节能减排与我国印染行业的技术进步yd10106

王建庆  东华大学国家染整工程技术讲究中心，上海201620

李桂生  江西八一麻纺织厂，江西南吕  330001

李戎  生态纺织教育部重点实验室，东华大学/江南大学，上海  201620)

收稿日期：2008-03-26

作者简介：王建庆(1956-)，男，江苏常州人，硕士，副教授，从事纺织化学与染整工程技术的研究和应用开发

原载：染整技术2008/6：26-30

 

    【摘要】从节能减排的角度，对我国印染行业目前的能耗和污染物排放的情况进行了讨论，从推广节能型设备的使用、加快原有设备的技术改造、加强生产过程的管理及控制、加快技术进步、污染物及其治理方法、生态园区开发建设等方面介绍了现行的节能减排措施。

    【关键词】节能减排;印染行业;技术改造;生产管理

【中图分类号】TS198文献标识码:C   文章编号:1005-9350(2008)06-0026-04

 

    进入21世纪后，我国的纺织行业在生产过程中带来的资源消耗大、污染物排放量多的矛盾日益显现，国家出台的一系列政策法规已经向纺织印染行业频频发出警示：《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》的22项经济和社会发展指标中，与印染行业直接相关约束性指标是：在 "十一五"期间，单位国内生产总值能源消耗降低20%左右，单位工业增加值用水量降低30%，主要污染物排放总量减少10%；2006年10月1日起，国家环保总局公布的《清洁生产标准纺织业(棉印染)》(HJ/T185-2006)正式执行，该标准从生产工艺和设备、原材料、资源消耗和污染物产生指标、生态纺织品、环境管理等各个方面提出了新的要求；国家环保总局组织的按纺织产品细分的印染行业污染物排放标准正在紧锣密鼓编制之中；国家发改委组织编制的"印染行业准入条件"近期也即将出台……节能减排，成为印染企业中使用频率最高的名词，成为各级政府和行业的管理目标，印染行业面临空前的压力!

1   印染行业的能耗及污染物排放现状

1·1  能源消耗情况

    纺织品在印染加工过程中的资源消耗，主要体现在能源的消耗上。据对有关印染厂的调查，目前印染产品加工过程的能耗大致如表1、表2。

     表1  我国大陆地区印染产品加工过程的能耗

项目

棉(机织物)

棉(针织物)

棉纱

化纤布

用水量(m3/t)

72-103

170-230

70-150

100-300

用电量(kWh/t)

590-1100

1200-1400

1200-1560

860

用汽量(t/t)

12

7-8

5-8

8-10

注：表中数据系2008年初工厂调查数据（每t织物耗用量；下同）；总体说来，纺织品染整加工中属于能源消耗较高的行业。

表2  我国台湾地区印染生产的能源消耗情况

项目

涤纶

尼龙

棉

涤棉

CVC

机织物

用水量

46-75

58-94

87-142

92-150

97-158

用电量

464-618

515-686

831-1106

854-1137

858-1143

针织物

用水量

43-51

48-57

52-62

62-73

63-74

用电量

634-1024

723-1167

754-1219

786-1270

799-1290

纱筒

用水量

40-60

44-71

67-107

84-135

89-142

用电量

988

1140-1177

1205-1305

1916-1978

1964-2027

1·2   污染物排放情况

纺织印染行业排放的印染废水是我国工业系统中重点污染源之一。印染废水具有水量大、有机污染物含量高(COD值高)、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。国家环保总局2004年统计数据显示，印染行业废水排放量为13.6亿m3，排放的印染废水总量位于全国各工业部门排放总量的第5位，占纺织行业的80%，而其废水中污染物排放总量(以COD计)则位于各工业部门第6位。随着我国纺织工业的迅速发展，-些区域纺织废水排放量和污染程度有大幅度上升。根据2007年全国第-次污染源产排污系数调查结果显示，纺织行业仅印染废水年排放总量可达到23-30亿吨。

由于纺织产品种类多样化、更新加快，纺织行业应用新原料、新助剂开发了许多新产品，使纺织工业废水成分更为复杂，处理更为困难。例如，由于化学纤维织物的大量开发应用，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、合成纤维的碱性降解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解的有机物大量进入印染废水，其COD浓 度也由原来的数百mg/L上升到2000-300Omg/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低，传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。

印染行业对我国环境造成了极大压力的另外一个原因是部分地区印染产业过于集中。我国印染企业最为集中的一个市日产生约100万吨以印染为主的废水，一个镇日产生12万吨以印染为主的废水，一个4平方公里地方集中了40多个印染厂。印染加工企业如此密集，环境污染是无法避免的。

纺织印染工业废水产生量巨大、水环境治理和水资源深度利用等技术手段落后的现状，已构成对中国自然生态环境的巨大伤害。另外，纺织厂的噪声、化纤厂的废气、热定型机废气、涂层废气以及大量的印染污泥没有及时处置，都已成为严重环境问题。

2             印染行业的应对措施

2·1   推广节能型设备的使用

许多企业在新建或扩、改建时，注意用技术先进、能源节约、排放量低的设备来装备或更新现有的技术相对落后、能耗大、排放多的设备，取得了很好的效果。

（1）在以浸溃处理为主的染整加丁过程中，小浴比的加工设备已经成为印染厂的首选设备，香港立信公司大力推出的"THEN"AIRFLOW系列气雾染色机，可以适应高温高压和常压条件的染色要求，染色浴比降到1:3，已经有334台设备在国内得到应用；意大利巴佐尼(BRAZZOLI)公司采用INNOTECHNOLOGY-染液横动技术推出的INNOFLOW EXL匀流染色机，可以使活性染料中深色耗水量仅为40-5Om3/t，耗电量仅相当于气雾染色机的1/3，在染色效果上可以获得很好的重演性和匀染效果。这些设备可以节约大量的染色用水和蒸汽，同时也减轻了污水的排放和治理负担。

（2）毛纺织行业引进的意大利产洗毛机，可进行补水循环使用，将换水周期由国产设备6/时一次延长至15天一次，可节约大量洗毛用水。

（3）筒纱染色后的烘燥普遍采用射频烘干机，不仅节能，而且省时，大大提高了生产效率。

2·2   加速原有设备的技术改造

加速原有设备的技术改造，提高能源利用效率，积累了许多好的经验，主要包括:

（1）电力传动及空调、空压机普遍改造为变频传动，可有效降低电耗；

（2）还原汽蒸箱由液封口改造为汽封口，汽蒸箱内保持微正压状态，并加装自动控温装置，根据不同织物设定汽蒸温度，据工厂介绍，可节约蒸汽约20%，节约支出40万元/年·台。用于活性染料汽蒸固色时，可使活性染料的利用率明显提高，固色液可节约50%-55%，污染物排放减少，而且布面质量明显改善。

(3)烧毛机采用电加热陶瓷火口，能耗仅为圆筒(柴油燃烧加热)烧毛方式的1/5。

(4)燃煤锅炉采用分层燃烧方式，保证了煤的充分燃烧；采用将排污管穿过锅炉水箱的方式，利用烟道气热量加热锅炉用水等方式，可节约用煤12 %左右。

(5)采用节能照明灯具，车间及办公畅所照明均采用节能光源，可节电50%左右。

(6)巧用生产余热，降低能源消耗，提高能源利用水平。印染生产中随处可见的带有热量的冷却水、冷凝水、机台排出的废水、废气，以往都是任其排放，不仅对环境带来影响，而且造成大量热量的浪费。这些生产过程中的余热目前已为许多工厂加以利用，常见的余热回用方式包括：①生产废水余热回用：水洗机排出的废水水温高达80多℃，将此 废水通过一热交换器后排放，可以将新鲜冷水加热到40-5O℃；②染缸废水余热利用：THEN公司推出的AlRFLOW AFE气流染色机具有高温直排功能，有的企业将高温染液通过热交换器再排放，冷水经此热交换后可升温至60-70℃，不仅节能，而且省时，提高了机台的生产效率；③锅炉烟道气余热回收利用：一些印染厂利用热电厂产生的排放温度约为270℃左右的锅炉烟道废气，用来加热饱和蒸汽使之成为过热蒸汽，作为印染加工热源，烟道气经热交换后降至150-180℃再排放。

2·3   加强生产过程的管理及控制

2·3·1   进行清洁生产审核

进行清洁生产审核，对全厂各个生产管理环节制定清洁生产分类方案，从原辅材料、资源能源、工艺过程控制、设备管理、员工管理、废弃物处理等各个方面全面落实清洁生产管理，取得很好的效果。浙江省已经将清洁生产审核作为印染厂的考核工作逐步推行。宁波雅戈尔日中纺印染有限公司2007年投资4000多万元对全厂共计44个项目进行清洁 生产审核，取得非常显著的节能减排效果：每年节约蒸汽101OOt、节水45.85万m3，节电79.85万kWh、回用热水6.2万m3；每年节约标煤261t；减少废水排放96.9万m3，减少SO2排放量198.2t，NOx达标排放，节约助剂3t，减少固体废弃物18.5t、废蜡0.8t、废浆1000t，减少废碱排放9.3万t；每年产生经济效益近1700万元。

2·3·2   推广在线检测控制技术

通过科学计算，精确计量投料，使印染生产中粗放型过程向精细化过程转变，不仅有利于产品质量的控制，还减少了因超量投料引起的环境治理负担。目前正在推广和应用的存线计量检测技术包括:

（1）染料助剂中央配送系统：通过全闭环控制系统及传感器技术，在染料、助剂、设备、配方等实现信息化管理的基础上，实现自动称料、化料、管道化自动输送。在前处理加工工序中，还可通过实时在线检测，实现生产过程中加料的自动控制，使印染生产过程中染化料及生产用水做到精确计量，科学使用。

（2）在线检测控制技术：包括织物含湿率、热风湿度、液位、门幅、卷径、边位、长度、温度、速差、预缩率在线检测技术已经在印染厂逐步推广应用。其中织物湿度、碱浓度在线检测技术的应用已经取得了非常显著的工艺效果和节能减排效果，例如：①利用织物含湿率在线测控装置，可以指导操作人员根据布面含湿和加工需要合理控制烘筒蒸汽流量，每台烘干机每年可节约蒸汽近百吨；②根据排气测控装置，可以根据烘箱排气氧含量的变化检测其中水蒸汽或废气的浓度，进而控制风机的转速，达到合理使用蒸汽和电力的目的。在热风拉幅机和热风预烘机上配备，可节约蒸汽30%左右。③通过电磁浓度计、微压差传感器、分光光度计、计量输送装置和计算机等技术组合而成的碱脓度、双氧水浓度在线管理系统，为提高前处理工艺的稳定、科学合理使用助剂提供了硬件保障，对于稳定产品质量，降低生产原料成本，提高生产效率有着重要的意义。

2·3·3   强化生产过程中的能源管理

许多工厂进行了能源审计，通过对生产工艺实行全面梳理，改进工艺，提高了合格品率，减少了浪费，注意从源头控制能源消耗，减少污染物的产生。有的工厂还专门设立了节能减排办公室，每天进行水、电、蒸汽等能耗的计量考核，考核结果与车间、机台的产量、成本、员工的薪酬挂钩。其基本流程为:

基础数据→牢间统计→成本分析→

→薪酬挂钩

→奖励惩罚

→反馈改进

在能源的计量管理方面，一般做到水、电实施三级计量管理，蒸汽实施二级计量管理，实施这些管理措施的工厂的生产成本均有大幅度降低。

2·4   开发先进生产技术

    (1)改进生产工艺，缩短工艺流程，采用低能耗、低污染排放工艺，实现节能减排目的。

    技术进步措施：①涤/棉混制品浸染染色工艺由传统的分散活性"二浴法"改为"一浴法中性染色工艺"，染色时间缩短1/3，节水40%，节电40%，节约蒸汽40%；②采用不同加工方法的合理组合，实现特殊的工艺效果，同时达到节能减排的目的。如锦棉交织物，先用浸染法染锦纶，再用轧染法套染棉，在连续水洗机上水洗，既节约了用水，又提高了产量；③提高染色一次成功率，减少浪费，减少无效消耗。

    (2)采用低给液技术，有效降低能源消耗，DTC科技(香港)有限公司推出的AUTOFOAM泡沫整理系统采用稳定的泡沫作为染液和整理液的分散介质，使得织物的带液率由传统的浸轧方式的70%降为30%，节约能源38.9%，节约燃气39.1%。

    (3)采用新型能源，降低生产成本。宁波雅戈尔日中纺印染有限公司的热定形机高温热源采用水煤浆为燃料，投资400万元，建水煤浆油锅炉3台，每年节约标煤261t，减少S02排放量198.2t，NOx达标排放，产生经济效益638.87万元。

2·5   生产污染物及其治理情况

2·5·1   生产废水

目前印染厂的生产废水处理技术普遍仍以生化法和物化法为主，分以下几种排放方式：

    (1)自建污水处理场，生产废水经处理达标后直接排放；

    (2)工厂进行初步处理，达到二级排放标准(COD小于100mg/L)后排入地区或城市污水管网，经市政污水处理厂处理后排放。也有相当数量的工厂只进行简单的调节沉降处理即排入地区污水处理厂处理。

    随着生物接触氧化法技术、臭氧处理技术、膜处理技术的开发，许多工厂已经开始试行中水回用，通过实施清浊分流，对轻度污染的废水进行深度处理回用，对重度污染的污水进行生化、物化处理达标后排放。目前中水回用的主要困惑是处理成本相对较高，印染企业难以消化。相信随着人们对环境保护认识的深化，市场的环境成本意识终究会回归到合理的产品价格中来。

2·5·2   生产废气

    印染厂的生产废气主要是烟囱烟道气和定形机的废气。目前的烟道气普遍都采用染整废水水膜除尘的方法脱硫后排放，脱硫率可达85%以上，大幅度削减了二氧化硫的排放。

    浙江、江苏、福建等省正在推广热定形机有机废气回收排放技术，通过冷凝、过滤、吸收分离等技术将热定形机废气中的有机物进行分离回收，同时还兼有余热回收利用的功效。

2·5·3   固体废弃物

    印染厂的固体废弃物主要有燃煤锅炉的炉渣和污水处理后的污泥。炉渣一般可作为建筑材料的原料，已经得到较好的处理。污泥目前一般采用填埋或焚烧两种方式，仍有二次污染的问题存在。毛纺织制品的染整污泥经适当处理可以作为绿化肥料循环利用。

2·5·4   污染物的综合治理

    一些大型印染企业，如浙江富丽达纺织控股集团，利用产业综合优势，将热电厂、染料化工厂和粘胶纤维厂的的酸废水与染整的碱性污水合并处理，降低了污水处理的综合成本，染整污水处理至二级排放标准(COD lOOmg/L)，处理成本仅0.7元/m3。

    在印染厂区周围建立人工防污防护沟(墙)工程，有效防护生活区和厂区周边地区的污染。绍兴国周染纱厂投资35万元，在厂区印染生产车间四周建立防护沟(墙)，沟深2m，沟宽0.6m，全长1500m，沟墙厚0.3m，靠河边及居民住宅区设双层防护沟结构，沟内注入清水，如有生产废水泄漏，则从沟中水的颜色可以方便地辨别，并立即采取措施。这一做法，对厂区及工厂周边地区进行防止污染扩散是一种有益的尝试。

2·6   生态园区开发建设

    根据循环经济理念，我国已经开始实施生态园区建设试点工程。生态工业园区强调经济、环境和社会功能的协调和共进，是社会层面推进循环经济的基础，真正体现了以环境优化促进经济增长。

     生态工业园区有以下特点：

     (1)在企业层面推进资源节约和高效利用，减少污染物的产生和排放。将生态设计、绿色招商、清洁生产、环境管理体系融人企业采购、生产、产品和服务的各个层面，促进资源节约和高效利用，减少了污染物的产生和排放，是生态工业园区创建的基础与核心工作。主要表现在两个方面，一是提高环境准入门槛，对资源能源消耗高、环境风险大的项目实施严格控制。二是以企业为主体，积极开展清洁生产，推行资源节约和高效利用，减少污染物的产生和排放。

    (2)在园区层面完善生态工业网络构建，促进产业结构生态化。从产品链和废物链两个方向出发，不断完善园区生态工业链网，积极引进补链项目，构建工业共生网络，形成企业间互利共生及区域层面的物质循环，增强产业的抗风险能力，促进产业结构生态化。

    (3)通过静脉产业类生态工业园区创建，实现废物再利用和资源化产业集群化。我国正处于工业化的中期阶段，走新型工业化道路，实现经济发展和环境保护的高度协调，必须改变高能耗、高物耗和高污染的生产方式。发展以资源再利用和资源化为主的静脉产业是物质循环中的一个重要环节。

    2006年12月，经国家环保总局批准，绍兴市在袍江工业区进行"创建国家生态工业示范园区"试点，通过建设生态工业园引进生态化高新技术和项目，如生物制药、包装材料及食品饮料等产业，将印染企业和其它行业进行整体规划，集中搬迁建设，并用较高素质的运行管理人员，实现区域整合，促进园区产业升级优化，降低企业产品成本，增强了园区内综合竞争能力和可持续发展的能力。园区内各产业排放的废水进行统一规划，统一治理，采用较完整的治理工艺和实用先进的设备和仪器，各企业排放的废水经过混合调节得到改善，以保证系统稳定实现达标排放，这种模式比单一纺织印染企业排放的废水处理效率更高。

3   结语

    纵观印染行业节能减排工作的严峻形势，我国印染行业近期内的发展重点应该围绕加快行业技术进步、推广清洁生产和加快装备更新等方面进行。从政府层面来说，则应按照循环经济的发展模式，统一规划，从技术、经济、环境多方面综合考虑，加强监管，在保持生态平衡的前提下进行发展和建设。如此，方能保证我国的经济建设与社会环境和谐共存，协调发展。

4    参考文献

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