第四專(zhuān)題紡織行業(yè)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展

紡織行業(yè)環(huán)境保護(hù)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(shù)§4、行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

習(xí)題與思考題第四專(zhuān)題引言近年來(lái)，我國(guó)紡織印染行業(yè)的快速發(fā)展，使我國(guó)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(guó)家。同時(shí)，紡織印染行業(yè)帶來(lái)的水消耗和水污染壓力也越來(lái)越大。如何促進(jìn)印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)雙贏是擺在政府和企業(yè)面前的一道難題。為此，我們應(yīng)鼓勵(lì)企業(yè)采用清潔高效的新技術(shù)，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(kāi)展資源綜合利用，采用低廢、無(wú)廢工藝，高效的設(shè)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(duì)污水的處理。對(duì)污染嚴(yán)重的印染企業(yè)，要強(qiáng)制實(shí)行清潔生產(chǎn)審核?！?、行業(yè)概述與污染現(xiàn)狀1、紡織纖維原料加工量的增長(zhǎng)紡織纖維原料的加工總量，200多年來(lái)有了突飛猛進(jìn)的大發(fā)展，由全球1800年的160萬(wàn)噸猛增到7700萬(wàn)噸以上，增長(zhǎng)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(zhǎng)到2008年12.3公斤/人·年。1976年聯(lián)合國(guó)曾發(fā)布經(jīng)濟(jì)學(xué)家分析的結(jié)果：服裝用紡織纖維消費(fèi)量每人每年平均3.6公斤/人·年將達(dá)到飽和。理由：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(fèi)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(fèi)量不會(huì)增加很多。2008年全球服裝用紡織纖維人年均消費(fèi)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(guó)發(fā)布全球人口2050年預(yù)測(cè)為92億，以此為基礎(chǔ)推算，預(yù)測(cè)2050年：全球紡織纖維加工總量將達(dá)到2.53億噸，服裝消費(fèi)約為4.50公斤/人·年，占總量16.4%；家用紡織品消費(fèi)約為4.46公斤/人·年，占總量16.2%；產(chǎn)業(yè)用紡織品消費(fèi)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(yīng)、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(kāi)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(shù)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(duì)環(huán)境友好的生物質(zhì)資源（纖維素、蛋白質(zhì)、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(zhì)資源轉(zhuǎn)化物聚合生產(chǎn)各種合成纖維（聚左旋乳酸、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯等）。同時(shí)，為適應(yīng)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(kāi)發(fā)。2、中國(guó)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(diǎn)是“亞洲四小龍”。接著1987～2003年由“亞洲四小龍”向中國(guó)轉(zhuǎn)移。中國(guó)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(yīng)紡織品、服裝全球貿(mào)易量的二分之一，成為名符其實(shí)的紡織第一大國(guó)。但是，隨著第三世界的發(fā)展，中國(guó)勞動(dòng)力成本的上升，紡織產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)為：東部向中、西部轉(zhuǎn)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(kāi)始由中國(guó)向南亞和東南亞轉(zhuǎn)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(jì)發(fā)達(dá)的原紡織大國(guó)（法國(guó)、英國(guó)、意大利、德國(guó)等）向中國(guó)轉(zhuǎn)移。滌綸、腈綸、維綸、紡紗、織造等的生產(chǎn)能力已趨飽和或過(guò)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(jié)、加工及其復(fù)合加工等正在發(fā)展。今后十年，中國(guó)將由原來(lái)以中低端產(chǎn)品為主的“紡織大國(guó)”向高性能產(chǎn)品為主的“紡織強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)。為適應(yīng)這一現(xiàn)狀，國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)、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(dāng)前及今后“鼓勵(lì)”、“限制”和“淘汰”等不同類(lèi)別的加工設(shè)備目錄和清單。3、紡織行業(yè)的污染現(xiàn)狀2006年6月，國(guó)家發(fā)改委和中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)共同發(fā)布了《紡織工業(yè)“十一五”發(fā)展綱要》，在對(duì)“十一五”期間紡織工業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作了預(yù)測(cè)的同時(shí)，對(duì)節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)指標(biāo)也提出了約束性目標(biāo)要求。到2010年，紡織纖維加工總量將達(dá)到3600萬(wàn)噸。其中國(guó)內(nèi)纖維消費(fèi)量約占纖維加工總量的75%。紡織品服裝出口額將達(dá)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(guó)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。《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4287－92實(shí)施以來(lái)，染整工藝有了較大的發(fā)展，污染物的種類(lèi)和濃度有了很大的變化。根據(jù)《2010年環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)》，2010年，在統(tǒng)計(jì)的39個(gè)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(xué)原料及制品業(yè)、電力業(yè)、紡織業(yè)。這4個(gè)行業(yè)排放的廢水占重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)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(xué)原料及制品業(yè)、紡織業(yè)。4個(gè)行業(yè)的COD排放量占全國(guó)重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)企業(yè)COD排放量的65％。紡織業(yè)在全國(guó)工業(yè)行業(yè)廢水排放量和化學(xué)需氧排放量中均排第四位，說(shuō)明紡織業(yè)已成為我國(guó)污染防治的重點(diǎn)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(guó)染整廢水排放總量的90％。我國(guó)水環(huán)境有污染惡化趨勢(shì)，水環(huán)境污染事件頻頻發(fā)生，特別是2007年5月太湖藍(lán)藻爆發(fā)以來(lái)，湖庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題得到社會(huì)各界廣泛的關(guān)注，需要考慮造成富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)。同時(shí)，由于我國(guó)紡織染整企業(yè)數(shù)量較多，且相對(duì)集中，已造成某些地區(qū)的嚴(yán)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(dá)100萬(wàn)噸/天，某一省紡織企業(yè)總數(shù)高達(dá)3萬(wàn)多家，其中印染廠(chǎng)有2萬(wàn)家，某縣級(jí)市有3000多家紡織、化纖企業(yè)，印染廠(chǎng)達(dá)2000多家，甚至4平方公里范圍內(nèi)竟有40多個(gè)印染廠(chǎng)，在這種情況下即使全部處理達(dá)到GB4287-92排放標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境也難以承受，必需制定更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)?！?、污染分析污水中主要含有紡織纖維上的污物、油脂、鹽類(lèi)以及加工過(guò)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(diǎn)是有機(jī)物濃度高、成分復(fù)雜、色度深且多變，pH變化大，水量水質(zhì)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(jī)污染物，主要污染物來(lái)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(biāo)，并是引起人們關(guān)注的污染指標(biāo)，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(biāo)，棉印染前處理時(shí)，不管退漿、煮煉還是絲光都是用堿在90°左右高溫下處理，總?cè)菊麖U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(diào)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?lái)源于染料和原料，例如偶氮染料等。目前我國(guó)已經(jīng)頒布的《國(guó)家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)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(dá)約300mg/l，處理達(dá)標(biāo)較困難?？偭资潜敬涡抻喰略鲰?xiàng)目，考慮我國(guó)地表水富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，需要予以控制，染整廢水中磷的來(lái)源是含磷洗滌劑；部分企業(yè)采用磷酸三鈉，磷的濃度就會(huì)很高，達(dá)到幾十毫克每升，這類(lèi)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(lái)源于纖維屑、未溶解的原料等，在處理前通過(guò)隔柵、柵網(wǎng)等去除。而處理后尾水中SS大多來(lái)自二沉池，沒(méi)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(lái)源于硫化染料，這是一類(lèi)價(jià)格便宜，質(zhì)量較好的染料，但是發(fā)達(dá)國(guó)家因其有毒，已列為禁用染料，目前我國(guó)部分企業(yè)還在使用，所以列入標(biāo)準(zhǔn)之中，這類(lèi)廢水的硫化物含量約為幾十毫克每升。六價(jià)鉻主要來(lái)源有二，印花滾筒刻花時(shí)，使廢水中含有六價(jià)鉻，但目前已基本不采用這一工藝；另一來(lái)源是毛印染工藝中是可能采用重鉻酸鉀助劑。苯胺類(lèi)主要來(lái)源于染料，染料的顏色由發(fā)色基團(tuán)形成，部分染料具有苯環(huán)、氨基等，但是在廢水處理過(guò)程中，基本能予以分解。2、紡織染整污水特點(diǎn)分析(1)水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性和pH值變化大、水質(zhì)變化劇烈。因化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使PVA漿料、新型助劑等難以生化降解的有機(jī)物大量進(jìn)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(diǎn)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(jìn)行生化處理。(3)印染廢水中的高堿性廢水，其ＣＯＤCr值有的可達(dá)10萬(wàn)mg/L以上，pH值≥12，因此必須進(jìn)行預(yù)處理，把堿回收，并投加酸降低pH值，經(jīng)預(yù)處理達(dá)到一定要求后，再進(jìn)入調(diào)節(jié)池，與其它的印染廢水一起進(jìn)行處理。(4)印染廢水的另一個(gè)特點(diǎn)是色度高，有的可高達(dá)4000倍以上。所以印染廢水處理的重要任務(wù)之一就是進(jìn)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(jī)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(dāng)大，而水處理用的普通微生物對(duì)這部分ＣＯＤCr很難降解。因此需要研究和篩選用來(lái)降解PVA的微生物。(6)因生產(chǎn)的間斷運(yùn)行，故存在著水量水質(zhì)的波動(dòng)；對(duì)于大量使用還原染料、硫化染料、冰染料等的廢水，其化學(xué)絮凝效果相對(duì)較差。因此處理工藝要考慮這些因素，要有一定的適應(yīng)水量、水質(zhì)負(fù)荷變化的能力?！?、污染防治技術(shù)1、減少污染物的排放量

改革生產(chǎn)工藝，減少?gòu)U水排放，或者降低有毒廢水的毒性。重復(fù)利用廢水，盡量采用重復(fù)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(dāng)處理后再循環(huán)使用?；厥沼杏梦镔|(zhì)。

2、污染物治理技術(shù)（1）物理處理（2）生物處理（3）化學(xué)處理（1）物理處理使用沉淀、過(guò)濾、浮選等方法去除污水中的顆粒物質(zhì)。（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(jī)物。比如活性污泥法、生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)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(chǎng)鳥(niǎo)瞰生物膜示意圖（3）化學(xué)處理使用氧化、還原、化學(xué)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(zhì)或膠體物質(zhì)。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(jìn)行水解和酸化作用。目的是對(duì)印染廢水中可生化性很差的某些高分子物質(zhì)和不溶性物質(zhì)通過(guò)水解酸化，降解為小分子物質(zhì)和可溶性物質(zhì)，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(shí)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(shí)間(８h～１０h)，能進(jìn)行徹底的厭氧消化，使整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有剩余污泥排放，即達(dá)到自身的污泥平衡(注：僅有少量的無(wú)機(jī)泥渣會(huì)在厭氧段積累，但不必設(shè)專(zhuān)門(mén)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(zhǎng)和固著生長(zhǎng)法特點(diǎn)；脈沖進(jìn)水的作用是對(duì)厭氧池進(jìn)行攪拌。各部分的水力停留時(shí)間一般為：調(diào)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(shí)間：５min～１０min。該處理工藝系統(tǒng)，對(duì)于ＣＯＤCr≤1000mg/L的印染廢水，處理后的出水可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，如進(jìn)一步深度處理則可回用。對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)5年以上的工程觀察，運(yùn)行正常，處理效果穩(wěn)定，也沒(méi)有外排污泥，未發(fā)現(xiàn)厭氧生化池內(nèi)污泥過(guò)度增長(zhǎng)。(2)二級(jí)生化處理串聯(lián)工藝二級(jí)生化處理串聯(lián)的工藝，合建式氧化溝內(nèi)設(shè)沉淀池，內(nèi)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(jī)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(gè)印染廠(chǎng)、各1個(gè)織染廠(chǎng)、針織廠(chǎng)、地毯總廠(chǎng)、塑料廠(chǎng)、日化廠(chǎng)和啤酒廠(chǎng)的廢水集中起來(lái)，用此工藝進(jìn)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(yùn)行費(fèi)用。氧化溝在污水處理中本身就是一個(gè)獨(dú)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(yīng)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(zhì)達(dá)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(jí)氧化溝(均設(shè)內(nèi)沉池)串聯(lián)。(3)生化、物化相結(jié)合工藝主要染料為硫化、涂料、凡士林、活性及化學(xué)助劑。處理水量為100m3/d(漂煉60m3/d，染色40m3/d)，水質(zhì)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(nèi)設(shè)半軟性填料、生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)SNP型新型填料。后續(xù)物化處理采用加藥反應(yīng)氣浮池，采用加藥反應(yīng)氣浮池的特點(diǎn)為：一是脫落的生物膜、懸浮物等去除率高，可達(dá)到80%～90%；二是色度去除高，可達(dá)到95%；三是氣浮池水力停留時(shí)間短，約30min左右，而沉淀池水力停留時(shí)間1.5h～2h，故氣浮池