1.概述
印染行业是我国用水量多,污水排放量大的高污染行业,在2000年国家经贸委制定的“十五”工业用水规划中,染整工业每年总用水量92亿吨,其中新鲜水用水量为66亿吨,在五个重点用水工业部门中仅次于火力发电行业的用水大户。而另一方面,我国又是水资源短缺和水污染比较严重的国家之一,我国600多个城市中400多个城市供水不足,其中110个严重缺水。对于耗水极为严重的印染行业,节水的任务更为紧迫。一方面要加强工业废水的回收利用技术开发;另一方面要从生产的全过程努力研究节水降耗生产工艺技术。因此实行清洁生产、节约用水、降低污水排放是当务之急,也是我国纺织行业可持续发展的必由之路。
风竹公司在推进针织漂染生产的节水、节能和污水回收利用方面做了大量的工作,一是从工艺技术的改进上研究生产全过程的节水降耗;二是应用先进生产设备,采用低浴比染色节能降耗;三是采用分质供水、清污分流,合理用水和排污,并使生产中产生的污水得到有效的处理,达标排放;四是研究废水的深度处理,达到回收利用的目的。通过以上几个方面的研究,使整个漂染生产过程尽可能做到了清洁、环保。公司在取得良好经济效益的同时,取得了可持续发展的良好的社会效益。
2.漂染全过程的清洁生产
众所周知,针织染整生产用水量大,特别是滑陸染料染色平均每吨布用水在150吨左右,其产生的废水COD、BOD值高,各种化学药剂严重污染了水质,需经过多次处理才能达到国家制定的排放标准。因此,对生产过程采取措施节约用水,降低污染物排放是我们印染工作者必须考虑的重要问题。风竹公司在生产过程中的节约用水、降低污水排放量及污水的回收利用方面投入大量人力、物力,做了多年的技术改进工作,采取了下列行之有效的清洁生产措施:
(1)纯棉产品前处理采用精练酶工艺,代替了常规的烧碱前处理工艺,它的优点在于:
a.降低棉纱损耗,与常规烧碱前处理工艺相比可降低织物损耗
b。氧漂后的水洗次数比常规烧碱前处理工艺减少一次,减少用水15%;
。.降低了废水中的COD值,经测定与常规烧碱前处理相比COD值可下降10%,减轻了污水处理的负担,降低了污水处理成本。
(2)氧漂后的脱氧采用除氧酶生物脱氧,代替了传统的大苏打化学脱氧,由于除氧酶对染料的上染没有影响,因此脱氧后不必排水水洗可直接投入染料染色,这样又减少了一次水洗,节约用水15%,减少了污水的排放量。
(3)活性染料染色采用代用碱代替纯碱作固色碱剂,将大量的纯碱用1/8—1/10的代用碱取代,一方面减轻了工人劳动强度及仓储占用,另一方面由于代用碱容易清洗,可以省略一次热水洗和酸中和,比关键词清洁生产节水降耗废水回用工艺研究漂染清洁生产与废水回用传统纯碱固色工艺节约用水20%,工艺时间缩短10%,废水的COD值降低50%,大大降低了污水处理费用。
(4)在设备选型上,公司斥巨资引进德国THEN公司的气雾染色设备,由于1:4超低浴比的染色技术,比传统染色机染色节约染料10%,助剂节约50%,蒸汽节约30%,吨布节约用水30%,废水COD含量减少20%以上。同时由于气雾染色设备的特殊结构,在染色过程中能不断地将织物吹开,更换折迭位置,消除折皱,因此染色产品布面平整无折皱,品质得到提升,是一般染机无法达到的良好的布面外观效果,采用该设备既节能降耗又提高了产品质量。
(5)在染化料的筛选方面高度重视清洁环保,凤竹公司的产品在2001年就已通过国际生态纺织品Ocko-TexStandardl00标准认证,达到一类标准要求,目前我们又通过了ITS公司的Intertek认证,取得Intertek生态产品第一级别认证证书,为我公司产品走向世界提供了绿色通行证。公司应用的染料助剂均为经过严格筛选的汽巴、科来恩等国内外知名公司环保型染料、助剂,这就使得漂染污水中的有害物质大大减少。
以上
3.污水的达标排放和深度处理
印染废水是难以处理的工业废水,其特点是废水量大,水质复杂,有机物浓度高,难生物降解的物质多,色度深,其中主要是以芳烃和杂环化合物为母体,并带有显色基团和极性基团有机染料的污染最为严重;随着染料工业和后整理技术的发展,新型助剂、染料、后整理剂等在印染工业中被大量使用,进一步加重了废水处理的难度。
凤竹公司从1989年开始就进行印染污水处理设施的建设,十几年来也一直在进行印染污水处理工艺的探索,并进行了多次处理设施的改造。虽然每次的改造均能满足当时的环保要求,但随着社会与经济的发展,对印染废水的处理要求也在不断的提高。为了解决印染废水对环境的污染问题、彻底解决环保问题对公司今后发展的制约,风竹公司决定采用国内外最先进的污水处理技术进行印染废水的处理,并对处理后的废水再进行深度处理回用于生产中。
在综合多年来在漂染废水处理的经验及考察国内外印染处理技术的基础上,公司污水处理厂最终采用了水解(厌氧)一接触氧化一气浮处理工艺进行建设。该工艺具有以下的特点:处理工艺成熟,该工艺为目前印染废水处理应用最为广泛的处理工艺、处理效果稳定,运行管理方便、处理成本较低。工程实践证明该工艺适合于凤竹公司的废水处理,处理效果达到国内同类废水的一流水平。
深度处理再回用的处理工艺主要结合污水处理厂处理达标后的水质情况及染整用水的水质特点,采用混凝沉淀、过滤、离子交换除盐等处理工艺,主要用于去除水中的COD、色度、浊度、硬度及部分金属离子,其中还有部分回用水根据染整生产的需要再进行反渗透除盐处理。该回用处理工艺已于2005年7月前进行了中试,试验效果也证明了回用水水质除含盐量外基本能达到染整用水的水质要求
风竹公司污水处理及深度回用处理工艺流程图见图1。
l一自动清洗热回收装置的清洗水;2一自动清洗网带的清洗水;
3一轧槽中残余液和轧车清洗水;4一其他废水
图1废水处理工艺流程
风竹公司污水处理厂于2003年6月正式投入运行,在2年多的连续处理运行中,污水厂的最终出水均优于《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)中的一级排放标准,稳定、良好的出水水质为凤竹公司的污水经深度再处理回用于生产提供了良好的基础。凤竹公司于2004年开始进行污水深度处理试验,试验结果表明,深度处理的技术工艺是适合凤竹公司的污水深度处理,处理后的水质基本可以达到染整生产的水质要求。具体的水质情况见表1。
表1凤竹公司污水处理及回用处理试验水质情况表
项目 | COD (mg/L) | pH | SS (mg/L) | 浊度 (度) | 色度 (度) | 硬度 (mg/L) | 电导率 (us/cm) | Fe3+ (mg/L) |
污水厂进水 污水厂出水 达标要求 (GB4287-92) 深度处理出水 公司漂染用水要求 | 650 40 100 30 | 7.9 6-6.5 6-9 6.2-6.7 | 30 0 15 70 | 2.4 <1 ≤3 | 450 18 40 5-10 ≤10 | 50-80 5-6 ≤50 | 2300 2000 | 0.3 0.1-0.2 ≤0.05 |
4.漂染废水回用工艺研究
从表1可以看出,漂染废水经深度处理后大多数指标已达到漂染用水的水质要求,但电导率和铁离子浓度仍然偏高,(一般自来水的电导率为250—280us/cm)电导率和铁离子浓度超过标准要求对染色过程造成的影响有如下几个方面:
(1)铁离子浓度高对染色产品的影响.
铁离子浓度稍高,对分散染料、酸性染料、阳离子染料的染色影响不大,经过与自来水打样对比色光、深浅度、鲜艳度均无明显差别,但对于纯棉类产品活性染料和直接染料的染色则有一定的影响,它将导致色光萎暗、织物色渍、脆损等质量问题。
(2)电导率高对织物染色的影响
电导率主要由染浴中的电解质和金属离子决定,溶液中的有机物,无机盐都能使电导率升高,这些金属离子对活性染料、直接染料等织物的染色有较大的影响,我们测定了正常使用的自来水电导率和加入元响粉之后的电导率发现随着元明粉加入量的不断增加,电导率也快速上升,可见元明粉的加人对溶液电导率的高低影响很大,在一些对盐敏感的活性、直接染料的染色中如果元明粉加入量太大或太快都容易导致织物上染不匀,产生色花现象,
(3)对于铁离子浓度超标采取的措施
我们采取的方法是在回用水中加入0.3—2g/L螯合分散剂用来螯合铁离子,然后测量不同用量螯合剂的螯合效果。经试验采用螯合分散剂540对铁离子浓度的降低效果明显。试验情况见表2。
表2螫合剂螯合铁离子效果
540g/L | 0 | 0.3 | 0.5 | 0.8 | 1 | 1.5 | 2 |
Fe3+g/L | 0.15 | 0.05 | 0.045 | 0.035 | 0.03 | 0.027 | 0.027 |
由上表可知回用水中加人螯合分散剂,可将铁离子浓度降低到0.027g/L,实际生产中只需要加人螯合剂0.3—0.5g/L就可达到漂染用水的水质要求。
4.对于电导率过高采取的措施
由于染色过程中加入了大量的元明粉(Na2SO4)和纯碱(Na2CO3),其中大部份是元明粉。而钠盐是废水中很难处理的物质,因此电导率过高我们分析为水中含有部分元明粉。元明粉的预先加入,可加快染料的上染,如果使用的几种配色染料对电解质敏感程度不一也会造成染料上染不同步,色花和色差现象均可能产生,因此
(1)对染料进行筛选,选择对电解质不敏感的染料,例如汽巴克隆FN型染料、雷玛素RR、RGB染料都可以采用预先加盐工艺,这些染料在电导率高的水质中染色不容易产生色花。
(2)重新制定染色工艺曲线。为了配合回用水的染色,我们专门制定了一套有针对性的染色工艺曲线,来配合回用水的染色,确保利用回用水染色,产品品质不受影响。
5.分质供水、清污分流,回用水再次深度处理
综合以上情况可以看出,印染废水深度处理回用于生产中最大的问题是水中含盐量高、电导率大,最终影响到正常的染整生产。目前反渗透膜分离技术是废水的深度回用处理中研究较为广泛的技术,也是一种比较有效、经济的除盐技术。但相对于常规的水处理技术,仍存在投资大、处理成本高、管理技术要求高等问题。
因此。为了最大限度地提高废水的回收率,同时考虑到降低回用水深度处理的成本,我们对回用水处理采取了“分质供水、清污分流”处理方法。所谓分质供水即对不同的印染工艺用水要求提供不同的水质,水质要求不高的可以采用一般的回用水,水质要求高的可以再进行反渗透的脱盐处理。处理达标后的废水经过滤、软化等工艺深度处理后基本达到一般产品染色用水要求,但对于一些特殊产品,如棉漂白产品和一些特别鲜艳的染色产品的用水,我们采取再增加一道反渗透膜处理工艺以提高水质。清污分流即根据污水的不同污染情况进行分别处理,对于浓度较高的污水先进行必要的预处理再进人污水深度处理.以降低水处理成本。
6.污水回用经济效益与社会效益分析
公司生产过程的节水降耗是在原生产基础上采取的措施,不必增加新的投资,项目的主要投资在于污水的深度处理部份,污水的深度处理总投资估算为2200万元,预计到2007年废水回用率达到70%,公司漂染年产量50000吨,每吨布节约用水105吨,全年可节约用水525万吨,合计每年节约787.5万元,3年即可回收成本,项目实
7.结束语
生产过程中的节能降耗有效降低了生产成本,减少了污水处理的负担;而废水的回收利用又节约了水资源,降低了污水的排放,减轻了由于污水的大量排放对生态环境的破坏。预防和治理相结合使生产全过程实现了清洁、环保、循环利用,实现了经济与环境的协调发展。从企业的方面来说可以降低成本,提高经济效益;从社会效益的角度上可以有效改善人们生存的大环境,提高人民生活质量,保护人民身体健康,该项目的开发具有显著的经济和社会效益,值得大力推广。