纺织印染行业典型的清洁化改造技术

2019-01-23张文义高冬梅袁杰杰

中国资源综合利用 2019年7期

张文义，高冬梅，袁杰杰，丛杉

（青岛青环环保科技与清洁生产服务中心，山东青岛 266003）

各工业行业中，纺织印染废水排放量占全国废水排放量的7.5%，约为11.3亿t，每天排放300～400万t，仅次于造纸业、化工制造业、电力业、黑色金属冶炼业，排名第五。印染废水因其水量大、有机物含量高、碱性大、色度高、水质变化大等特点，成为难处理废水之一。为了改善水环境质量差、水污染范围广的现状，2015年4月16日，国务院发布了《水污染防治行动计划》（简称“水十条”），明确提出要专项整治包含印染行业在内的十大重点行业，并制定行业专项治理方案，实施清洁化改造。

清洁化改造与清洁生产有异曲同工之处，但也不完全相同，清洁化改造更侧重于对印染技术的过程控制。近年来，随着国家对印染行业的环保要求越来越高，企业也开始自主探索更加节能、减排的清洁化方案，力争通过技术更新、设备改造等措施达到技术、环境、经济上的效益共赢。

1 典型清洁化改造方案实施案例

1.1 冷轧堆前处理技术

冷轧堆前处理技术是棉印染行业中最典型的清洁化改造方案之一，该技术是将织物均匀浸轧活性染料染液后于室温下打卷堆置，使染料均匀固着。冷轧堆前

处理设备的关键在于防止生产过程中织物上产生皱条、压痕等硬性质量问题，同时还要满足煮练透、白度高、洗涤净等功能性要求。某棉布印染公司采用传统前处理方式吨布用水量为40 t，吨布用汽量为2.7～3.0 t，吨布用电量25 kW·h，改用冷轧堆前处理技术后，吨布用水量为5～10 t，吨布用汽量为0.3～0.5 t，吨布用电量25 kW·h，可实现节水75%，节汽80%，节电80%；染色机利用率可提高至少30%，可产生经济效益26.8万元/a。

1.2 小浴比环保染色设备

浴比是制约染色机发展的重要因素。某针织公司引进BSN-OE系列生态环保染色机，浴比可控制在1:5以内，将浴比等参数提前设定，通过集中控制系统实现自动化控制，提高染色的一次性成功率，降低由原来人为因素引起的加色返修造成的生产成本上升，提高印染产品的质量。吨布可节水35 t、节蒸汽2 t、节电300 kW·h，节约成本946元，环境效益和经济效益明显。

1.3 新型水洗机

传统染布工艺精练、水洗、染色均在染色机内完成，用水量和废水产生量均较多，并且不能实现重复利用。青岛某纺织公司购进1台WM型高效水洗机，用于坯布精练和水洗。该水洗机由平幅对中进布、平幅喷淋完全浸渍、高效平幅喷淋洗水、轧水、烘筒烘燥机、平幅落布6部分组成。水洗机设有7个水槽，1～3号箱为精练槽加去油剂，4～7号槽为洗水槽，洗水槽质检附设一连通蝶阀，供上槽较干净的水流到下槽重复利用。该水洗机具有清洗效果好、速度快、废水排放少的特点，有效去除了杂质，提高了坯布质量。按年处理量540 t计算，则可节水10 260 t/a，废水减排9 234 t，年节省水费5.8万元，节约废水处理费4.8万元，节约助剂费用6.3万元。另外，新型水洗机可提高生产效率约20%，产生经济效益约7万元。

1.4 余热回收技术

印染废水出染色机时温度较高，如果直接排放到污水处理站，不仅造成热量浪费，而且直接进入水解酸化池和接触氧化池，还容易造成微生物的死亡。某涤纶装饰布染色公司采用的高温高压染布机均安装热交换器，换热面积为15.6 m3，可将25℃常温水升温至50℃左右，减少了热能浪费，换热后的温水可回用于水洗和染色工序。每年可回收降温水70 000 t，节约水费39.6万元；节约天然气20.3万m3，节约天然气费用67万元。

1.5 一步法染色工艺

一步法染色是指织物在低温下通过浸轧染液和碱液，利用轧车压轧使染液吸附在织物纤维表面，完成染料的吸附、扩散和固色的过程。某纤维制品公司引进2台无水染色机专用轧车，用于经梳毛、烫光处理后的法兰绒半成品染色。坯布翻布后直接进入轧车，轧车内有事先配置好的特定染液，轧染结束后，直接进入拉幅定型机，在180℃下进行拉幅预定型即可打卷包装出成品。该工艺上染、固色是在室温下缓慢完成，不会发生泳移，无论织物松紧厚薄，染料的渗透性都极佳；无需水洗，大大节约水、汽能源，减少废水排放。此法较常规染色工艺可节约用水24 000 t，减排废水20 000 t/a，减排CODCr2.98 t/a，减排氨氮6 kg/a，节电20万kW·h/a，共产生经济效益41.5万元/a。

2 企业清洁化改造潜力

2.1 传统工艺和设备的改造

传统染色机一般采用高温高压染色，织物一般需要浸染，对于不同布料织成的混料织物需进行二浴三浴时，耗水尤其多。可以考虑对现有染色机缸体进行改造，采取喷射的方式将染液均匀喷射渗透到织物上，从而降低浴比。青岛某花边染色公司将染色机底部改造成斜面，织物通过斜面自流进入染缸，染色机底部设置一个箱体，泵将染液从箱体打到到染缸内循环，花边由浸染改为喷射染色。小试试验结果发现，可较原先节约65%左右的水量、节约50%的助剂量，有效降低了浴比。该方案对需要二浴及以上产品有明显的节能降耗效果。

另外，追求高效低耗染色设备是企业长期以来的目标。例如，某安全带纺织印染公司采用德国进口连续轧染一体机，采用连续轧染+热熔固色工艺，只需将配置好的分散染料通过泵输送至轧车的染液槽内，坯布在染液中经过短暂的浸渍后，随即用轧辊轧压使染料均匀分布，整个染色过程连续生产无间断。该方法生产效率高，染液利用率高，进入废水中的污染物则相对较少，从源头上削减了污染物的产生量。未来，连续轧染是一个重要的发展方向。

2.2 新型染化料的发展

染化料是印染加工的主要污染源，目前印染企业采用的染料主要有活性染料、阳离子染料、分散染料、硫化染料等，企业应尽量采用新型环保型染化料代替污染严重的传统染料和助剂，必须禁止使用对人体危害较大的含铜、含铅等重金属染料及部分偶氮类染料。开发和应用环保型染料剂，控制用量，提高利用率，是印染行业实施清洁生产的重要途径之一[1]。

含氟活性染料因其具有高固色率、低浴比、低盐、低碱的染色性能，以及节能环保的优势，一经出现即被广泛关注[2]。但是，含氟中间体的生产技术难度比较大，导致价格较高，目前国内没有大规模生产，现有的大部分含氟活性染料只用在高端织物上[3]。一旦含氟活性染料开始批量、产业化生产，同时染料应用下游企业能够找到解决废水中氟化钠的问题，则将会给印染行业节能减排带来新的契机[4]。

涂料染色是利用黏合剂将没有反应性的颜料黏附在织物上的特殊染色工艺，具有优良的耐晒牢度、易拼色、生产流程短、节能、环保等优点，适用于各类纤维的着色。涂料染色的关键之一就是黏合剂的使用，目前核壳型黏合剂、改性聚丙烯酸酯黏合剂、纳米类黏合剂等是国内外研发的热点[5]。但是，涂料在水相中细化和分散稳定的技术方法要求较高，使得目前产品价格较高，需要进一步研究来降低成本。