印染企業(yè)節(jié)水潛力及途徑探討

楊 梅 周小健 王建強(qiáng)

（1浙江貝斯特節(jié)能環(huán)保科技有限公司 浙江杭州 310012 2蘭溪市水務(wù)局 浙江蘭溪 321100 3浙江貝斯特節(jié)能環(huán)保科技有限公司 浙江杭州 310012）

引言

眾所周知，印染行業(yè)是屬于高能耗、高水耗、高污染的“三高”行業(yè)。雖然國(guó)家和地方政府相關(guān)部門(mén)通過(guò)制定清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、用水限額以及行業(yè)整治等，用于指導(dǎo)、監(jiān)督和管理印染企業(yè)，但印染企業(yè)整體的能耗、水耗和污染仍處于行業(yè)較高水平。

近年來(lái)水資源形勢(shì)日益緊張，水價(jià)不斷上漲。目前浙江省自來(lái)水的價(jià)格在3～5元/噸之間，企業(yè)廢水處理成本在3-5元/噸之間，所以不少印染廠每噸用水成本在8元左右，而大多數(shù)印染企業(yè)每天用水量在幾千噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)企業(yè)在用水上消耗的成本大約占了印染加工產(chǎn)值的4%-6%，而目前不少地區(qū)印染企業(yè)的平均利潤(rùn)也只有產(chǎn)值的6%左右，因而用水成本對(duì)印染企業(yè)的運(yùn)作產(chǎn)生了很大的影響[1]。

綜上，印染企業(yè)面臨嚴(yán)峻的用水形勢(shì)。一方面國(guó)家和地方的用水限額規(guī)定，達(dá)不到指標(biāo)的面臨處罰甚至關(guān)停淘汰；另一方面高額的用水成本，影響著印染企業(yè)利潤(rùn)和生產(chǎn)。因此，印染企業(yè)對(duì)內(nèi)部用水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)施用水精細(xì)化管理，降低用水成本是十分必要的。

本文通過(guò)利用清潔生產(chǎn)審核的“3W”思想原則[2]和水平衡測(cè)試[3]的相關(guān)概念、方法，調(diào)查分析印染企業(yè)用水情況。確定主要用水工序和環(huán)節(jié)，分析主要用水工序和環(huán)節(jié)是否有節(jié)水潛力，以及通過(guò)何種方式減少用水等，來(lái)對(duì)印染企業(yè)用水系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，實(shí)施用水系統(tǒng)精細(xì)化管理。

圖1 印染企業(yè)清潔生產(chǎn)審核”3W”原則

1 節(jié)水的重要性

用水的重要性不但體現(xiàn)在企業(yè)用水總量要控制，用水成本控制，更重要的是用水多少對(duì)蒸汽能耗和生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性有很大影響。印染生產(chǎn)過(guò)程的蒸汽通常用于加熱處理液或染色液以及水洗液。那么對(duì)水用量控制得愈好，用水量下降，加熱用的蒸汽就會(huì)同步下降，因而節(jié)約用水是節(jié)約蒸汽的基礎(chǔ)。

生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量穩(wěn)定性與染化料配比的精確控制有很大的關(guān)系。如果用水控制精確度提高，不但用水量下降，而且由于染化料配比的精度提高，染色加工的質(zhì)量穩(wěn)定性提高，返修率降低，則加料、返修的用水、用汽、用電就減少，所以用水的節(jié)約是節(jié)能減排的一項(xiàng)基本性工作，而不是簡(jiǎn)單的水成本問(wèn)題。

2 印染企業(yè)用水系統(tǒng)及節(jié)水潛力分析

印染企業(yè)水系統(tǒng)較為復(fù)雜，總體包括供水系統(tǒng)、用水系統(tǒng)和水處理及排水系統(tǒng)和水回用系統(tǒng)四個(gè)系統(tǒng)，印染企業(yè)用水系統(tǒng)圖如下圖所示。

圖2 印染企業(yè)水系統(tǒng)示意圖

2.1 取水系統(tǒng)

印染企業(yè)取水來(lái)源一般包括地表水、工業(yè)水和自來(lái)水，地表水和工業(yè)水主要用于生產(chǎn)，自來(lái)水主要用水生活。地表水需要經(jīng)過(guò)預(yù)處理，使得水質(zhì)和水量可以滿(mǎn)足生產(chǎn)穩(wěn)定性的要求，地表水自取水到預(yù)處理之后的出水水量差距存在一定損耗，主要是蒸發(fā)、預(yù)處理系統(tǒng)排污等。蒸發(fā)損耗相對(duì)較小，而預(yù)處理系統(tǒng)排污量各不相同，水質(zhì)狀況起到?jīng)Q定性影響。

根據(jù)印染企業(yè)調(diào)查，地表水取水水質(zhì)差異較大，因此，結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源情況，合理選擇取水水源，科學(xué)設(shè)定取水口位置，減少地表水中的污泥和雜質(zhì)等的攜帶量，有利于減少地表水取水量，減少企業(yè)取水成本。

2.2 用水系統(tǒng)

印染企業(yè)用水系統(tǒng)包括生產(chǎn)用水系統(tǒng)和生活用水系統(tǒng)。生產(chǎn)用水系統(tǒng)一般包括印染工藝設(shè)備用水，蒸汽鍋爐、空調(diào)、空壓機(jī)、三廢處理系統(tǒng)等公用輔助系統(tǒng)用水等。其中印染工藝設(shè)備用水量最大，印染工藝設(shè)備用水又包括配料、前處理、染色、后處理、清洗用水等。印染設(shè)備用水量大小與印染設(shè)備先進(jìn)性、生產(chǎn)工藝過(guò)程、一次合格率等因素有直接關(guān)系。生活用水系統(tǒng)包括辦公、宿舍和食堂等。

2.2.1 生產(chǎn)用水系統(tǒng)

（1）生產(chǎn)工藝用水。印染企業(yè)最主要的工藝用水設(shè)備為印染設(shè)備，包括各類(lèi)染色機(jī)、水洗機(jī)、印花機(jī)等。

一般來(lái)說(shuō)，小浴比染色機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：減少能源和水的消耗；降低鹽和堿劑用量；減少染料用量；有利于改善染料重現(xiàn)性；勻染性。進(jìn)行小浴比染色雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)現(xiàn)小浴比染色也存在許多困難，浴比愈低，給染色帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)與難度愈大。要求小浴比染色用染料的溶解性和穩(wěn)定性好，要求浸染設(shè)備的染液循環(huán)和施加設(shè)備良好。

小浴比勻流染色機(jī)在保證染色質(zhì)量的基礎(chǔ)上，浴比1∶5至1∶4，使配方成本，蒸汽耗量，水的消耗明顯降低。小浴比染色設(shè)備的節(jié)能、降耗、減排明顯。

（2）輔助生產(chǎn)用水。輔助用水主要包括車(chē)間空調(diào)補(bǔ)水、設(shè)備冷卻循環(huán)水等。目前冷卻循環(huán)水多采用冷卻水塔降溫的方式，循環(huán)利用，定期補(bǔ)充，有利于節(jié)約用水。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水率一般在2%左右，部分企業(yè)存在冷卻水管路漏水、冷卻水未完全回至冷卻水池和冷卻水塔飄灑嚴(yán)重等情況，增加了冷卻循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水率。

（3）廢氣處理用水。目前，多數(shù)印染企業(yè)采用集中供熱和燃?xì)忮仩t，仍有少數(shù)印染企業(yè)采用燃煤蒸汽鍋爐和導(dǎo)熱油爐，產(chǎn)生的燃煤煙氣處理需要消耗大量的水。針對(duì)煙氣處理用水，可以采用處理后的廢水或收集的雨水，盡量減少新鮮水消耗。

2.2.2 生活用水系統(tǒng)

（1）辦公用水。印染企業(yè)辦公用水量較小，主要是燒開(kāi)水和衛(wèi)生間用水。

（2）食堂。印染企業(yè)一般設(shè)有食堂，食堂用水量相對(duì)較小，主要是清洗用水。

（3）宿舍。印染企業(yè)員工宿舍用水量相對(duì)較大，宿舍通過(guò)設(shè)置水表，鼓勵(lì)員工節(jié)約生活用水，減少用水浪費(fèi)。

2.3 水處理及排水系統(tǒng)

印染企業(yè)水處理系統(tǒng)設(shè)施一般包括清污水和重污水處理設(shè)施，分別采用不同的處理方法對(duì)廢水分別進(jìn)行處理，有利于水處理設(shè)施優(yōu)化運(yùn)行，節(jié)約水處理成本，同時(shí)為開(kāi)展中水回用打下基礎(chǔ)。

2.4 水回用系統(tǒng)

印染企業(yè)水回用系統(tǒng)一般包括車(chē)間內(nèi)部水回用和終端污水深度處理回用系統(tǒng)。根據(jù)印染車(chē)間內(nèi)部對(duì)水質(zhì)、水量和水溫的不同需求，可以采取染淺色織物的清洗廢水用來(lái)染深色織物、前處理漂白廢水循環(huán)利用、冷卻水循環(huán)利用、冷凝水回收利用等車(chē)間內(nèi)部的水回用措施。最終，通過(guò)開(kāi)展終端污水深度處理中水回用措施，實(shí)施中水回用，中水一般可以用于對(duì)水質(zhì)要求不高的產(chǎn)品或工序。

水回用系統(tǒng)在很大程度上減少了印染企業(yè)的取水量和廢水排放量，提高印染企業(yè)水重復(fù)利用率。

3 節(jié)水措施分析

3.1 節(jié)水管理措施

（1）成立節(jié)水管理機(jī)構(gòu)：為促進(jìn)企業(yè)節(jié)水工作的順利開(kāi)展，根據(jù)國(guó)家和地方節(jié)約用水辦法等文件精神，成立印染企業(yè)節(jié)水管理工作小組，確立節(jié)水主管部門(mén)，建立企業(yè)節(jié)水管理三級(jí)網(wǎng)絡(luò)。具體負(fù)責(zé)企業(yè)的各項(xiàng)節(jié)水工作。

（2）制定節(jié)水管理制度：為了使節(jié)水工作能夠長(zhǎng)期有效的堅(jiān)持下去，企業(yè)應(yīng)建立節(jié)水辦公會(huì)議制度，健全節(jié)水管理網(wǎng)絡(luò)和崗位責(zé)任制，實(shí)施計(jì)劃用水和節(jié)約用水的具體管理制度，實(shí)行定額管理，節(jié)獎(jiǎng)超罰；制訂節(jié)水規(guī)劃等。通過(guò)建立健全節(jié)水管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行，定期和不定期的進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)指出、整改和處罰，使企業(yè)全員都納入節(jié)水工作中。

（3）完善用水計(jì)量管理：用水計(jì)量是實(shí)施用水精細(xì)化管理的基礎(chǔ)和依據(jù)，弄清企業(yè)用水系統(tǒng)管路走向和用水計(jì)量情況，根據(jù)用水分級(jí)計(jì)量管理的相關(guān)要求和企業(yè)用水考核的要求，定期對(duì)水表進(jìn)行校核，補(bǔ)充完善企業(yè)分級(jí)水表。最終不斷完善企業(yè)用水分級(jí)計(jì)量和用水計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖，建立每日抄表核算制度，定期開(kāi)展水平衡測(cè)試，從而指導(dǎo)節(jié)水管理人員開(kāi)展具體的節(jié)水工作。

（4）實(shí)施精細(xì)化管理：印染企業(yè)在生產(chǎn)上普遍存在小批量、多品種的生產(chǎn)模式，給管理者帶來(lái)了很多新的挑戰(zhàn)。通過(guò)引入ERP系統(tǒng)[4]，對(duì)印染企業(yè)實(shí)施精細(xì)化管理，將印染企業(yè)生產(chǎn)所涉及的所有資源都處于受控狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)資源整合。其中，包括水系統(tǒng)的相關(guān)資源信息，例如取水量、回用水量、循環(huán)水量、冷凝水回用率、各部門(mén)、工序、設(shè)備用水量等，對(duì)于系統(tǒng)分析印染企業(yè)用水指標(biāo)情況，評(píng)判印染企業(yè)用水水平，具有很好的作用。

（5）加強(qiáng)節(jié)水宣傳教育：定期對(duì)員工進(jìn)行節(jié)水宣傳教育，提高員工節(jié)水意識(shí)，杜絕人為原因造成的用水浪費(fèi)現(xiàn)象，養(yǎng)成節(jié)水好習(xí)慣。

3.2 節(jié)水工藝技術(shù)措施[1]

（1）采用先進(jìn)的印染設(shè)備。

印染設(shè)備用水水平在很大程度上影響印染企業(yè)的用水水平，因此，重視印染設(shè)備升級(jí)改造，采用先進(jìn)的自動(dòng)化程度較高的印染設(shè)備，能夠精確控制生產(chǎn)工藝過(guò)程，提高一次合格率。例如：選用小浴比的染色設(shè)備，如氣流染色機(jī)，勻流染色機(jī)等；進(jìn)行設(shè)備自動(dòng)控制裝置的設(shè)計(jì)與改造，采用染色機(jī)水位、水量的自動(dòng)控制，定形機(jī)軋槽水位的自動(dòng)控制等；采用高效水洗機(jī)，采用逆流水洗方式等；采用連續(xù)式的加工設(shè)備，包括連續(xù)式的前處理替代染缸前處理：連續(xù)式的水洗替代染缸后處理等等。提高設(shè)備自動(dòng)化水平，優(yōu)化生產(chǎn)工藝過(guò)程、提高生產(chǎn)效率，降低印染設(shè)備的水耗和廢水排放，大大降低印染企業(yè)用水成本。

另外，印染生產(chǎn)用水量大，除了染色工藝用水外，最主要的用水還在前處理和各種水洗環(huán)節(jié)。所以要降低用水量，不但要減小染色浴比，還要控制好前處理和水洗用水。

（2）進(jìn)行印染工藝優(yōu)化改進(jìn)。

印染企業(yè)需要結(jié)合新染料、新助劑、新設(shè)備，進(jìn)行工藝優(yōu)化改進(jìn)，例如采用冷軋堆工藝（前處理、染色）。采用大容量卷染機(jī)，采用連續(xù)式前處理設(shè)備，采用高效水洗箱等，可以大幅度降低用水量，采用一浴法工藝和一浴二步法染色工藝可節(jié)約用水量，采用高性能的助劑控制pH值能提高染色成功率，采用高性能的助劑能使前處理和染色同浴一步完成。采用高效皂洗劑能縮短皂洗工藝等，都能大幅度降低水耗。

（3）提高印染一次合格率。

加強(qiáng)原輔材料（包括染料、助劑、坯布等）質(zhì)量管理，保障設(shè)備的完好率，提高員工操作技能，確保工藝制訂的正確性和準(zhǔn)確性，充分做好技術(shù)準(zhǔn)備工作，嚴(yán)把打樣、復(fù)樣質(zhì)量，嚴(yán)把生產(chǎn)過(guò)程中各道半成品的質(zhì)量關(guān)，提高一次合格率，減少回修，從而大幅度降低用水量。

（4）開(kāi)展分質(zhì)回用。

印染企業(yè)用水工序和環(huán)節(jié)較多，對(duì)應(yīng)的排水水質(zhì)和水量也各不相同。因此印染企業(yè)開(kāi)展水的分質(zhì)回收處理利用有非常重要的意義，可以大幅度降低排水量和新鮮水的消耗量，同時(shí)充分保證工藝用水，有利于提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

建議根據(jù)企業(yè)用水情況，分區(qū)域、分工序、分設(shè)備對(duì)生產(chǎn)廢水進(jìn)行清污分流，分質(zhì)收集和處理，結(jié)合企業(yè)用水水質(zhì)和水量要求，對(duì)印染廢水進(jìn)行回收利用。例如在染色設(shè)備內(nèi)對(duì)后道的清洗廢水保留，用于下一批次的產(chǎn)品使用；在車(chē)間內(nèi)開(kāi)展前處理工序廢水重復(fù)利用、清洗廢水回收利用等；在末端污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)采用印染廢水分質(zhì)收集和處理，輕質(zhì)廢水和印染廢水分別經(jīng)過(guò)不同的處理設(shè)施處理，實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)廢水大部分回用和印染廢水部分回用。

（5）開(kāi)展非常規(guī)水資源利用。

隨著常規(guī)水資源日益緊張，印染企業(yè)積極開(kāi)展非常規(guī)水資源利用。例如：對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行回收利用，盡量利用到冷凝水的熱量；開(kāi)展廠區(qū)內(nèi)雨水收集利用，收集的雨水經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后用于生產(chǎn)或生活等，以減少常規(guī)水資源取水量。

3.3 節(jié)約生活用水

與印染生產(chǎn)用水相比，生活用水在總水量中只占了很少的比重（一般5%以下），但是生活用水也要需要加強(qiáng)管理。不僅可以減少生活用水量，更主要的是通過(guò)生活用水的教育和管理，進(jìn)一步增強(qiáng)職工節(jié)約用水的意識(shí)，使員工在工作中更加重視每個(gè)用水環(huán)節(jié)的節(jié)約。

生活用水管理的重點(diǎn)包括安裝宿舍水表并按月抄表結(jié)算水費(fèi)，節(jié)將超罰；張貼節(jié)水標(biāo)語(yǔ)，開(kāi)展節(jié)水宣傳；定期檢查生活用水設(shè)施，防止跑冒滴漏等。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)查分析印染企業(yè)用水情況，提出印染企業(yè)的一系列節(jié)水措施，以減少印染企業(yè)取水量和排水量，提高印染企業(yè)水重復(fù)利用率。