解決環(huán)境污染必須推行環(huán)保上漿

徐谷倉

摘要：介紹了PVA上漿對環(huán)境、節(jié)能減排、印染質量的影響，PVA上漿使印染廠污水處理成本大大提高。我國自主研發(fā)環(huán)保漿料的各項性能都由于PVA，不僅能完全取代PVA漿料，而且性價比已處于世界先進水平。為盡快推行環(huán)保上漿實現(xiàn)清潔生產、保證全面完成“十二五”各項指標，提出幾點建議。

關鍵詞：PVA漿料；環(huán)保上漿；環(huán)境污染

中圖分類號：TS103.846 文獻標志碼：B

Promoting Eco-friendly Sizing Technology： A Solution for Solving Environmental Pollution Problem

Abstract： The influence of PVA sizing on environment， energy-saving and discharge reduction as well as printing and dyeing quality is discussed in this paper. Using PVA sizing can significantly increase the wastewater treatment costs of printing & dyeing plants. Domestically-developed eco-friendly sizes have better properties than PVA and world-leading price/performance ratio. They can be used as substitutes for PVA sizes. In order to promote eco-friendly sizing technology， so as to realize cleaner production and reach the goals of the “12th Five-year Plan”， the author gave some suggestions.

Key words： PVA size； eco-friendly sizing； environmental pollution

PVA漿料在我國已使用了幾十年，但在20世紀90年代初就已被世界公認為不潔漿料，采用環(huán)保漿料上漿已成為全球共識。歐盟已有不少國家早已明確禁止使用PVA上漿，但我國對采用環(huán)保上漿的進展卻十分緩慢。

我國環(huán)保上漿進展緩慢的主要原因是紡織廠領導缺乏推行環(huán)保上漿的內在動力，他們對PVA上漿造成環(huán)境污染和后道印染的危害認識不足，而對PVA漿料的優(yōu)點卻念念不忘。使用幾十年的PVA上漿，已掌握了豐富的應用經驗，要更換新的、不熟悉的環(huán)保漿料，在沒有經濟利益驅動的情況下，一般織造廠是難以接受的。部分紡織廠領導又錯誤地認為影響環(huán)境污染是印染廠的事，沒有意識到PVA上漿是導致環(huán)境污染的罪魁禍首。盡管棉紡織行業(yè)協(xié)會早在20世紀90年代就提出不用PVA上漿，至今已過去17年，由于棉布產量的大幅度增長，用于上漿的PVA卻由1997年的 6 萬 ～7 萬t/a增加到目前的20萬t/a左右，對印染及環(huán)境造成嚴重危害。

筆者在2013年環(huán)保年會上再次呼吁印染廠采用“環(huán)保上漿”的坯布，以大力降低印染廢水CODcr，衷心希望棉紡織和印染行業(yè)協(xié)會的領導能重視這項漿紗工藝的改革，以促使織造廠能及早推行環(huán)保上漿工藝，實現(xiàn)紡織行業(yè)的清潔生產，確保我國環(huán)境不受或少受污染，造福子孫后代。

1 PVA上漿對印染行業(yè)的危害

1.1 PVA上漿對環(huán)境的危害

PVA是生物降解性很差的高分子聚合物。印染廠使用PVA上漿的坯布，退漿后的廢水含有大量很難降解的PVA，其有機污染物的含量很高，COD可達4 000 ～ 8 000 mg/ kg，有時甚至超過10 000 mg/kg，這是印染廠廢水中COD大量上升的主要原因，對環(huán)境的危害很大。山東華紡曾于2007年開始組織16家坯布供應廠提供無PVA坯布，結論是使用無PVA坯布比含PVA坯布的CODcr降低50%以上。正如《“十二五”綱要》中指出的，在我國39個工業(yè)行業(yè)中，紡織工業(yè)的化學耗氧量（CODcr）排放量的占比呈增加趨勢，不能與全國工業(yè)排放COD總量每年明顯下降所同步，這必須引起紡織全行業(yè)的高度重視。根據(jù)該《綱要》公布的數(shù)字：2010年全國工業(yè)排放CODcr總量從2005年的493.2萬t已降到355萬t，降低了28%，而紡織工業(yè)COD的排放量卻從2005年的42.4萬t增加到45.3萬t，增加了7.3%，這樣造成紡織工業(yè)COD的排放量從全國第四位上升到第二位。在整個紡織工業(yè)排放的45.3萬t COD中2/3是由印染廠仍在大量采用PVA上漿的坯布排放的。這些坯布按棉布產量400億m計算，PVA用量達20萬t，這些坯布經印染廠加工退漿后排放的COD達36萬t，占2010年COD排放總量45.3萬t的79.5%。這里特別要提出的是，當年棉紡織行業(yè)協(xié)會負責漿料生產應用部的魏煥卿高工是堅持要采用無PVA上漿的大方向，這為推行無PVA上漿奠定了基礎。但由于種種原因使無PVA上漿的進展緩慢，而導致紡織工業(yè)COD的排放總量落后于其他行業(yè)的局面。特別在2009年的漿料會議上，有些專家正式提出了對推行無PVA上漿的不同看法，認為現(xiàn)在還沒有一種漿料能完全取代PVA，致使不少織廠加深了對推行無PVA上漿的顧慮。他們把存在的問題絕對化，對已能完全取代PVA的環(huán)保漿料視而不見，又不去研究分析自己觀點上的片面性，加上領導的決心不大，而造成目前的局面。筆者完全同意在漿料會議不少代表的發(fā)言，采用環(huán)保上漿符合改革的大方向，推行無PVA上漿不是技術問題，而是政府、協(xié)會和企業(yè)領導的決心問題。

1.2 PVA上漿對節(jié)能減排的影響

我國PVA絕大多數(shù)是用乙炔法生產，這種生產工藝不僅能耗高，而且對環(huán)境的破壞是非常嚴重的。以紡織上漿PVA用量20萬t/a計，能耗和排放是相當可觀的。

（1）20萬t PVA耗用標準煤88萬t/a。①生產 1 t PVA要耗用電石 1 t多，每噸電石用電高達3 400 kW·h，用電石生產 1 t PVA要用電610 kW·h。20萬t PVA總耗電=20×（3 400+610）=80 200萬 kW·h，每度電耗煤0.4 kg計，用煤量達32萬t/a；②生產 1 t PVA要消耗21 t蒸汽，每噸蒸汽用煤0.133 t計，20萬t PVA用煤量=20×（21×0.133）=56萬t/a。兩項合計節(jié)約標準煤88萬t，占全國“十二五”規(guī)劃節(jié)能 3 億t標準煤的0.3%。

（2）20萬t PVA排放化學需氧量（COD）36萬t，占全國“十二五”規(guī)劃新增削減能力420萬t總量的8.6%，占紡織工業(yè)2010年排放化學需氧量45萬t的80%。

（3）加重污染空氣的排放量，加劇霧霾天氣的橫行。①二氧化碳排放量：88萬t耗標準煤一年排放二氧化碳=88×2.493=219萬t，生產20萬t電石排放一氧化碳=20×0.55=11萬t；②88萬t耗標準煤一年排放二氧化硫=88×0.075=6.6萬t；③88萬t耗標準煤一年排放氮氧化物=88×0.037 5=3.3萬t；④煙塵排放量：88萬t耗標準煤一年排放煙塵=88×0.009 6=8 500 t；生產20萬t電石排放粉塵=20×6%=1.2萬t。

1.3 PVA上漿對印染質量的影響

選用PVA上漿的坯布是較難退漿的，PVA遇堿時分子中的乙烯基會發(fā)生水解，其水溶性又很差，洗下的PVA漿料又會重新凝聚沾到織物上，這給染整加工增加了許多困難，不僅影響織物的毛效（采用滴水試驗，PVA上漿的坯布退漿后，水滴消失時間幾乎是用無PVA上漿胚布的兩倍；用滲透法測量水滴，同樣也是兩倍以上），而且阻礙染化料助劑與纖維的接觸，增大了染化料助劑的耗用量；特種整理其品級能從用PVA上漿坯布的 2 ～ 3 級提高到 4 ～ 5 級；在還原氧化皂洗工序中，如退漿不凈，其殘留的漿液也會參與反應，會影響色光和深度差異；由于退漿不凈，布面上帶有漿斑，染色后就形成色差、色花、色牢度下降、斑漬、光澤不勻、整理效果差等疵病，嚴重影響產品質量，特別對一些敏感的深色會產生布面發(fā)花現(xiàn)象；漂白產品的白度甚至會泛黃；影響印染成品手感和柔軟度外，外觀質量也會影響。

根據(jù)實踐，采用環(huán)保上漿后，退漿溫度還可降低，能降多少各廠條件不一樣，據(jù)有的印染廠實踐用水量可減少20%左右，這為節(jié)能減排提供了新的途徑。

1.4 PVA上漿使印染廠污水處理成本大大提高

隨著國家對環(huán)保力度的加大，2008年1月起實施《太湖地區(qū)重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》規(guī)定，其中COD排放值由100 mg/L降為80 mg/L，再降為60 mg/L，從而使污水處理成本大大提高，不計污水處理設施的2 500元/t外，僅運行費用就難以承受。COD的初始濃度為1 500 ～ 2 000 mg/L，據(jù)有關資料估算，如處理達到100 mg/L則需費用 2～ 2.05元/t，達到80 mg/L則費用為 3 ～ 5 元/t，如處理降為60 mg/L則處理費用要增加到 8 ～ 10元/t（2008年的價格），按目前物價其費用還要增加。根據(jù)江蘇盛澤鎮(zhèn)污水廠2013年提供的資料：排放污水的COD濃度在1 000 mg/ L以下，每噸污水收費為3.2元/t，1 001 ～ 1 100 mg/L要收費 4 元/t，1 101 ～ 1 200 mg/L收費4.8元/t，1 201 ～ 1 300 mg/L收費5.5元/t，1 301 ～ 1 400 mg/L收費6.3元/t，1 401 ～ 1 500 mg/L收費7.2元/t，如4 000 mg/L以上則協(xié)議價為10元/t。一個中型規(guī)模的印染廠每天排放污水5 000 t，則每天處理費用高達 5 萬元，每年以300天計算，則每年污水處理就要花費1 500萬元，任何企業(yè)都難以承受。如果采用環(huán)保上漿COD以減少50%計算，則一年至少可節(jié)約污水處理費800萬元左右。另據(jù)蘇州佳瑞豐特潤印染廠提供的資料（一條特潤生產線），每天污水處理量為500 ～ 700t，COD為2 500 mg/kg，生化+物化處理費用5.5元/t，處理結果為500 mg/kg以下，每天處理費用3 850元，每年污水處理費用為115.5萬元，如采用環(huán)保上漿則一年可節(jié)約處理費用60萬元左右。

為此印染廠對紡織廠關于坯布上漿問題提出如下要求：（1）采用環(huán)保上漿（無PVA上漿），這對提升環(huán)境保護水平、提高印染產品質量、節(jié)能減排、減少污水處理費用等具有重要意義；（2）盡量避免多組分的漿料，有利于印染廠的退漿；（3）盡量少加或不加油蠟物質，如必須加，應選擇溶解性好的蠟質；（4）在保證經紗強力和耐磨性能的前提下盡量減少上漿量；（5）盡早在短期內實現(xiàn)以環(huán)保漿料完全取代PVA漿料上漿的坯布，實現(xiàn)清潔生產為紡織面料符合生態(tài)要求打下基礎。

2 我國自主研發(fā)的環(huán)保漿料不僅能完全取代PVA漿料，而且性價比已處于世界先進水平

中國棉紡行業(yè)協(xié)會于20世紀90年代在南昌漿料漿紗年會上，遵循中央制訂的基本國策結合國際紡織品貿易中提出不用PVA漿料上漿的要求，提出了上漿不用PVA的戰(zhàn)略目標。經過10多年堅持不懈的努力，蘇州天華企業(yè)發(fā)展有限公司和有關紡織企業(yè)共同努力，成功地開發(fā)出高性能變性淀粉PR-Su，其上漿性能已超越了PVA漿料。

2.1 高性能變性淀粉PR-Su對纖維的粘結性能已超越

PVA

用50%PR-Su與50%常規(guī)變性淀粉混合后的漿液，與純PVA溶液對纖維的粘結性能進行對比，其濃度同為1%，其測試數(shù)據(jù)見表 1。

PVA如混用等量常規(guī)變性淀粉后，則它的粘結性就會明顯下降，故PR-Su高性能變性淀粉對纖維的粘結性能已超越PVA。

2.2 漿膜的耐磨性能也已超過PVA

用50%PR-Su與50%常規(guī)變性淀粉混合后的漿液與純PVA溶液對漿膜的耐磨性能進行對比，其濃度同為1%，其測試數(shù)據(jù)：PR-Su∶常規(guī)變性淀粉=1∶1混合漿膜的耐磨性0.291 mg/cm2，PVA漿膜的耐磨性0.467 mg/cm2。

從測得數(shù)據(jù)分析，高性能變性淀粉的耐磨性能已超過PVA漿料的0.176。

2.3 高性能變性淀粉漿膜的撕裂強度只有PVA的5%

用50%PR-Su與50%常規(guī)變性淀粉混合后的漿液與純PVA溶液對漿膜的撕裂強度進行對比，其濃度同為1%，測試數(shù)據(jù)：PR-Su∶常規(guī)變性淀粉=1∶1混合漿膜撕裂強度1.78 N/mm2，PVA漿膜撕裂強度28.70 N/mm2。

從數(shù)據(jù)分析看出，高性能變性淀粉與常規(guī)變性淀粉混合漿膜撕裂強度僅為PVA漿膜的5%，所以漿紗干分絞阻力小，再生毛羽少，分絞斷頭少，漿軸并絞頭少，好軸率高。

2.4 淀粉與PVA的漿膜斷裂伸長差異巨大

淀粉與PVA的漿膜斷裂伸長差異巨大，對漿紗性能產生明顯影響。用50%PR-Su與50%常規(guī)變性淀粉混合后的漿液與純PVA漿膜斷裂伸長的對比測試數(shù)據(jù)：PR-Su∶常規(guī)變性淀粉=1∶1混合漿膜斷裂伸長3.51%，PVA漿膜斷裂伸長258.97%。

從數(shù)據(jù)進行分析，由于PVA漿膜的斷裂伸長高達200%以上，在織造時當漿紗伸長超過5%時，漿紗已斷裂，而PVA漿膜還沒有受到多少力，所以PVA漿膜是不能有效地幫助漿紗抵御拉伸載荷，而高性能變性淀粉漿膜的斷裂伸長（4%左右）接近紗線的斷裂伸長，所以它能夠全力以赴地幫助漿紗抵御拉伸載荷。經常會出現(xiàn)純淀粉漿紗的機械性能全面優(yōu)于用PVA上漿的漿紗，故PR-Su的漿紗增強率和減伸率均優(yōu)于PVA上漿。

2.5 環(huán)保漿料的生物降解性也優(yōu)于PVA漿料

2012年中國棉紡行業(yè)協(xié)會到用戶工廠現(xiàn)場采集的漿料樣品，經編號后送第三方權威檢測機構的檢測結果見表 2。

表 2 的BOD5 /CODcr為0.462，說明環(huán)保漿料PR-Su的降解性能良好。

2.6 生產實例

以60S普梳紗的PVA上漿和環(huán)保上漿的實際生產為例進行比較，漿紗工藝的比較見表 3，測試情況見表 4。

從測試的數(shù)據(jù)分析看，以60S普梳紗的PVA上漿和環(huán)保上漿的實際生產指標進行比較：環(huán)保上漿退漿率較PVA漿紗降低了10.7%，回潮率提高了30.9%，漿紗的平均強力提高了4.8%，漿紗的強力CV值降低14.5%；斷裂伸長率提高了15.4%，漿紗最低斷裂伸長提高了32.1%，漿紗斷裂伸長CV值降低23.8%；織機經紗斷頭降低了5.9%。

2.7 與國外漿料的比較

當天華公司的環(huán)保漿料在日資企業(yè)的T/C 65/35 45S產品上漿成功的消息傳到日本后，日本組織了環(huán)保漿料廠商到該工廠進行了多次試驗，最終效果仍差于蘇州天華公司的環(huán)保漿料（表 5）。

從表 5 對比數(shù)據(jù)分析：天華公司的環(huán)保漿料上漿優(yōu)于回收PVA漿料和日本環(huán)保漿料，不僅織機效率最高，而且成本最低，故判斷天華公司環(huán)保漿料的性價比已處世界領先水平。

2.8 純棉產品推行環(huán)保上漿的成績

純棉產品推行環(huán)保上漿成績比較突出，大部分指標都已超過PVA上漿，幾家紡織企業(yè)純棉產品的漿紗質量、織造效果和用漿成本見表 6。

2.9 滌棉產品推行環(huán)保上漿的成績

在推行環(huán)保上漿滌棉產品的過程中，漿紗質量、織造效果和用漿成本成績比較突出的幾家紡織企業(yè)詳見表 7。

從上述所列舉的數(shù)據(jù)說明了采用環(huán)保上漿后其漿膜撕裂強度僅為PVA漿膜撕裂強度的5%左右，這對原紗強力差的漿紗質量提高更為明顯，所以織造生產基本能保持原有水平，平均還有所提高，而且用漿成本明顯下降。經計算環(huán)保上漿后純棉產品的毛羽降低率平均由58%可提高到88%，純棉的用漿成本平均可降低13.3%，而滌棉的用漿成本則平均可降低21.7%，高難度純棉產品織機經紗斷頭平均可降低38.3%，滌棉織機斷頭率平均可降低43.6%，高難度純棉產品織機效率平均可從89%提高到90%，滌棉織機效率平均可從86.4%提高91.9%。實踐證明環(huán)保上漿還可減少織造疵點，尤其是漿斑等疵點可消失。純棉的下機一等品率平均可從89%提高到90%，滌棉的下機一等品率平均可從72.6%提高到83.4%。而且推行環(huán)保上漿還可節(jié)約能源，煮漿時間可縮短，漿槽溫度可降低，漿紗回潮率可提高2% ～ 3%，在相同漿紗速度條件下，烘筒溫度可降低30℃左右。因此推行環(huán)保上漿對我國紡織行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和國家的環(huán)境保護事業(yè)可作出極其重要的貢獻。

3 盡快推行環(huán)保上漿實現(xiàn)清潔生產，保證全面完成“十二五”各項指標

盡快推行環(huán)保上漿實現(xiàn)清潔生產，保證全面完成“十二五”各項指標特，提出以下幾點建議。

3.1 對推行環(huán)保上漿的兩點建議

（1）“上漿的概念”取消“不用PVA上漿”的提法統(tǒng)一講“環(huán)保上漿”比較合理，為了防止用其它不是環(huán)保漿料來取代PVA，如聚酯漿料目前還未明確為不潔漿料，目前用于上漿的聚酯漿料用量增加很快，要引起重視。聚酯漿料不僅CODcr值高，降解后的“對苯二甲酸”降解性差，而且具有毒性，對人類的皮膚、眼睛、呼吸道有刺激作用，對動物有突變致缺陷作用，對照我國新生兒缺陷率高達5%的驚人數(shù)字，不得不引起對聚酯漿料的重視。

（2）對推行環(huán)保上漿的漿紗專家組成員需要加強，建議增加推行環(huán)保上漿效果顯著的工廠領導和積極推廣環(huán)保上漿工程技術人員參加，以幫助環(huán)保上漿做得好的工廠總結經驗，指導推廣環(huán)保上漿。

3.2 要充分調動紡織廠推行環(huán)保上漿的積極性，必須

制訂好有關政策法規(guī)

（1）運用稅收政策對使用不潔漿料的單位征收100% ～200%的環(huán)境保護稅，以調動織廠推行環(huán)保上漿的積極性；

（2）合理協(xié)調紡織廠與印染廠的利益分配，印染使用環(huán)保上漿的坯布可節(jié)省和降低印染污水的處理成本，可相應提高環(huán)保上漿坯布的價格；

（3）對推行環(huán)保上漿作出巨大貢獻的單位國家應給予獎勵，可授予“全國環(huán)保上漿”先進單位，同時給予適當減免稅收，以資鼓勵；

（4）鑒于目前漿料市場的混亂，應由工商管理部門加強漿料市場管理，并制定對假冒偽劣產品從嚴從重懲處的細則。

3.3 紡織廠和印染廠聯(lián)合起來用市場經濟法則來解決

環(huán)保上漿的坯布供應

（1）棉紡行業(yè)協(xié)會已開始籌備“無PVA織物”認證工作

2013年紡織漿料漿紗年會上，著手籌備“無PVA織物”吊牌活動，坯布外包裝上吊有“無PVA織物”的吊牌，說明坯布是使用“環(huán)保漿料”上漿，確保坯布不含PVA，印染廠可以放心地使用無PVA織物的印染工藝。

① 織廠對所用漿料必須與漿料供應商簽訂漿料不含PVA的書面合同；

② 織廠確認坯布不含PVA，可向棉紡行業(yè)協(xié)會申報“無PVA織物”認證，由棉紡行業(yè)協(xié)會現(xiàn)場采樣（坯布漿料），送權威檢測機構測試，全部符合要求者通過認證，發(fā)放“無PVA織物”吊牌；

③ 吊有“無PVA織物”標識的坯布，負有相應的法律責任，一旦出現(xiàn)因含有PVA造成印染企業(yè)的經濟損失，全部由坯布生產廠負責賠償；

④ 織廠賠償由PVA的漿料供應商全部負責。

（2）印染行業(yè)回應棉紡織行業(yè)“無PVA織物”認證的管理創(chuàng)新

① 棉紡織“無PVA織物”認證產品如能得到全面實施，對印染成品質量的提升、用水和能耗的降低、燃料助劑的節(jié)約、廢水CODcr大幅度降低、對印染行業(yè)起著全局性非常關鍵的推動作用；

② 為確保“無PVA織物”認證制度的持久和不斷完善，印染行業(yè)從制度創(chuàng)新著手，徹底解決織造推行“環(huán)保上漿”積極性問題（即織造只能創(chuàng)造社會效益不能創(chuàng)造自身經濟效益的問題）；

③ 印染行業(yè)使用“無PVA織物”產生的經濟效益，如何合理反饋至織物生產廠，成為紡織、印染行業(yè)管理創(chuàng)新的重要課題。

“無PVA織物”究竟能為印染產生多少經濟效益？需要組織紡織、印染有關人員深入工廠認真測算，拿出“無PVA織物”能為印染產生的經濟效益細賬，包括“無PVA織物”印染廢水CODcr降低幅度；“無PVA織物”退漿節(jié)能、節(jié)水效果；印染產品質量提升產生的效益。

④ 印染使用“無PVA織物”后產生的經濟效益，反饋多大比例至織廠比較合理，有助于解決織廠推行“環(huán)保上漿”積極性問題。紡織行業(yè)花很大精力進行上漿的改革創(chuàng)新，應得到合理的回報和獎勵，這對確保“無PVA織物”認證制度的持久和不斷完善、解決織廠推行環(huán)保上漿的積極性非常重要，這部分獎勵由印染廠增收的經濟效益中支出，分配多少比例由兩個行業(yè)共同協(xié)商解決。

4 結論

推行環(huán)保上漿是紡織印染行業(yè)實現(xiàn)清潔生產的重點工作，從“十一五”期間可持續(xù)發(fā)展的 5 個主要目標值的完成情況可看出，其中 4 個目標值都完成得很好，唯獨主要污染物化學需氧量（COD）排放總量不僅沒有完成降低10%的目標，還增加了7.3%，這是環(huán)保上漿進展不快的結果。由于使用污染源PVA的織廠不是退漿廢液的排放單位，不承擔排污責任，而承擔排污責任都是后道的印染廠，而印染廠與織廠之間又不發(fā)生直接和固定的供需關系，必須經過布商這一中間環(huán)節(jié)，所以無法把排污責任落實到使用污染PVA的有關織廠。問題的關鍵是如何調動織廠推行“環(huán)保上漿”的積極性，筆者認為如果國家政府真正要重視“環(huán)保上漿”的話，只要明確對全面推行環(huán)保上漿的工廠，提前執(zhí)行增值稅從17%降為11%的減稅政策，可以肯定，全國的織廠就會立即積極主動來推行環(huán)保上漿，紡織工業(yè)的COD排放總量就會明顯下降，就能提前完成“十二五”的排放任務，從根本上解決紡織行業(yè)COD排放總量長期降不下來的大問題。

參考文獻（略）