印染能耗环保及节能减排技术-纺织技术中心

印染能耗环保及节能减排技术

摘要:从节能减排的角度，对国际及我国印染行业目前的能耗、污染物排放和治理的情况进行了讨论，从推广节能型技术和设备、加快原有设备的技术改造、加强生产过程的管理及控制、强化污染物治理、生态园区开发建设等方面作了系统阐述。关键词：印染工业，节能减排，资源利用，环境保护一、“十五”以来我国印染工业资源消耗和污染状况进入21世纪以来，尤其是随着世界金融危机逼近，我国的纺织行业面临的利润低、资源消耗大、污染物排放量多的矛盾日益显现， 2008年1～5月我国全行业的平均销售利润率仅为3.0%[1]，这一数据反映出我国印染企业的环境治理能力十分薄弱，环境问题已经成为我国印染行业面临的极为严重的问题。1.1 单位产品能耗和水耗量大我国纺织工业特别是印染工业存在能耗、水耗高的问题，表1反映了我国目前棉印染单位产品的平均取水量和美国1990年代棉纺织品印染加工平均用水量以及我国和加拿大90年代代表性纺织印染加工企业的综合能耗水平[2]。由表可见，我国印染加工过程单位产品的能耗和水耗约为先进国家与地区90年代的消耗水平的2倍。表1 棉型产品印染加工过程的取水量和能耗情况

产品类型	取水量/（吨/吨产品）	综合能耗/（吨标准煤/吨产品）
中国 (2007年)	美国 (1990年代)	中国 (2007年)	加拿大（1990年代）
机织产品	250	115	4.2	1.75
针织产品	150	85	1.5	——

据2008年初全国印染行业协会对对有关印染厂的调查，目前印染产品加工过程的能耗情况[3]见表2。据有关资料介绍，我国台湾地区印染生产的能源消耗情况如表3所示[4]。表中所示数据标明，我国大陆印染企业的能耗水平与台湾地区也有较大的差距。表2 印染产品加工过程的能耗

项目	棉（机织物）	棉（针织物）	筒纱	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年初对江苏、浙江15家典型工厂的调查数据。表3 台湾地区印染生产的能源消耗情况

项目	能耗	涤纶	尼龙	棉	涤棉
机织物	用水量（m3/t）	46～75	58～94	87～142	92～150
用电量（3.6103kj/t）	464～618	515～686	831 ～1106	854～1137
针织物	用水量（m3/t）	43～51	48～57	52～62	62～73
用电量（3.6103kj/t）	634～1024	723～1167	754～1219	786～1270
筒纱	用水量（m3/t）	40～60	44～71	67～107	84～135
用电量（3.6103kj/t）	988	1140～1177	1205～1305	1916～1978

2.2 纺织印染废水排放量大2000年以来，纺织

印染工业在迅速发展的同时，环境保护问题也愈发突出。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。2003～2005年我国纺织行业大中型企业和印染废水排放情况[2]见图1。2007年全国第一次污染源产排污系数调查结果显示[2]，印染废水年排放总量可达到23～30亿吨，表明印染行业的废水排放量呈逐年上升趋势。与此同时，印染废水中的污染物排放量浓度也不断上升，图2反映了1980年代以来印染废水中COD排放量的变化情况。2.3 染整废水的来源及性质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。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。目前前处理废水的COD 平均浓度在3000mg/l 左右;染色/印花废水的COD 平均浓度在1000mg/l 左右;混合后，总平均浓度在2000 mg/l 左右。染整废水的BOD/COD 一般小于0.2，属于难生物降解的废水，BOD 小于500 mg/l[5]。随着纺织行业新材料、新助剂的大量开发应用，使纺织工业废水成分更为复杂，处理更为困难。例如， 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浓度大幅度上升，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。三、国内外纺织印染废水排放标准比较3.1 我国纺织印染废水排放标准我国已经在“纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287-92）”的基础上修订出新的纺织印染工业废水的排放标准，修改后的标准规定了水污染物排放浓度限值[5]，新标准在GB4287-92的基础上对

染整废水的排放限值上提出了更为严格的要求，该标准即将发布。表5 我国染整企业水污染物排放指标的比较

适用区域	现有企业排放限值	现有和新建企业排放限值	特别排放限值**
排放浓度限值	1	化学需氧量（CODCr，mg/L）	100	80	60
2	生化需氧量（BOD5，mg/L）	25	20	15
3	色度（稀释倍数）	80	60	40
4	pH值	6～9	6～ 9	6～9
5	悬浮物（SS，mg/L）	70	60	20
6	氨氮（mg/L）	15	12	10
7	硫化物（mg/L）	1.0	不得检出	不得检出
8	六价铬(mg/L)	0.5	不得检出	不得检出
9	苯胺类(mg/L)	1.0	不得检出	不得检出
10	二氧化氯(mg/L)	0.5	0.5	0.5
	11	总磷(mg/L)	1.0	0.5	0.5
	12	总氮(mg/L)	20	15	12
单位产品基准排水量（吨/吨产品）*	250	210	210

注：*棉印染也有采用百米为基准单位，是指标准宽幅以914mm计（36英寸）计。实际上与宽幅、厚度、纤维性质类型都有关。各类宽幅、厚

度织物重量与长度转换可查“印染企业综合能耗计算导则（FZ/T01002-91）中附录B重量修正系数进行计算。**指在国土开发密度已经较高、环境承载能力开始减弱，或环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，应严格控制企业的污染物排放行为，在上述地区的企业执行新标准规定的水污染物特别排放限值。3.2 发达国家纺织染整废水的排放标准比较美、欧、德、日等发达国家对纺织印染废水的排放标准限值见表6[2]。表6 发达国家纺织染整工业水污染物排放限值单位（mg/l）

	国内外相关标准	CODcr	BOD5	悬浮物	总氮	总磷	氨氮	亚硫酸盐	色度	硫化物	苯酚	总铬
日本（1）	国家标准	120	120	150	60	8					5	2
琵琶湖标准	现有企业	30	20	70	8	0.8
新建企业	20	15	70	8	0.5					1	0.1
德国（2）	纺织制造和织物整理	160	25		20	2	10	1		1		0.5
洗毛厂	150	10		30	2
欧盟（3）	一般地区*	125	25	35
敏感地区**	125	25	35	10	1
BAT排放现状	12~250	1~18	10~20		0.2~1.5						0.004~0.05
美国（4）（BPT标准）	洗毛废水	140	10	30							0.1	0.1
整理废水	160	20	35							0.14	0.14
织物整理废水	60	5	20							0.1	0.1

总体来讲，我国的排放标准严格程度并不低于发达国家，但发达国家的纺织印染废水对其国家的水系环境不会造成危害，而我国由于纺织印染工业废水排放量巨大，已经对我国水系环境造成了极大的危害。四、印染工业节能减排技术的应用情况2000年以来，我国纺织印染工业得到了快速发展，特别是在印染行业“十一五”规划纲要的指导下，印染工业的节能减排工作也取得了许多进步，总体说来，我国纺织印染工业在节能减排方面主要体现在开发先进生产技术、推广节能型设备的使用、在线检测，精细加工、污染治理、资源回收、综合利用和清洁生产管理等方面。4.1.开发先进生产技术改进生产工艺, 缩短工艺流程, 采用低耗、低污染排放工艺, 是印染企业实现节能减排的重要途径。例如采用生物酶前处理技术对棉织物进行退浆和煮漂、涤/棉混纺制品浸染“一浴法中性染色” 技术以及提高染色一次准确性等技术，可节约大量助剂，减少能耗、水耗，降低污水中BOD/COD的比值，提高污水的可生化性，降低了污水处理难度，具有明显的经济效益和社会效益。4.2 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。立信公司“THEN”AIRFLOW系列气雾染色机, 适用于高温高压和常压染色，染色浴比：1∶3，已经有300余台设备在国内得到应用[5];意大利巴佐尼(BRAZZOLI) 公司INNOFLOW EXL匀流染色机采用染液横动技术，活性染料中、深色耗水量：40～50 m3/t，耗电量仅相当于气雾染色机的1/3，很好的重演性和匀染效果。DTC科技( 香港) 有限公司推广的泡沫整理－低给液技术 AUTOFOAM泡沫整理系统[7]，织物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%。4.3 印染设备开发与改造近年来比较成功的实例有973型蒸箱的改进与封闭式循环漂染技术[8]、丝光淡碱回用轧槽与封闭式循环丝光技术[9]、灵巧型轧车低轧余率技术【10】、射频加热烘燥技术【11】、还原汽蒸箱封口改造[12]等。4.4 在线检测、精细加工技术通过科学计算, 精确计量投料, 使印染生产由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。在线检测控制技术已开始在行业得到推广和普及，其内容扩展到织物含湿率[13]、热风温、湿度[14]、碱浓度[15]、液位、门幅、卷径、边位、长度、温度、速差、预缩率等，节能效果及经济效益显著。4.4污染物的综合治理包括生物接触氧化法技术、臭氧处理技术、膜处理技术在内的废水深度处理及中水回用技术得到进一步开发和利用。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问题是处理成本相对较高, 印染企业难以消化。一些大型印染企业, 如浙江富丽达纺织控股集团[12], 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性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(COD180 mg/L) , 处理成本仅0.7元/m3。绍兴国周染纱厂[12]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。防护沟( 墙) , 沟深2 m, 沟宽0.6 m, 全长1500 m, 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。4.5 清洁生产管理为了贯彻《清洁生产促进法》，各地广泛开展了清洁生产审核工作，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。宁波雅戈尔日中纺印染有限公司[3]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, 节能减排效果显著，2007年节约蒸汽10100 t、节水45.85万m3, 节电79.85万kWh、回用热水6.2万m3、节约标煤261 t、节约助剂3 t减少废水排放96.9万m3、减少SO2排放量198.2 t、产生经济效益近1700万元。4.6 综合治理与循环经济依照循环经济的理念进行的生态园区建设试点工程，是国家实施可持续发展战略的重要步骤。生态园区将生态设计、绿色招商、清洁生产、环境管理体系融入企业采购、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。2006年12月经国家环保总局批准“创建”试点的绍兴市袍江国家生态工业示范园区[12]，将印染企业和其它行业进行整体规划, 集中搬迁建设,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，用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。节能降耗减排已经上升到印染企业能否生存的高度，开发节能减排技术，已经到了刻不容缓的地步，推广节能减排技术，已经成为全行业共同的责任。


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