印染行業(yè)中的節(jié)能減排方法與清潔生產(chǎn)研究

文_潘文江 張文 江蘇科易達環(huán)?？萍加邢薰?/p>

自進入21世紀以來，我國紡織工業(yè)為了適應國際市場的競爭要求，積極運用高新技術(shù)改進傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，并取得了巨大的經(jīng)濟成績。但在我國紡織工業(yè)的快速發(fā)展中，高消耗、高污染的粗放型生產(chǎn)問題卻越來越明顯，尤其是在印染行業(yè)，能耗高、水耗高等問題成為制約整個行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，急需尋找節(jié)能減排與清潔生產(chǎn)的新方法。

1 印染行業(yè)中的節(jié)能減排方法

1.1 生物酶前處理工藝

物酶前處理技術(shù)的主要是通過生物酶制劑在中溫條件下有效水解雜質(zhì)，并增強廢水可化性，減少能源消耗，有助于改善紡織物品質(zhì)，避免傳統(tǒng)加工工藝中造成的損傷。與傳統(tǒng)工藝相比，生物酶前處理工藝減少了水洗步驟，并且能夠顯著縮短工藝時間，減少蒸汽用量。根據(jù)相關印染企業(yè)的實踐經(jīng)驗來看，在實施生物酶前處理技術(shù)之后，1t棉織品印染布料所減少的能耗超過15%，用水量減少40%以上。從其他能源消耗的角度來看，生物酶前處理工藝能夠減少0.027t標準煤的使用，單位產(chǎn)品廢水量減少10t以上，節(jié)能減排效果較好。

1.2 冷軋堆工藝

冷軋堆工藝是介于連續(xù)扎染與浸染工藝之間的一種藝簡單、可靠且科學的加工加工技術(shù)。分別對比傳統(tǒng)卷染工藝以及冷軋堆染工藝后（見圖1），發(fā)現(xiàn)從當前的生產(chǎn)過程來看，在卷染的每一道工序中都會產(chǎn)生少量廢水，并且在每道工藝結(jié)束后需要將卷染槽中所產(chǎn)生的廢水直接排放；冷軋堆染工藝則減少了汽蒸以及中間烘燥等加工流程，可以顯著減少廢水的排放量。并且在對比后發(fā)現(xiàn)冷軋堆染工藝與傳統(tǒng)卷染工藝相比節(jié)水量超過20%，CODCr的減排量超過15%，具有明顯的節(jié)能效果。

圖 1 新舊工藝對比

1.3 還原染料隱色體染色工藝

該工藝的核心流程，是將還原染料直接添加到還原顯色液中，促使染料在還原液中以隱色體形式存在，并且在浸軋后，還原蒸箱在100℃的溫度下汽蒸2min左右，再經(jīng)過連續(xù)的氧化、水系以及皂洗、烘干之后，完成加工。從生產(chǎn)效果來看，還原染料隱色體染色工藝在染色過程中能夠減少打底機工序，減少了人力資源與能源的消耗，避免了向還原液中色淀量不恰當?shù)膯栴}，在染液濃度維持不變的情況下，能夠解決加工前后出現(xiàn)落色問題，也能避免色光波動，實現(xiàn)了色光穩(wěn)定性，同時該加工方法能夠避免因為調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)不恰當而造成邊中色差，保證了加工效果。從節(jié)能效果來看，在使用還原染料隱色體染色工藝中，生產(chǎn)1000m色布能夠節(jié)省電量160kWh，節(jié)水量約為2.3t。

1.4 涂料染色新工藝

該工藝加工流程為“織物陽離子改性→烘干→染色→預烘干→焙烘干”，主要通過特定的變性涂料染色專用設備來實現(xiàn)變性、染色、固色等連續(xù)加工過程，通過涂料顆粒定位吸附的方法，確保涂料能夠均勻、快速的附著在紡織物上。從加工效果來看，能夠保障紡織物的上色率，且加工后的原材料具有更好的手感，有助于縮短工藝流程。

2 印染行業(yè)生產(chǎn)中的清潔生產(chǎn)工藝

2.1 源頭控制技術(shù)

在印染行業(yè)生產(chǎn)過程中，做好源頭控制是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的關鍵，其中的重點內(nèi)容，就是要針對操作過程中的工藝、設備進行優(yōu)化調(diào)整之后，結(jié)合印染品的特征，選擇無害、無毒的染料以及配套物料等。從生產(chǎn)來看，通過在源頭上使用環(huán)保的生產(chǎn)設備與生產(chǎn)系統(tǒng)，通過清潔工藝徹底減少污染。例如，在清潔生產(chǎn)中可以用優(yōu)化溢流染色機的方法、布液分離的方法降低生產(chǎn)水位，最終有效降低染色浴比以及儲布槽的水量等。

2.2 注意余熱的回收與利用

在布料印染過程中，余熱回收也是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的關建環(huán)節(jié)，因此需要重點做好高溫熱廢水、蒸汽冷凝水、廢氣的余熱等三個層面的余熱回收利用，則可有效減少印染行業(yè)的能耗。例如，在印染生產(chǎn)中冷凝水的余熱可以合理的用于水洗、漂白及退漿等加工過程中，而當水溫度控制在90～100℃范圍時，也能滿足紡織物煮練等加工要求。

2.3 回用作冷卻水

在印染生產(chǎn)過程中，部分紡織品的印染工序是在高溫環(huán)境下完成的，如漂白、煮練等，需要經(jīng)過熱換氣在蒸汽間加熱工作液后，使工作液與布料在高溫條件下發(fā)生反應并實現(xiàn)加工，但在這個過程也會使布料也達到較高的溫度。如果在這個過程中，染色機直接輸注冷水雖可讓布料瞬間冷卻，但會影響其質(zhì)量。因此，為了避免此類問題發(fā)生，在排放高溫廢水前需要用冷水間接降低工作液的溫度，進而有序的降低布料溫度，避免因布料與進水溫度之間的較大差異而造成損失。但在加工環(huán)節(jié)可以發(fā)現(xiàn)循環(huán)冷卻水對水質(zhì)的要求更低（尤其是低于印染生產(chǎn)水質(zhì)），所以為達到清潔、可持續(xù)生產(chǎn)目的，可考慮將回用廢水為印染加工過程中的冷卻水，這種方法能減少新水的使用量，滿足未來生產(chǎn)要求。

2.4 強化印染末端工序處理

印染末端工序中出現(xiàn)的廢水，按照其來源大體在退煮、染色、水洗等環(huán)節(jié)。以COD濃度為標準，在退煮漂、染色等類型廢水中的COD含量較高，而水洗、印花等工藝中所產(chǎn)生的COD減少。因此，為達到清潔生產(chǎn)的目的，可以考慮通過分流的方法提高水資源利用率，并減少不必要的污染。例如，針對低濃度的水洗廢水，可以單獨收集不再排放；綜合廢水收集后，可先做標準化處理，再根據(jù)廢水處理結(jié)果判斷應用方向等，進一步提升廢水利用效率。

3 新技術(shù)在節(jié)能減排與清潔生產(chǎn)中的應用

3.1 微膠囊分散染料

傳統(tǒng)的染色工藝中，需要添加分散劑、助溶劑等材料，不僅對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染，而且攜帶的染料會導致污水中殘留大量染料，影響染色織物色度。而微膠囊分散染料主要是利用微膠囊所具有的隔離性、緩釋性等實現(xiàn)有效印染。在印染加工中隨著溫度升高使分子運動更加活躍，能快速滲透到微膠囊內(nèi)部，并快速溶解染料使其快速擴散，此時滌綸纖維表面染料的溶解度被控制在較低水平，染料從微膠囊中緩慢釋放能夠?qū)⑷玖蠞舛乳L時間維持在較低水平，使布料的染色更加均勻。

3.2 天然植物染料技術(shù)

天然植物染料技術(shù)不涉及任何化學原料，染料具有可再生性，在染色、固色等加工過程中不需要使用其他的化學合成品，不會產(chǎn)生環(huán)境污染問題?，F(xiàn)階段天然植物染料主要分為紅、黃、綠、黑、藍五大系列，能夠滿足絲綢、棉布、麻布等原材料的印染加工要求。

4 結(jié)語

從技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，關于印染行業(yè)的節(jié)能減排以及清潔生產(chǎn)的技術(shù)相對成熟，并且隨著相關技術(shù)的發(fā)展，未來在印染行業(yè)發(fā)展中還可以通過清潔生產(chǎn)工藝不斷優(yōu)化生產(chǎn)過程，為實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。