上(比常规轧蒸法提高15%-25%),水解染料少,因此可以节约染料约10%-20%,缓解了污水脱色压力。且电解质用量少,染料利用率高,清洗容易,排污量小,环境污染少;和连续染色的轧烘、轧蒸工艺技术相比,可节省水、电、汽等资源达2O%-6O%。
② 纱线冷轧堆染色:传统的纱线染色主要采用筒子纱和绞线染色,二者都属于间歇式的浸染方式,染一吨纱至少需120t水,每吨纱用电1200kW左右,蒸汽8t左右,染色时有30%-50%左右的染料和助剂不能有效利用。常州君虹染整有限公司联合东华大学进行了“纯棉纱线冷轧堆染色技术与装备”的研究,突破了传统的筒子纱、绞纱间歇式浸染方式,是对纱线染色的一次革新。
工艺流程为:纱线成球→前处理(漂白浸轧→冷堆→除氧脱碱)→烘干冷却→染色浸轧→冷堆→皂洗→烘干→分纱整经→络筒或上浆。
