第四專題紡織行業(yè)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展

紡織行業(yè)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展

引言§1、行業(yè)概述與污染現(xiàn)狀§2、污染分析§3、污染防治技術§4、行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

習題與思考題第四專題引言近年來，我國紡織印染行業(yè)的快速發(fā)展，使我國在全球的產(chǎn)能份額持續(xù)上升，已經(jīng)成為世界紡織印染業(yè)中規(guī)模最大的國家。同時，紡織印染行業(yè)帶來的水消耗和水污染壓力也越來越大。如何促進印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保證經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護雙贏是擺在政府和企業(yè)面前的一道難題。為此，我們應鼓勵企業(yè)采用清潔高效的新技術，提高能源利用效率，節(jié)能、節(jié)水，盡量少用、不用有毒有害的原料，開展資源綜合利用，采用低廢、無廢工藝，高效的設備和完善的管理，從源頭削減廢水與污染物產(chǎn)生量，加大對污水的處理。對污染嚴重的印染企業(yè)，要強制實行清潔生產(chǎn)審核。§1、行業(yè)概述與污染現(xiàn)狀1、紡織纖維原料加工量的增長紡織纖維原料的加工總量，200多年來有了突飛猛進的大發(fā)展，由全球1800年的160萬噸猛增到7700萬噸以上，增長47倍多。每人每年平均消耗紡織纖維量也由1977年的6.6公斤/人·年，增長到2008年12.3公斤/人·年。1976年聯(lián)合國曾發(fā)布經(jīng)濟學家分析的結果：服裝用紡織纖維消費量每人每年平均3.6公斤/人·年將達到飽和。理由：隨著社會經(jīng)濟的提高人民生活的改善缺衣人口的減少和地球上有人居住地域的變暖不合理浪費的減少，服裝用紡織品單位面積重量的下降，每人每年平均服裝用纖維消費量不會增加很多。2008年全球服裝用紡織纖維人年均消費量約為4.31公斤/人·年。家用紡織品消耗量由1977年的2.45公斤/人·年增至2008年的4.05公斤/人·年。產(chǎn)業(yè)用紡織品消耗量由1977年的0.6公斤/人·年增至2008年的3.84公斤/人·年。根據(jù)2009年1月聯(lián)合國發(fā)布全球人口2050年預測為92億，以此為基礎推算，預測2050年：全球紡織纖維加工總量將達到2.53億噸，服裝消費約為4.50公斤/人·年，占總量16.4%；家用紡織品消費約為4.46公斤/人·年，占總量16.2%；產(chǎn)業(yè)用紡織品消費約為18.5公斤/人·年，占總量67.4%。由于人口暴增，為保證全球糧食供應、保證種糧耕地，傳統(tǒng)天然纖維的產(chǎn)量將受到制約。盡量開發(fā)能在鹽堿地、荒灘地、山坡地種植新品種棉花、各種麻、桑樹養(yǎng)蠶的纖維；盡量利用現(xiàn)有廢棄物的可再生、可降解、可循環(huán)、對環(huán)境友好的生物質資源（纖維素、蛋白質、海藻酸鈉、殼聚糖、甲殼素等）生產(chǎn)再生纖維；以及盡量利用生物質資源轉化物聚合生產(chǎn)各種合成纖維（聚左旋乳酸、聚對苯二甲酸丙二醇酯等）。同時，為適應各種需求，特別是服裝用紡織品和家用紡織品的新功能纖維和產(chǎn)業(yè)用紡織品的高性能纖維將大力開發(fā)。2、中國紡織產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀紡織制造業(yè)1975～1986年間發(fā)展重點是“亞洲四小龍”。接著1987～2003年由“亞洲四小龍”向中國轉移。中國現(xiàn)有生產(chǎn)能力1.1億紡紗錠，加工全球紡織纖維總量的42～48%，生產(chǎn)全球服裝的近二分之一，供應紡織品、服裝全球貿易量的二分之一，成為名符其實的紡織第一大國。但是，隨著第三世界的發(fā)展，中國勞動力成本的上升，紡織產(chǎn)業(yè)轉移趨勢為：東部向中、西部轉移；服裝用紡織品和家用紡織品中的中低檔產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)，開始由中國向南亞和東南亞轉移；服裝用紡織品和家用紡織品中的高端、最高端產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)還繼續(xù)由經(jīng)濟發(fā)達的原紡織大國（法國、英國、意大利、德國等）向中國轉移。滌綸、腈綸、維綸、紡紗、織造等的生產(chǎn)能力已趨飽和或過剩。服裝用紡織品和家用紡織品中高端、最高端部分尚有發(fā)展空間；產(chǎn)業(yè)用紡織品用的高性能纖維原料制造、梭織、經(jīng)編針織、緯編針織、非織造、編結、加工及其復合加工等正在發(fā)展。今后十年，中國將由原來以中低端產(chǎn)品為主的“紡織大國”向高性能產(chǎn)品為主的“紡織強國”邁進。為適應這一現(xiàn)狀，國家發(fā)展與改革委員會、工業(yè)和信息化部等正在制訂“十二·五”和“十三·五”的發(fā)展規(guī)劃，和當前及今后“鼓勵”、“限制”和“淘汰”等不同類別的加工設備目錄和清單。3、紡織行業(yè)的污染現(xiàn)狀2006年6月，國家發(fā)改委和中國紡織工業(yè)協(xié)會共同發(fā)布了《紡織工業(yè)“十一五”發(fā)展綱要》，在對“十一五”期間紡織工業(yè)主要經(jīng)濟指標作了預測的同時，對節(jié)能降耗和環(huán)境保護指標也提出了約束性目標要求。到2010年，紡織纖維加工總量將達到3600萬噸。其中國內纖維消費量約占纖維加工總量的75%。紡織品服裝出口額將達到1800億美元。噸纖維耗電量比2005年降低10%，單位增加值的纖維使用量比2005年降低20%，噸纖維耗水量比2005年降低20%，單位增加值的污水排放量比2005年降低22%。我國紡織染整企業(yè)主要分布在浙江、江蘇、山東、廣東和福建5省，其中，浙江以滌綸染整為主，江蘇以棉印染為主，山東以棉印染和針織為主，廣東以服裝后整理和牛仔染色水洗為主?！都徔椚菊I(yè)水污染物排放標準》GB4287－92實施以來，染整工藝有了較大的發(fā)展，污染物的種類和濃度有了很大的變化。根據(jù)《2010年環(huán)境統(tǒng)計年報》，2010年，在統(tǒng)計的39個工業(yè)行業(yè)中，廢水排放量位于前4位的行業(yè)依次為造紙業(yè)、化學原料及制品業(yè)、電力業(yè)、紡織業(yè)。這4個行業(yè)排放的廢水占重點統(tǒng)計企業(yè)廢水排放量的55％。2010年，COD排放量位于前4位的行業(yè)依次為造紙業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、化學原料及制品業(yè)、紡織業(yè)。4個行業(yè)的COD排放量占全國重點統(tǒng)計企業(yè)COD排放量的65％。紡織業(yè)在全國工業(yè)行業(yè)廢水排放量和化學需氧排放量中均排第四位，說明紡織業(yè)已成為我國污染防治的重點行業(yè)之一。在紡織行業(yè)廢水中染整廢水約占80％，化纖生產(chǎn)廢水量約占12％，另外8％是其它紡織廢水（2004年行業(yè)估算數(shù)據(jù)）浙江、江蘇、山東、廣東和福建5省的染整廢水總量約占全國染整廢水排放總量的90％。我國水環(huán)境有污染惡化趨勢，水環(huán)境污染事件頻頻發(fā)生，特別是2007年5月太湖藍藻爆發(fā)以來，湖庫富營養(yǎng)化問題得到社會各界廣泛的關注，需要考慮造成富營養(yǎng)化的指標。同時，由于我國紡織染整企業(yè)數(shù)量較多，且相對集中，已造成某些地區(qū)的嚴重的環(huán)境污染。例如：某地區(qū)以印染廢水為主的廢水量高達100萬噸/天，某一省紡織企業(yè)總數(shù)高達3萬多家，其中印染廠有2萬家，某縣級市有3000多家紡織、化纖企業(yè)，印染廠達2000多家，甚至4平方公里范圍內竟有40多個印染廠，在這種情況下即使全部處理達到GB4287-92排放標準，環(huán)境也難以承受，必需制定更嚴格的排放標準。§2、污染分析污水中主要含有紡織纖維上的污物、油脂、鹽類以及加工過程中附加的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸堿等。廢水特點是有機物濃度高、成分復雜、色度深且多變，pH變化大，水量水質變化大，可生化性低，屬難處理工業(yè)廢水。1、紡織染整工業(yè)產(chǎn)污分析

染整工藝包括前處理、染色和印花、后整理，染整廢水主要污染物是有機污染物，主要污染物來源于前處理工序的漿料、纖維素、半纖維素和酸堿，以及染色、印花工序使用的助劑和染料。前處理工序廢水量約占廢水總量的45％左右，染色/印花工序廢水量約占總量的50％-55％，而后整理工序廢水產(chǎn)生量很少，目前前處理的COD平均濃度在3000mg/l左右。染色/印花的主要污染物是助劑和殘留的染料，COD平均濃度在1000mg/l左右；混合后，總平均濃度在2000mg/l左右。染整廢水的色度是特征污染指標，并是引起人們關注的污染指標，染整工藝中染料的平均上染率在90%，所以染整廢水中染料的殘留率平均在10%，是造成色度的主要原因，根據(jù)不同染料和工藝一般處理前色度在200－500倍。pH是染整廢水又一特征指標，棉印染前處理時，不管退漿、煮煉還是絲光都是用堿在90°左右高溫下處理，總染整廢水pH在10－11；滌綸堿減量工藝主要用氫氧化鈉，總廢水pH也在10－11，因此染整廢水絕大部分屬堿性，處理的第一道工藝是調整pH值；但是絲綢染整和毛染整采用酸性染料，總廢水呈偏酸性，一般pH為5?？偟桶钡獊碓从谌玖虾驮希缗嫉玖系?。目前我國已經(jīng)頒布的《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術規(guī)范》（GB18401）中規(guī)定了部分禁用染料，其中有一些偶氮染料，這些僅是偶氮染料中的一小部分染料。一般染整廢水總氮和氨氮并不很高，在10mg/l以下；但是如果采用蠟染工藝，需要用尿素，其廢水總氮可達約300mg/l，處理達標較困難?？偭资潜敬涡抻喰略鲰椖?，考慮我國地表水富營養(yǎng)化嚴重，需要予以控制，染整廢水中磷的來源是含磷洗滌劑；部分企業(yè)采用磷酸三鈉，磷的濃度就會很高，達到幾十毫克每升，這類廢水必需將含磷高的廢水在前處理中去除。SS在生產(chǎn)工藝中來源于纖維屑、未溶解的原料等，在處理前通過隔柵、柵網(wǎng)等去除。而處理后尾水中SS大多來自二沉池，沒有完全分離的污泥，根據(jù)一般情況在幾十到一百多毫克每升。硫化物主要來源于硫化染料，這是一類價格便宜，質量較好的染料，但是發(fā)達國家因其有毒，已列為禁用染料，目前我國部分企業(yè)還在使用，所以列入標準之中，這類廢水的硫化物含量約為幾十毫克每升。六價鉻主要來源有二，印花滾筒刻花時，使廢水中含有六價鉻，但目前已基本不采用這一工藝；另一來源是毛印染工藝中是可能采用重鉻酸鉀助劑。苯胺類主要來源于染料，染料的顏色由發(fā)色基團形成，部分染料具有苯環(huán)、氨基等，但是在廢水處理過程中，基本能予以分解。2、紡織染整污水特點分析(1)水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性和pH值變化大、水質變化劇烈。因化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術的進步，使PVA漿料、新型助劑等難以生化降解的有機物大量進入印染廢水中，增加了處理難度。(2)由于不同染料、不同助劑、不同織物的染整要求，所以廢水中的pH值、CODCr、ＢＯＤ5、顏色等也各不相同，但其共同的特點是ＢＯＤ5/ＣＯＤCr值均很低，一般在20%左右，可生化性差，因此需要采取措施，使ＢＯＤ5/ＣＯＤCr值提高到30%左右或更高些，以利于進行生化處理。(3)印染廢水中的高堿性廢水，其ＣＯＤCr值有的可達10萬mg/L以上，pH值≥12，因此必須進行預處理，把堿回收，并投加酸降低pH值，經(jīng)預處理達到一定要求后，再進入調節(jié)池，與其它的印染廢水一起進行處理。(4)印染廢水的另一個特點是色度高，有的可高達4000倍以上。所以印染廢水處理的重要任務之一就是進行脫色處理，為此需要研究和選用高效脫色菌、高效脫色混凝劑和有利于脫色的處理工藝。(5)印染行業(yè)中，PVA漿料和新型助劑的使用，使難生化降解的有機物在廢水中含量大量增加。特別是PVA漿料造成的ＣＯＤCr含量占印染廢水總ＣＯＤCr的比例相當大，而水處理用的普通微生物對這部分ＣＯＤCr很難降解。因此需要研究和篩選用來降解PVA的微生物。(6)因生產(chǎn)的間斷運行，故存在著水量水質的波動；對于大量使用還原染料、硫化染料、冰染料等的廢水，其化學絮凝效果相對較差。因此處理工藝要考慮這些因素，要有一定的適應水量、水質負荷變化的能力。§3、污染防治技術1、減少污染物的排放量

改革生產(chǎn)工藝，減少廢水排放，或者降低有毒廢水的毒性。重復利用廢水，盡量采用重復用水或循環(huán)用水系統(tǒng)，使廢水排放量減少或生產(chǎn)廢水經(jīng)適當處理后再循環(huán)使用?；厥沼杏梦镔|。

2、污染物治理技術（1）物理處理（2）生物處理（3）化學處理（1）物理處理使用沉淀、過濾、浮選等方法去除污水中的顆粒物質。（2）生物處理使用微生物的方法去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機物。比如活性污泥法、生物濾池法、生物轉盤法、生物接觸氧化法等。氧化池采用氧化溝工藝的污水處理廠鳥瞰生物膜示意圖（3）化學處理使用氧化、還原、化學沉淀法、混凝法、中和法、萃取法、吸附法、離心交換法、電滲析等方法去除或回收廢水中的溶解性物質或膠體物質。3、典型工藝

(1)厭氧-好氧-生物炭接觸處理工藝這里的厭氧處理不是傳統(tǒng)的厭氧硝化，而是進行水解和酸化作用。目的是對印染廢水中可生化性很差的某些高分子物質和不溶性物質通過水解酸化，降解為小分子物質和可溶性物質，提高可生化性和ＢＯＤ5/ＣＯＤCr值，為后續(xù)好氧生化處理創(chuàng)造條件。同時好氧生化處理產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)沉淀池全部回流到厭氧生化段，因污泥在厭氧生化段有足夠的停留時間(８h～１０h)，能進行徹底的厭氧消化，使整個系統(tǒng)沒有剩余污泥排放，即達到自身的污泥平衡(注：僅有少量的無機泥渣會在厭氧段積累，但不必設專門的污泥處理裝置)。厭氧池和好氧池中均安裝填料，屬生物膜法處理；生物炭池裝活性炭并供氧，兼有懸浮生長和固著生長法特點；脈沖進水的作用是對厭氧池進行攪拌。各部分的水力停留時間一般為：調節(jié)池：８h～１２h；厭氧生化池：８h～１０h好氧生化池：６h～８h；生物炭池：１h～２h脈沖發(fā)生器間隔時間：５min～１０min。該處理工藝系統(tǒng)，對于ＣＯＤCr≤1000mg/L的印染廢水，處理后的出水可達到國家排放標準，如進一步深度處理則可回用。對運轉5年以上的工程觀察，運行正常，處理效果穩(wěn)定，也沒有外排污泥，未發(fā)現(xiàn)厭氧生化池內污泥過度增長。(2)二級生化處理串聯(lián)工藝二級生化處理串聯(lián)的工藝，合建式氧化溝內設沉淀池，內沉池中污泥回流到厭氧水解酸化池，既提高生物量，又使污泥硝化。此處理工藝用于有機物濃度高，以印染廢水為主的綜合工業(yè)廢水處理。如某市工業(yè)區(qū)，把2個印染廠、各1個織染廠、針織廠、地毯總廠、塑料廠、日化廠和啤酒廠的廢水集中起來，用此工藝進行處理，既節(jié)省了投資，減少占地面積，又便于管理，降低了運行費用。氧化溝在污水處理中本身就是一個獨立的自成系統(tǒng)的工藝，在城市污水和工業(yè)廢水處理中都有應用，采用單一的氧化溝系統(tǒng)處理印染廢水(Q=2500m3/d，ＢＯＤ5≤1200mg/L，ＣＯＤCr≤1500mg/L，pH=１１～１３)，處理后出水水質達到ＢＯＤ5≤30mg/L，ＣＯＤCr≤100mg/L，SS≤70mg/L，pH=６～９。其處理工藝系統(tǒng)為加酸中和后采用Ⅰ、Ⅱ級氧化溝(均設內沉池)串聯(lián)。(3)生化、物化相結合工藝主要染料為硫化、涂料、凡士林、活性及化學助劑。處理水量為100m3/d(漂煉60m3/d，染色40m3/d)，水質為：pH=１０～１２，ＣＯＤCr=1000mg/L,ＢＯＤ5=200mg/L～300mg/L，色度為200倍～300倍。厭氧水解酸化池內設半軟性填料、生物接觸氧化池內設SNP型新型填料。后續(xù)物化處理采用加藥反應氣浮池，采用加藥反應氣浮池的特點為：一是脫落的生物膜、懸浮物等去除率高，可達到80%～90%；二是色度去除高，可達到95%；三是氣浮池水力停留時間短，約30min左右，而沉淀池水力停留時間1.5h～2h，故氣浮池