紡織印染行業(yè)大氣污染物分析與治理

左新波，劉曉杰，張雙飛

(濱州市生態(tài)環(huán)境服務(wù)中心，山東 濱州 256606)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大氣環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，其中以工業(yè)源為主體的大氣污染問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)，印染行業(yè)對(duì)環(huán)境的影響越來(lái)越引起人們的高度關(guān)注。印染工業(yè)是一項(xiàng)對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的行業(yè)，其中以有機(jī)廢氣、含塵氣體和含氨氣體等三種大氣污染物對(duì)環(huán)境影響最為嚴(yán)重。根據(jù)DB 33/962—2015 《紡織染整工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，紡織印染行業(yè)大氣污染物主要有：有機(jī)廢氣、含塵氣體和含氨氣體等三種類型，有機(jī)廢氣主要包括有機(jī)溶劑類染料和助劑副產(chǎn)物等，含塵氣體主要包括紡織加工過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵和印染加工過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵兩種類型，含氨氣體主要包括氨氣和氨水等，文章主要探討了上述三種大氣污染物的排放現(xiàn)狀及控制措施。

1 紡織印染工業(yè)大氣污染物排放現(xiàn)狀

1.1 廢氣

紡織印染工業(yè)廢氣主要包括染料、助劑、有機(jī)溶劑等在生產(chǎn)過(guò)程中揮發(fā)產(chǎn)生的廢氣。其排放的主要污染物有VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)、氨、硫化氫和其他惡臭物質(zhì)等。在紡織印染加工過(guò)程中，布匹煮漂、染色、印花等工序環(huán)節(jié)均會(huì)產(chǎn)生一定量廢氣。例如，在滌綸分散染料熱熔染色工藝中，一些小分子染料在高溫條件會(huì)升華形成廢氣釋放；棉織物的免燙、阻燃整理等工序均需經(jīng)過(guò)烘焙環(huán)節(jié)，因此在加工過(guò)程中所加入的有機(jī)助劑等會(huì)在烘焙時(shí)釋放甲醛和氨等廢氣[1]。

1.2 粉塵

粉塵是指固體微粒在空氣中懸浮于空氣中所形成的具有一定粒徑的固體顆粒物。粉塵顆粒直徑一般為0.3～1.0 μm，其中可吸入粉塵粒徑一般為1.0 μm以下，最大可達(dá)20.0 μm。由于印染產(chǎn)品具有一定的吸濕性，故在加工過(guò)程中，粉塵可被人體吸入，造成人體健康損害。這就要求企業(yè)要保證生產(chǎn)車間粉塵吸收和處理裝置的良好運(yùn)行。

2 大氣污染物種類和排放特征

以某紡織印染廠為例，其大氣污染物包括：有機(jī)廢氣、含塵氣體、含氨氣體及其他。該紡織印染廠采用的生產(chǎn)工藝為“先染后織”，工藝流程為：漂染→漿料準(zhǔn)備→染前漿料準(zhǔn)備→染色→水洗→烘干。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于漿料、染料、助劑等的用量及生產(chǎn)工藝不同，所產(chǎn)生的大氣污染物也不相同。其中，有機(jī)廢氣中包含多種含氮有機(jī)化合物，如胺類、芳香烴類、鹵代烴類和醇醛類等；含塵氣體包括紡織加工過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵；含氨氣體包括氨氣和氨水。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，有機(jī)廢氣中含有大量有機(jī)溶劑等可揮發(fā)性有機(jī)物，含塵氣體和含氨氣體主要來(lái)源于印染工藝的洗滌環(huán)節(jié)。

2.1 有機(jī)廢氣

根據(jù)DB 33/962—2015 《紡織染整工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，有機(jī)廢氣中包含大量含氮有機(jī)化合物，如胺類、芳香烴類、鹵代烴類和醇醛類等。其中，胺類化合物是主要污染物之一，主要來(lái)源于印染過(guò)程中的漿料制備環(huán)節(jié)。該有機(jī)廢氣中含有大量的胺類化合物，例如：3－氯-1-甲基-1-丙胺、2-氯乙胺等；芳香烴類化合物主要來(lái)源于染料制備和染色環(huán)節(jié)；鹵代烴類化合物主要來(lái)源于染整加工環(huán)節(jié)；醇醛類化合物主要來(lái)源于印染后整理環(huán)節(jié)[2]。

紡織染整加工過(guò)程中，這些有機(jī)廢氣若得不到有效處理，會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此，對(duì)于這些有機(jī)廢氣，必須采取相應(yīng)的治理措施。

2.2 含塵氣體

該紡織印染廠的廢水主要來(lái)源于漿料準(zhǔn)備、染色和水洗環(huán)節(jié)，其中漿料準(zhǔn)備和染色環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢水量分別占廢水總量的50% 和35%。在該紡織印染廠的生產(chǎn)過(guò)程中，主要產(chǎn)生粉塵的環(huán)節(jié)有：漂染工序，包括漿料準(zhǔn)備、染色、水洗、烘干；漿料準(zhǔn)備工序，包括漿料配制、染色；水洗工序，包括清洗廢水。在以上生產(chǎn)過(guò)程中，漿料配制和染色過(guò)程中產(chǎn)生的廢水量較大，且漿料的用量也較多，故該紡織印染廠的含塵氣體中主要為可揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，印染廢水中可揮發(fā)性有機(jī)物的排放量為9.39 t/a，占印染廢水中總有機(jī)物排放量的95%以上。

3 國(guó)內(nèi)外治理大氣污染物的先進(jìn)技術(shù)

目前，我國(guó)在紡織印染工業(yè)中采取的主要大氣污染控制技術(shù)有：低氮燃燒技術(shù)、氮氧化物深度凈化技術(shù)、末端治理技術(shù)、臭氧催化氧化技術(shù)、無(wú)組織排放控制技術(shù)等。其中，低氮燃燒是目前我國(guó)紡織印染行業(yè)中采用較多的一種減排大氣污染物的措施。末端治理技術(shù)包括：活性炭吸附、催化燃燒、低溫等離子體凈化等。其中活性炭吸附法是一種應(yīng)用較廣的治理方法，該方法具有處理效率高、成本低和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但存在吸附飽和后不能再生的缺點(diǎn)。催化燃燒法是利用催化劑的催化作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)廢氣的凈化，具有較高的凈化效率和設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

3.1 活性炭吸附

活性炭吸附是一種比較傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣凈化技術(shù)，它能夠有效地去除空氣中的VOCs，其原理是利用活性炭表面存在的大量吸附孔隙來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)氣體的吸附，然后利用高溫使氣體中的有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)，從而達(dá)到去除有機(jī)廢氣的目的。目前我國(guó)對(duì)活性炭吸附法治理有機(jī)廢氣技術(shù)的研究主要包括以下幾個(gè)方面：吸附劑的研制，采用不同類型和粒徑的活性炭作為吸附材料，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化篩選?；钚蕴课焦に?，將經(jīng)過(guò)篩選后的活性炭投加到生產(chǎn)車間內(nèi)，當(dāng)活性炭飽和后及時(shí)進(jìn)行更換，對(duì)其中含有有機(jī)物污染物的廢氣進(jìn)行處理?；钚蕴吭偕椒ǎ槍?duì)不同類型和粒徑的活性炭，采取不同方法對(duì)其進(jìn)行再生處理?；钚蕴炕厥眨瑢?duì)于工業(yè)中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)氣體，通過(guò)一定技術(shù)手段將其回收利用，從而減少污染物對(duì)環(huán)境造成的污染。

3.2 催化燃燒

與傳統(tǒng)方法相比，催化燃燒技術(shù)的凈化效率較高，而且對(duì)污染物的降解能力強(qiáng)。不過(guò)該技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)：第一如果催化劑活性不高，則會(huì)降低處理效率；第二如果催化劑失活，則會(huì)導(dǎo)致污染物不能完全降解；第三由于催化劑需要消耗大量能源來(lái)進(jìn)行再生，所以該技術(shù)需要耗費(fèi)大量能源。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)催化燃燒技術(shù)進(jìn)行了許多研究，主要是集中在研究不同種類的催化劑，如活性炭、氧化鋁、石墨烯等，以及它們的組合和優(yōu)化，以提高催化燃燒的效率和穩(wěn)定性[3]。我國(guó)在這方面也取得了一些進(jìn)展，研發(fā)出一種名為“流化床”的新型催化燃燒設(shè)備，其凈化效率達(dá)到80%以上。

3.3 臭氧氧化技術(shù)

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，可將空氣中的氧氣氧化成臭氧。臭氧在空氣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～20%，當(dāng)其濃度超過(guò)該范圍時(shí)，會(huì)使空氣中的氧氣產(chǎn)生臭氧中毒現(xiàn)象。臭氧氧化技術(shù)是一種新興的廢氣處理方法，以其高效、廉價(jià)和安全等特點(diǎn)在廢水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但其在紡織印染行業(yè)的應(yīng)用還處于研究階段。目前，該技術(shù)主要是用于脫色處理后的廢水、污水處理廠的出水及印染行業(yè)的含色廢水等。該技術(shù)在廢氣處理中同樣具有較大發(fā)展空間，但由于臭氧氣體極易分解，因此其必須采用其他安全措施才能進(jìn)行使用。目前，該技術(shù)在紡織印染行業(yè)還未廣泛推廣應(yīng)用，其主要原因是該技術(shù)成本較高。同時(shí)，該技術(shù)設(shè)備龐大，在運(yùn)行過(guò)程中有一定的安全隱患。

4 紡織印染工業(yè)大氣污染物治理建議

4.1 建立高效的廢氣收集與處理系統(tǒng)

廢氣收集與處理是實(shí)現(xiàn)印染企業(yè)清潔生產(chǎn)的重要措施，應(yīng)根據(jù)廢氣的特性，采取相應(yīng)的措施。對(duì)高濃度廢氣，可采用水噴淋洗滌的方式處理；對(duì)低濃度廢氣，可采用活性炭吸附法、生物濾池法、催化燃燒等技術(shù)進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)廢氣中的污染物進(jìn)行回收利用。在選擇廢氣收集與處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)綜合考慮企業(yè)所處地區(qū)的氣候條件、污染物產(chǎn)生特點(diǎn)以及企業(yè)自身的技術(shù)水平等因素，從而確定最佳選擇。對(duì)有組織排放的廢氣，可采用“源頭控制、末端治理”方式來(lái)處理；對(duì)于無(wú)組織排放的廢氣，應(yīng)加強(qiáng)源頭控制和末端治理，優(yōu)先考慮采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行凈化；對(duì)有機(jī)廢氣可采用吸附法、催化燃燒法等對(duì)其進(jìn)行凈化；對(duì)于惡臭氣體可采用吸附法、吸附劑吸附法、等離子體法等對(duì)其進(jìn)行凈化。此外，應(yīng)盡量采用多效過(guò)濾、真空集氣等手段對(duì)廢氣中的顆粒物進(jìn)行回收利用[4]。

4.2 提高廢氣收集率，實(shí)施高效的廢氣處理

為實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放，企業(yè)應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)廢氣收集和處理系統(tǒng)，提高治污體系和治理能力的現(xiàn)代化水平。其中有機(jī)廢氣是指紡織印染工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含有苯類、酯、酸類等物質(zhì)的有機(jī)氣體。惡臭氣體主要來(lái)自染色和印花工藝過(guò)程中產(chǎn)生的各種染料或助劑，以及助劑在生產(chǎn)過(guò)程中形成的酸霧和醇酸霧。其他污染物質(zhì)主要是指印染廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的COD值較高、異味較大以及含氟、氟甲烷等物質(zhì)。對(duì)原料及產(chǎn)品儲(chǔ)存、裝卸、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)移過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，要采取密閉措施進(jìn)行收集。對(duì)有機(jī)廢氣要采取“回收利用”“無(wú)害化處理”“無(wú)組織排放控制”等綜合措施。

4.3 建立完善的監(jiān)控體系

建立完善的監(jiān)控體系是實(shí)現(xiàn)紡織印染工業(yè)大氣污染物治理目標(biāo)的重要保障。首先，應(yīng)在現(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中增加紡織印染工業(yè)大氣污染物的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。如紡織印染工業(yè)大氣污染物中有機(jī)氣體含量較高，且成分復(fù)雜，因此增加有機(jī)氣體污染物含量檢測(cè)項(xiàng)目是必不可少的。其次，應(yīng)完善紡織印染工業(yè)大氣污染物排放監(jiān)控體系，加大監(jiān)管力度。針對(duì)一些大型紡織印染企業(yè)，應(yīng)設(shè)置專門的大氣污染監(jiān)測(cè)部門，并配備專業(yè)的環(huán)境監(jiān)測(cè)人員。對(duì)一些小型紡織印染企業(yè)，可通過(guò)安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備并與生態(tài)環(huán)境部門聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣污染物排放狀況。此外，應(yīng)定期組織專項(xiàng)檢查和重點(diǎn)督查。重點(diǎn)檢查排放源是否符合規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，包括車間通風(fēng)、廢氣收集處理設(shè)施是否正常運(yùn)行，廢氣排放口是否符合規(guī)定的排放要求等。檢查監(jiān)測(cè)方法是否符合國(guó)家生態(tài)環(huán)境部門的相關(guān)規(guī)定，包括采樣方法、分析方法、監(jiān)測(cè)頻率等。對(duì)于違反規(guī)定的行為，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行查處，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和隱患，應(yīng)及時(shí)督促相關(guān)企業(yè)進(jìn)行整改，對(duì)于拒不整改或整改不到位的企業(yè)，應(yīng)依法予以處理。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的宣傳和教育，引導(dǎo)企業(yè)樹(shù)立科學(xué)、規(guī)范、環(huán)保的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)理念，提高企業(yè)環(huán)境保護(hù)意識(shí)和自我約束能力。

4.4 加強(qiáng)部門聯(lián)動(dòng)，嚴(yán)厲打擊環(huán)境違法行為

各級(jí)生態(tài)環(huán)境部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)紡織印染工業(yè)廢氣排放的監(jiān)督檢查，采取專項(xiàng)行動(dòng)和日常檢查等方式，對(duì)紡織印染工業(yè)企業(yè)進(jìn)行不定期的監(jiān)測(cè)和督查。督促紡織印染企業(yè)建立健全環(huán)保設(shè)施運(yùn)行管理制度，確保其正常運(yùn)行并達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)，生態(tài)環(huán)境部門應(yīng)加大對(duì)廢氣治理設(shè)施運(yùn)行情況的檢查力度，嚴(yán)厲查處弄虛作假等違法行為。同時(shí)鼓勵(lì)公眾參與，充分發(fā)揮新聞媒體和群眾監(jiān)督作用，對(duì)嚴(yán)重污染大氣環(huán)境、造成重大損失的環(huán)境違法案件要公開(kāi)曝光、嚴(yán)懲不貸。近年來(lái)，我國(guó)紡織印染工業(yè)大氣污染物排放總量較大。雖然近年來(lái)已經(jīng)采取了一系列控制措施，但從紡織印染工業(yè)廢氣污染防治現(xiàn)狀看仍存在一些問(wèn)題和薄弱環(huán)節(jié)。因此，需要進(jìn)一步加大工作力度、加大監(jiān)督檢查和執(zhí)法力度，以提高企業(yè)自覺(jué)履行大氣污染防治義務(wù)的積極性、主動(dòng)性和自覺(jué)性，不斷改善大氣環(huán)境質(zhì)量[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

紡織印染工業(yè)大氣污染物排放量大，有組織排放的廢氣種類多，污染物質(zhì)復(fù)雜。目前，紡織印染工業(yè)大氣污染物治理技術(shù)主要有燃燒技術(shù)、吸附凈化技術(shù)、催化燃燒技術(shù)、膜分離技術(shù)等。我國(guó)紡織印染工業(yè)大氣污染治理雖取得了顯著的成效，但還存在一些問(wèn)題。因此，需要制定更嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善的環(huán)境管理制度；加大對(duì)紡織印染行業(yè)污染嚴(yán)重企業(yè)的監(jiān)管力度，規(guī)范排污行為；加強(qiáng)對(duì)大氣污染物治理先進(jìn)技術(shù)的宣傳和推廣，提高紡織印染企業(yè)對(duì)大氣污染物治理的重視程度，以有效控制紡織印染行業(yè)大氣污染。