纺织染整工艺主要包括前处理、染色/印花、后整理等工艺。前处理主要包括退浆、煮练、漂洗等工序。染色主要是将染料溶解在水中,在一定的工艺条件下将染料转移到织物上,生成有色织物;印花是通过预制好花纹的网板,将不同颜色的染料分批、依次涂在织物上形成彩色图案。后整理是指织物经过水洗、轧光、拉幅、预缩等改善和提高织物品质所进行的加工工艺,如改善手感、硬挺整理、柔软整理、防缩防皱、改善白度、阻燃、防静电等,整理分机械整理和化学整理。
一、纺织染整废水行业污染特征
染整工艺包括前处理、染色和印花、后整理,染整废水主要污染物是有机污染物,主要污染物来源于前处理工序的浆料、棉胶、纤维素、半纤维素和碱,以及染色、印花工序使用的助剂和染料。前处理工序废水量约占废水总量的45%左右,染色/印花工序废水量约占总量的50%-55%,而后整理工序废水产生量很少。
纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水之一,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法,而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质,去除悬浮物及可直接沉降的杂质,调节废水水质及水量、降低废水温度等,提高废水处理的整体效果,确保整个处理系统的稳定性,因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。由于印染废水的水质复杂,污染物按来源可分为两类:一类来自纤维原料本身的夹带物;另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。根据相关环保要求与治理标准,需要达到染整行业GB4287-92标准排放。
二、业主痛点与技术挑战
《国家环境保护“十一五”规划》中提出要加强工业废水治理,加快淘汰小造纸、小化工、小制革、小印染、小酿造等不符合产业政策的重污染企业。以造纸、酿造、化工、纺织、印染行业为重点,加大污染治理和技术改造力度。《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92实施以来,染整工艺有了较大的发展,污染物的种类和浓度有了很大的变化。由于新工艺的开发,在产品品种、质量、生产效率大幅提高的同时,废水中污染物的浓度大幅提高。
废水的水质特点以棉纺和混纺产品为主的印染厂,排出的多种废水及水质特点为:1)退浆废水退浆废水是碱性的有机废水,含多种浆料分解物、纤维屑,酸和酶等污染物。其污染程度视浆料的种类而异。过去多用天然淀粉作浆料,水中BOD高,近些年来,逐渐由化学浆料代替,如聚乙稀醇(PVA),废水中BOD很低,但COD很高,从而降低了废水的生物降解性能。2)煮炼废水废水呈深褐色,含碱浓度约0.3%,废水BOD和COD均高达数千毫克/升。3)漂白废水水量大,污染轻,可直接排放或循环回用。4)丝光废水含氢氧化钠3%~5%,一般通过蒸发浓缩回收,工艺上可重复使用,外排的丝光废水呈碱性,BOD高于生活污水。
5)染色废水主要污染是有机染料和表面活性剂等助剂。水质变化大,色泽深,pH值高。6)印花废水主要是皂洗、水洗废水。在采用活性染料时要用大量的尿素,故废水中氨氮较高。7)整理废水水量少,含有各种树脂,甲醛,表面活性剂等。
三、染整废水处理工艺设计原则与整体思路
纺织染整企业水污染物主要为:退浆时的浆料、煮炼时溶出织物中胶质和半纤维素、染整过程中使用的助剂和残留水中的染料,而这些浆料、染料和助剂绝大部分是有机化合物。新标准中用COD可以集中反映这些污染物的情况,作为主要的特征污染物来控制。
治理原则
(1)保护生态环境和人体健康;
(2)以科学发展观为指导,促进纺织染整行业经济、社会的可持续发展;
(3)与我国现行有关的环境法律法规、标准协调配套,与环境保护的方针政策相一致;
(4)力求使标准做到科学合理、技术上可行、经济上合理、具有可操作性;
(5)促进纺织染整工业产业和产品结构调整。
总体思路
(1)加强新建纺织染整工业污染物排放控制,努力减少新增污染物排放量;
(2)削减现有纺织染整工业污染物排放量,实现总量削减;
(3)推动纺织染整工业采用高效污染治理设施;
(4)通过新标准的实施,促进环保产业发展。
首先,从生产工艺上消除和减轻污染源。如采用干法印花工艺,消除印染废水。按水质特点,分别回收,一水多用;用沉淀、过滤法回收土林染料和磁化染料,用超过滤法回收还原染料、分散染料等。
其次,对废水进行无害化处理。对废水中碱度,一般设调节池并保证必要的匀质时间;对色度,根据废水排放和利用要求,可用凝聚法,吸附法。氧化法,电解法等化学或物理法处理,也有培养特殊的细菌在兼气条件下进行脱色。需要指出的是,采用凝聚法对直接染料,还原染料,磁化染料,分散染料的色度,去除效果好,但对酸性染料,活性染料,脱色效果差。活性炭对染料的吸附有选择性,对阳离子染料,直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料有良好吸附性能,但对硫化染料、还原染料、涂料等不溶性染料吸附性能很差。常用的臭氧氧化剂,对直接染料、酸性染料、碱性阳离子和活性染料等亲水性染料,脱色效果好,对还原染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料脱色效果差。废水中大量有机物,通常采用生物法处理能达到较满意的效果;对PVA等化学浆料,可采用生物分解法或回收利用法。在生物分解中,可分别采用高MLSS的一段和二段曝气法及厌氧—好氧串酸处理工艺;在回收利用中,可分别采用胶凝盐析法(投加硼砂及硫酸钠)、凝结剂法(如用芒硝和硼砂作凝结剂)、超过滤法(在北京、上海、河南等厂已采用)。
四、染整废水处理环境收益与行业价值评估
染整工业是纺织工业重要部分,而纺织服装、家用纺织品又是生活中不可缺少的,但是环保问题不解决,将严重遏制经济和社会发展。实施新标准将有助于经济持续发展,有良好的社会效益。整行业是纺织工业中极其重要、不可缺少的部分,但由于产业相对集中,造成部分地区水环境污染情况严重。因此,制定既能保护环境,又能促进染整行业健康发展的《纺织染整工业水污染物排放标准》具有重要的意义。
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