環(huán)保染整技術(shù)盤(pán)點(diǎn)

環(huán)保染整技術(shù)盤(pán)點(diǎn)宋富佳瀏凱琳【期刊名稱】《紡織導(dǎo)報(bào)》【年(卷)，期】2018(000)011【總頁(yè)數(shù)】5頁(yè)(P63-67)【作者】宋富佳瀏凱琳【作者單位】中國(guó)紡織信息中心;中國(guó)紡織信息中心【正文語(yǔ)種】中文1環(huán)保前處理工藝技術(shù)1.1棉織物低溫快速連續(xù)練漂工藝常規(guī)棉織物練漂工藝路線長(zhǎng)、耗能大、排污大，以退煮、漂兩段工藝為例，耗汽量高達(dá)2.9t/h。近年來(lái)發(fā)展的高溫煮練低溫漂白或低溫煮練高溫漂白等節(jié)能工藝技術(shù)，路線仍較長(zhǎng)，耗能仍較大。山西彩佳印染有限公司開(kāi)發(fā)的棉織物低溫快速連續(xù)練漂工藝(圖1)則通過(guò)快速低溫練漂助劑的應(yīng)用，在現(xiàn)有常規(guī)連續(xù)氧漂生產(chǎn)線上采用高給液等工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了棉織物的高效低溫連續(xù)一浴一步法退煮漂工藝。圖1棉織物低溫快速連續(xù)練漂工藝設(shè)備流程示意圖該工藝突破了傳統(tǒng)冷堆工藝效率低和連續(xù)汽蒸工藝能耗高的弊病。較之常規(guī)冷堆工藝，棉織物低溫一浴一步低堿連續(xù)練漂工藝將堆置時(shí)間從12~24h減少為75~90min;較之常規(guī)兩步法汽蒸工藝，將傳統(tǒng)的練漂工藝溫度由100^降低到40°C,耗汽、耗水和化學(xué)品用量均減少50%以上，耗電量減少40%以上；在降低能耗的同時(shí)也降低了污染，練漂污水pH值由12降至7~8,COD總量降低60%以上。1.2復(fù)合生物酶短流程前處理工藝傳統(tǒng)棉紡織物退漿采用淀粉酶或燒堿/雙氧水，使用連續(xù)或冷堆法對(duì)織物上的漿料進(jìn)行去除，其缺點(diǎn)是兼容性存在問(wèn)題，淀粉酶只對(duì)淀粉有分解作用，對(duì)PVA無(wú)作用；燒堿/雙氧水冷堆對(duì)PVA有一定去除作用，但無(wú)法去除淀粉漿，也不適用于多纖維產(chǎn)品，另外還存在廢水難處理、手感硬、磨毛易出條花等問(wèn)題。復(fù)合生物酶前處理工藝（圖2）則是采用淀粉酶、過(guò)氧化氫酶、果膠酶、雙氧水、非離子乳化劑，直接或在燒毛后浸軋工作液，然后保溫堆置12h以上，之后薄布直接漂白，厚布直接煮漂。圖2復(fù)合生物酶前處理作用機(jī)理復(fù)合生物酶短流程前處理工藝的纖維適應(yīng)性廣，實(shí)際生產(chǎn)管控簡(jiǎn)單；漿料去除率高，可實(shí)現(xiàn)PVA降解，在高支高密織物上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯；在高彈彈力類、磨毛類面料上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也非常突出。此外，該工藝節(jié)能減排降耗優(yōu)勢(shì)同樣明顯。傳統(tǒng)工藝流程長(zhǎng)，退漿、煮練、漂白采用長(zhǎng)車生產(chǎn)，水、電、汽的消耗量大，化學(xué)品特別是燒堿用量大，造成廢水含堿量高。復(fù)合生物酶短流程工藝采用軋酶、漂白/煮練、漂白工藝，可節(jié)約大量的水、電、汽，且因加工過(guò)程中用堿量極低，污水處理難度也相應(yīng)降低。另外，該工藝可實(shí)現(xiàn)污水濃淡分離，有利于資源化利用。傳統(tǒng)工藝的污水量大，含堿高，COD含量低（5g/kg），處理方式受到限制，多采用UASB和水解酸化方式處理，效率低，藥劑耗用量大，污泥產(chǎn)出多。復(fù)合酶工藝產(chǎn)出污水量低，堿含量低，COD含量高（＞13g/kg），可采用CO2中和，不加任何藥劑，采用IC塔處理，可產(chǎn)出沼氣，然后利用沼氣燃燒制蒸汽，可實(shí)現(xiàn)資源化利用。2環(huán)保染色工藝技術(shù)2.1活性染料無(wú)鹽染色技術(shù)活性染料染色過(guò)程中鹽用量大、染料利用率低、能耗和水耗高、一次成功率低，一直是印染行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大瓶頸。為了實(shí)現(xiàn)活性染料的無(wú)鹽染色，國(guó)內(nèi)外對(duì)纖維的陽(yáng)離子改性進(jìn)行了大量研究。雖然該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)無(wú)鹽染色，但是，纖維陽(yáng)離子化后極易染花，很難實(shí)現(xiàn)勻染。同時(shí)，染色產(chǎn)品的日曬牢度等指標(biāo)下降。由青島大學(xué)牽頭研發(fā)的活性染料無(wú)鹽染色技術(shù)（圖3）突破了傳統(tǒng)染色理論和無(wú)鹽染色技術(shù)瓶頸，研發(fā)了織物和棉、麻原纖維無(wú)鹽染色成套技術(shù)和裝備，創(chuàng)建了基于活性染料電中性分子反應(yīng)的無(wú)鹽染色新理論，開(kāi)發(fā)了全色譜系列無(wú)鹽染色專用活性染料和固色堿劑。圖3活性染料無(wú)鹽連續(xù)染色工藝流程示意圖在成套技術(shù)及裝備創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，該技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)了無(wú)鹽染色的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，徹底消除了鹽的使用，大幅度提高了產(chǎn)品質(zhì)量和附加值。織物染色一次成功率達(dá)到98.5%，與兩相法染色相比，成功率提高5.5%，節(jié)能27%，減少污染物排放74.2%；與常規(guī)散纖維染色相比，生產(chǎn)成本降低32%，節(jié)約化學(xué)品67%，廢水排放量減少46%。2.2針織物平幅染整加工技術(shù)由于針織物結(jié)構(gòu)的特殊性，目前針織物的染整加工大多為繩狀間歇式加工，在染缸里完成前處理、染色和水洗，需要消耗大量的水、電、汽，很多助劑和染料會(huì)隨著污水排掉，增加了污水處理負(fù)擔(dān)。而平幅連續(xù)染整加工可有效解決目前繩狀間歇式染整加工的問(wèn)題，使針織布實(shí)現(xiàn)連續(xù)式前處理、冷染、水洗，解決缸差問(wèn)題，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，同時(shí)大大減少了水、電、汽的消耗，達(dá)到節(jié)水減排、節(jié)能環(huán)保的目的。與繩狀間歇式染整加工相比，平幅連續(xù)染整加工可實(shí)現(xiàn)節(jié)水60%、節(jié)能50%、減少染化料助劑15%~25%，織物染色均勻性更高、表面更光潔。恒天立信旗下的高樂(lè)、瑞士Benninger（貝寧格）（圖4）、德國(guó)歐寶泰克等公司的針織物平幅漂白、染色、水洗等生產(chǎn)線，既可提高效率，又能降低加工成本，有力促進(jìn)了針織物平幅連續(xù)加工的技術(shù)進(jìn)步。恒天立信在山東已運(yùn)轉(zhuǎn)的兩條針織物平幅漂白、絲光、染色、水洗及后整理生產(chǎn)線生產(chǎn)實(shí)踐證明，針織物的平幅加工具有下列優(yōu)點(diǎn)：不產(chǎn)生折皺；不起毛起球；減少15%~20%前處理和后加工成本（總計(jì)約10%）；不產(chǎn)生剖幅疵點(diǎn)所造成的織物損傷（干態(tài)針織物比濕態(tài)針織物更易剖幅）；相比溢流加工，可節(jié)約50%的蒸汽和水；不產(chǎn)生磨損或擦傷；化纖的收縮易控，重現(xiàn)性高。所以，針織物的平幅加工可在最佳的生產(chǎn)成本中獲得更好的生產(chǎn)效率，更低的用水量降低了廢水處理量，從而節(jié)約了水處理成本，減輕了環(huán)境的負(fù)擔(dān)。圖4貝寧格針織物平幅加工生產(chǎn)線2.3泡沫染整技術(shù)由于浴比小，泡沫染整技術(shù)可以大大節(jié)約用水，并顯著降低各種助劑的用量，縮短加工時(shí)間。此外，常規(guī)染色織物帶液率一般為60%~80%，泡沫染色織物帶液率—般為10%~40%，從而可減少?gòu)U水排放，降低對(duì)環(huán)境的影響。近年來(lái)，泡沫染整技術(shù)的發(fā)展主要在泡沫染色的理論研究、雙面泡沫整理技術(shù)和泡沫染整設(shè)備（圖5）的改進(jìn)方面。活性染料泡沫染色技術(shù)：以十二烷基硫酸鈉、瓜爾膠與十二醇復(fù)配作為泡沫染色體系發(fā)泡劑和穩(wěn)定劑，在相同染料用量下，泡沫染色的固色率和表觀色深大于常規(guī)軋染，色牢度與常規(guī)軋染相當(dāng)。單面異性多功能泡沫整理技術(shù)：?jiǎn)蚊嬲?，控制帶液率，在提高正面的防污易去污性能同時(shí)使反面具有較好的潤(rùn)濕性，再進(jìn)行阻燃整理，實(shí)現(xiàn)雙面不同功能的整理效果，且對(duì)手感影響小于涂層整理。該技術(shù)可應(yīng)用于各種功能整理產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。圖5AUTOFOAM發(fā)泡機(jī)泡沫染整技術(shù)具有低給液、高效率、低排放的優(yōu)勢(shì)，但目前對(duì)泡沫的流變性、觸變性等理論研究還不成熟，給工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)指導(dǎo)帶來(lái)困難。因此要加強(qiáng)泡沫染整相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究，同時(shí)開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保且適應(yīng)泡沫染整加工的各種助劑，提升泡沫染整設(shè)備的技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)泡沫技術(shù)在染整加工各環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。具體而言，泡沫染色需進(jìn)一步完善涂料染色、活性染料染色技術(shù)，并結(jié)合泡沫染色設(shè)備的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化推廣普及。泡沫整理需全面研究單面可控整理、雙面差異化多功能整理和三明治式多功能整理技術(shù)，根據(jù)不同的加工工藝和所用化學(xué)品正確選擇發(fā)泡劑、發(fā)泡方式和施加方式，實(shí)現(xiàn)其他整理技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的效果，開(kāi)發(fā)各類功能性的運(yùn)動(dòng)服裝、家用紡織品、汽車內(nèi)飾用面料、醫(yī)用非織造布和衛(wèi)生用品等產(chǎn)品。2.4非水介質(zhì)染色技術(shù)紡織印染行業(yè)染色用水量和廢水排放量問(wèn)題突出。采用非水介質(zhì)染色，從源頭制止污染、減少反應(yīng)副產(chǎn)物，符合綠色發(fā)展理念。重要的非水介質(zhì)染色技術(shù)包括有機(jī)溶劑染色和超臨界CO2染色等。2.4.1有機(jī)溶劑染色技術(shù)溶劑染色以有機(jī)溶劑作為染色介質(zhì)，在有機(jī)溶劑中染料更容易與纖維結(jié)合，染色溫度比傳統(tǒng)工藝低，可減少熱量消耗，節(jié)省能源；染色介質(zhì)采用有機(jī)溶劑，染色時(shí)不需水，節(jié)省染色過(guò)程水消耗；溶劑與水不相溶，染色后廢液易于回收。早期用于染色的溶劑多為氯代烯烴，因其無(wú)法溶脹纖維、溶解染料，比較適用于分散染料染合成纖維，但易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，對(duì)環(huán)境和健康也有嚴(yán)重危害。溶劑反膠束染色法是一種新型的溶劑染色方法，該染色方法是將活性染料先溶解于少量水中制備高濃度的染料水溶液，然后將其分散于有機(jī)溶劑連續(xù)相中形成反膠束，再對(duì)纖維素纖維進(jìn)行染色。早期用于反膠束染色的連續(xù)相介質(zhì)大多是脂肪烷烴、環(huán)烷烴、苯等非極性溶劑，對(duì)人體健康和環(huán)境都會(huì)造成較大傷害。浙江理工大學(xué)劉今強(qiáng)教授等人利用D5（十甲基環(huán)五硅氧烷）作為非水介質(zhì)，開(kāi)發(fā)出活性染料/。5懸浮體系染色方法。該方法將活性染料與表面活性劑以球磨的方式分散在D5中，獲得高濃度色漿。染色時(shí)先將棉織物以一定濃度堿液浸軋，而后將帶有一定軋液率的織物入染，與之相配的D5皂洗技術(shù)也被開(kāi)發(fā)出來(lái)。據(jù)報(bào)道，2017年11月由浙江理工大學(xué)王際平教授主要負(fù)責(zé)的〃非水介質(zhì)染色關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化示范”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目在杭州啟動(dòng)，該項(xiàng)目主要針對(duì)傳統(tǒng)印染行業(yè)在紡織品染色過(guò)程中水資源的巨大消耗和污水排放多、難處理的問(wèn)題，采用兩種不同的原創(chuàng)性關(guān)鍵技術(shù)體系（硅基非水介質(zhì)染色關(guān)鍵技術(shù)和極性/非極性二元非水介質(zhì)染色關(guān)鍵技術(shù)）來(lái)達(dá)到染色全過(guò)程節(jié)水95%、污水零排放的目的。2.4.2超臨界CO2流體染色技術(shù)超臨界CO2流體染色是一種非水染色技術(shù)，主要適用于非離子類的難溶性分散染料，適染的纖維包括滌綸、錦綸、醋酯纖維，也曾被研究用于丙綸和芳綸染色，最近被研究用于羊毛和棉等天然纖維的染色，其中最有前景的首推滌綸染色。該技術(shù)采用CO2作為染色介質(zhì)，把染料溶解送到纖維孔隙，使染料快速均勻地上染到織物上，染色結(jié)束后，CO2又可與染料充分分離，不需要清洗、烘干等操作過(guò)程，未利用的染料可回收。超臨界CO2染色技術(shù)在染色過(guò)程中無(wú)需助劑，不用水做介質(zhì)，不用染色后處理和染后烘燥，可節(jié)能80%左右，染色速度也比傳統(tǒng)工藝快好幾倍，效率較高。CO2還可以反復(fù)循環(huán)使用，殘留的染料可以粉末狀態(tài)回收，真正實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能環(huán)保。荷蘭DyeCoo公司開(kāi)發(fā)的DyeOx（圖6）被認(rèn)為是首臺(tái)超臨界CO2商業(yè)染色機(jī)。使用DyeOx染色，無(wú)需用水和助劑，上染率達(dá)98%。由于采用干式加工，所以其染色效率高，節(jié)能效果明顯，且95%的CO2可回收利用。DyeOx染色單元可3組并聯(lián)，單組最大載量200kg，日均產(chǎn)能4匚目前臺(tái)灣的福懋興業(yè)（FTC）、遠(yuǎn)東新世界股份有限公司及儒鴻企業(yè)股份有限公司均將DyeCoo無(wú)水染色技術(shù)用于成衣面料的染色。圖6DyeOx超臨界CO2染色設(shè)備但是，采用超臨界CO2流體染色也存在一些需要解決的問(wèn)題。一是生產(chǎn)設(shè)備價(jià)格高，而且是高壓系統(tǒng)，一次性投資較大；二是適用于超臨界CO2流體染色的染料品種不夠齊全，有關(guān)染色工藝也有待于進(jìn)一步研究完善。2.4.3磁控濺射〃染色”技術(shù)以紡織品作為基材，運(yùn)用高真空的磁控濺射技術(shù)在織物表面沉積不同納米金屬薄膜，可以制成各種功能性面料。例如，鍍鋁織物有防紫外線性能，鍍銀可得到抗菌性能，鍍銅可實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽性能。磁控濺射技術(shù)所制備的復(fù)合織物鍍層致密均勻，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不僅保持了織物原有的柔軟性和服用性，還賦予紡織品各種功能。該方法不需要使用水、蒸汽和化學(xué)品，不存在環(huán)境污染，在紡織印染行業(yè)具有一定的應(yīng)用前景。磁控濺射技術(shù)在染色加工中同樣有用武之地。3年前，筆者曾在上海面料展上見(jiàn)到一家韓國(guó)展商展示了一系列鍍金面料，從產(chǎn)品宣傳資料可以基本斷定其采用了磁控濺射技術(shù)。在國(guó)內(nèi)，北京納米生色科技有限公司推出的〃納米生色技術(shù)”（圖7）極有可能也采用了磁控濺射技術(shù)，將金屬材料及其氧化物、半導(dǎo)體材料或非金屬材料轉(zhuǎn)化為復(fù)合納米粒子，直接濺射到織物表面，從而產(chǎn)生色彩和圖案。據(jù)介紹，該技術(shù)綜合成本低于傳統(tǒng)的印染工藝，且占地省，能耗低，生產(chǎn)工藝不需要水，不排放廢水，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)。圖7采用〃納米生色技術(shù)”制成的面料3環(huán)保型牛仔后整理技術(shù)在牛仔后整理領(lǐng)域，繼Jeanologia公司推出〃牛仔零排放加工中心”后，意大利成衣整理技術(shù)專家Tonello開(kāi)發(fā)了一種集多功能于一體且可完成所有牛仔成衣后整理的作業(yè)系統(tǒng)。Tonello的這套系統(tǒng)由ECOfree2、NoStone?、Core和UP等單元組成。ECOfree2可將臭氧溶解在水中，使靛藍(lán)在洗滌過(guò)程中降解，能夠降低人工成本，并大幅減少水和化學(xué)品的使用。與LeviStrauss合作開(kāi)發(fā)的NoStone?技術(shù)可在不使用浮石的情況下呈現(xiàn)石洗效果，從而提高生產(chǎn)效率。TonelloUP的優(yōu)勢(shì)包括降低浴比、能耗、加工時(shí)間和成本。Core單元用于創(chuàng)造特殊效果、提高性能，并能減少高達(dá)96%的水洗用水量。廣東愛(ài)斯達(dá)等單位合作開(kāi)發(fā)了具有多面料交替自動(dòng)化處理功能的激光剪裁與雕刻一體機(jī)（圖8）,實(shí)現(xiàn)了激光快速剪裁和局部水洗、雕花效果，優(yōu)化了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率；開(kāi)發(fā)了新型臭氧水洗工藝，使臭氧在氣相系統(tǒng)中快速實(shí)現(xiàn)服裝整體或局部脫色仿舊效果，替代傳統(tǒng)水浴氧化劑，減少了污染物排放；開(kāi)發(fā)了針對(duì)牛仔服裝生產(chǎn)和管理特點(diǎn)的多系統(tǒng)集成的智能化生產(chǎn)平臺(tái)，以此為基礎(chǔ)建立了牛仔服裝生產(chǎn)單件流管理模式?；诖?項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，與吊掛生產(chǎn)系統(tǒng)和先進(jìn)的縫制設(shè)備集成，構(gòu)成整個(gè)智能化生產(chǎn)系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，該生產(chǎn)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多品種混合投線和連續(xù)化生產(chǎn)，同時(shí)可減少用工成本1/4以上，提升總體生產(chǎn)效率20%~30%。另外，耗水量相對(duì)于傳統(tǒng)水洗工藝減少了45%~70%，廢水COD降低2