无污染色技术开发及前景

目前国家已把生态文明建设作为重大课题摆在经济建设的首位,已从全国全面布局生态文明建设,在此背景下,“十三五”期间中国纺织工业将从建立机制、技术和产品以及循环经济三个层面推进生态文明建设。

中国是世界规模最大的纺织品服装生产、消费和出口国,纤维加工总量占世界的比重超过50%,纺织品服装出口所占份额达到37%,同时也是全球纺织产业链条最完整、门类最齐全的国家。

近几年中国印染行业发展较快,加工能力位居世界首位,已是纺织印染生产大国这受益于印染布行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大,印染布行业在国内和国际市场上发展形势都十分看好。

据国家统计局统计数据显示,我国印染布产量从2005年的362.16亿米增长至2013年的542.36亿米。2013年,我国印染布行业产量比2012年(566.02)同比下降-4.18%。

自新中国成立以来,印染废水排放及对环境的影响一直是国家关注的问题,长期以来国家对印染行业废水污染物排放指标也实施严密监控,标准的制定和修订也愈发严格。随着《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》的出台,被称为“最严格”的环保管理制度即将诞生,这将再次倒逼印染行业节能环保的发展,同时激发了行业企业治理废水的动力。

印染废水治理有很多方法,膜集成技术印染废水资源化处理、双膜法在印染废水治理和回用技术的应用、赛诺热法膜产品在印染行业中的研究与应用、辫带式生物填料在印染废水处理中的应用等。

治理印染废水方法多样化,但只是治标不治本,不能从根本上根治污染源,只能让企业投入大量资金进行污水治理。

为此,公司研发出[节能环保无污染色技术],不仅可以大幅度降低污水排放,而且还可以高效节省能源和水资源,提高织物上色率及品质要求,从根源上解决染色污染问题。

[节能环保无污染色技术]工艺技术,突破了传统染染色污染重的特点,实现了无盐、无碱、连续化染色,染色深度提高了80%以上,同时节约能源50%、节水80%、节约染化料25%-35%、污染物排放减少90%,提高工作效率40-50%。

一、2014年印染企业产量及污水排放量

2014年1月-12月,规模以上印染企业印染布产量为536.74亿米,同比减少2.50%。1月-12月,浙江、江苏、福建、广东、山东东部沿海5省产量507.43亿米,占全国总产量的94.54%。5省中浙江、广东和山东省印染布产量同比分别下降2.02%、7.75%和7.34%;江苏和福建省印染布产量同比分别增长5.47%和0.77%。

表(1)2014年主要省份规模以上印染企业印染布产量表

产品名称 单位 地区 本月累计 本月累计增长
印染布 万米 全国 5367356.68 -2.50
印染布 万米 浙江省 3240236.46 -2.02
印染布 万米 江苏省 636016.56 5.47
印染布 万米 福建省 472686.37 0.77
印染布 万米 广东省 424562.65 -7.75
印染布 万米 山东省 300823.43 -7.34
印染布 万米 四川省 58510.4 2.52
印染布 万米 河南省 94834.3 -8.64
印染布 万米 湖北省 39438.34 -2.00
印染布 万米 安徽省 14684.29 8.48
印染布 万米 重庆市 18576.89 -7.45
印染布 万米 山西省 15524 4.85
印染布 万米 河北省 17498.88 -39.65
印染布 万米 湖南省 7180.07 -17.26
印染布 万米 辽宁省 10979.9 -64.84
印染布 万米 云南省 3609 9.07
印染布 万米 江西省 4386.57 -51.37
印染布 万米 陕西省 2426.1 -11.04
印染布 万米 上海市 3761.07 -28.02
印染布 万米 天津市 1621.4 -15.30

 

2014年规模以上印染企业近两千家,印染布产量为536.74亿米;按平均染100米布需排放污水5吨,印染布536.74亿米至少需排26.837亿吨污水;按工业园区污水处理厂平均处理一吨污水需要4元以上(地区不同、收费不同,有些地区高达16元/吨),26.837亿吨污水处理费用为107.348亿元以上。

以上我们只统计了规模以上的企业,但规模以下印染及相关企业更多,超过数万家,所以实际上全国印染企业所排污水比26.8亿吨多的多。

二、环保标准严格

1992年,《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-1992)首次发布实施。而后,为了更好地发挥标准对企业废水治理的指导作用,并加强印染行业水污染控制,环保部组织了该标准的修订工作,《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)由国家环保部和国家质检总局于2012年11月19日联合发布,并于2013年1月1日开始实施。2015年3月31日,环保部与质检总局联合发布标准修改单(环境保护部公告2015年第19号)。6月17日,环保部又发布关于调整《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)部分指标执行要求的公告(环境保护部公告2015年第41号),无不显示出国家和行业的环保力度在加大。

新标准值要求较1992年标准明显提高。主要表现为:COD、BOD等主要指标收紧;新标准保留了原标准中的硫化物、苯胺类物质、六价铬、二氧化氯等指标,并进一步收紧了排放限值;标准还增设了可吸附有机卤素(AOX)指标,强化了对有毒有害污染物的控制,防范环境风险;为加强对水体富营养化的控制,新标准还增设了总氮、总磷指标;针对太湖流域和钱塘江流域则要求执行特别排放限值,减少污染物排放量。

间接排放COD为200mg/L。新标准规定间接排放限值,即接管标准为COD200mg/L。1992年标准中“4.1.3排入设置二级污水处理厂的城镇下水道的废水,执行三级标准”相当于新标准的间接排放要求,三级标准限值为COD500mg/L。间接排放限值收紧是为减轻集中污水处理系统的处理压力,保证最终排入水体的废水达标。

三、欧盟REACH标准

近年来,美国和欧盟国家对纺织品进口频频设限,尤其在纺织品化学有害物质残留规定越来越严格。在传统染色过程中,添加了大量的盐、碱、固色剂等辅助添加剂,对去除成品的化学残留非常不利。REACH标准是产品进入欧盟的必须通过的关卡。

欧盟REACH“Registration,Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals,化学品注册、评估、许可和限制”,是欧盟对进入其市场的所有化学品进行预防性管理的法规。己于2007年6月1日正式实施。

其目的是保护人类健康和环境;保持和提高欧盟化学工业的竞争力;增加化学品信息的透明度;减少脊椎动物试验;与欧盟在WTO框架下的国际义务相一致。

从实质意义上讲,REACH法规将促进化学工业的革新,使其生产更安全的产品,刺激竞争和增长。与现行复杂的法规体系不同, REACH将在欧盟范围内创建一个统一的化学品管理体系,使企业能够遵循同一原则生产新的化学品及其产品。

四、无污染色技术介绍

无污染色技术作为最新环保染色技术,以其用水量少,染色时间短,无添加盐/碱/固色剂等助剂的特性,使其成为纺织印染企业发展的救命良方。

无污染色技术,以阳离子化纤维素纤维染色的原理作为基础,通过改性处理在纤维素纤维表面形成牢固持久的正电荷层,令带负电荷的分子(如活性染料和直接染料)与阳离子化的纤维之间产生强大引力,从而自行把染料吸附在纤维表面及细胞中。

无污染色工艺的好处:

① 染色过程简单,更易控制生产;

② 工艺简单,对染料性能的依存性降低;

③ 不必担心染料水解的问题;

④ 染深色时没有阻染现象;

⑤ 高上染率和固色率,减少对三原色染料性能的依赖;

⑥ 减少其他化学品的使用量。

无污染色工艺对环保节能的好处:

1) 在传统活性浸染工艺中,盐、纯碱、固色剂的使用是必需的,而且颜色越深,用量也随之越大。

2) 通过活性染料浸染会花费6-10小时才能完成一次染色。这会导致生产成本高,而且一次成功率变数大,未必能满足生产所需。

无污染色工艺由于无需加盐、碱,简化了整个染色流程,缩短了运行时间,节省能源及用水量,提高生产能力。

总结整个技术的优点:

提高生产率及企业产能;

缩短运行周期,配合快速流转;

减少用水,比传统用量少90%;

无污水及固体废物排放,达至零排放;

降低能耗,可持续发展;

更好的色牢度,更佳的染色色深,发挥染色卓越性能。

表(2)无污染色与传统染色对比表

项   目 无污染色 传统染色
用水量 比传统节省90%的水 染一吨布要100吨水
水循环利用 100%回用 低于10%回用
染色时间 1-4个小时 6-10个小时
辅助化学品 不添加 盐、碱、固色剂等
吃色能力 主动吃色,色牢固高 被动吃色,色牢度低

 

五、总结

中国随着低碳经济模式和低碳发展理念的广泛认可,污染物排放严重已成为中国纺织印染行业的集体瓶颈。

中国纺织工业面临的低碳考验非常严峻,尤其是发达国家实施‘碳关税’将使处于纺织供应链低端的中国纺织业受到巨大冲击。简单而言,作为国家低碳发展规划中的重要行业的纺织业,必须加速与”低碳时代”接轨。

面向未来10年至20年,中国纺织产业必须由劳动密集型、资源消耗型产业,转向技术密集型、资源节约型、环境友好型产业。

印染行业在低碳/生态纺织中起到决定性的作用,无污染色技术的开发从根本上解决了染色过程中必须添加盐、碱、固色剂等化学品对人体皮肤的伤害,且色牢度能达到5,还节水、节能、降耗。

无污染色技术的开发成功使中国纺织工业向低碳环保发展迈进了一大步,给目前中国广大的印染及相关企业发展指明了方向。

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