印染行業中的節能減排方法與清潔生產研究

文_潘文江 張文 江蘇科易達環保科技有限公司

自進入21世紀以來，我國紡織工業為了適應國際市場的競爭要求，積極運用高新技術改進傳統的生產工藝，并取得了巨大的經濟成績。但在我國紡織工業的快速發展中，高消耗、高污染的粗放型生產問題卻越來越明顯，尤其是在印染行業，能耗高、水耗高等問題成為制約整個行業可持續發展的重要因素，急需尋找節能減排與清潔生產的新方法。

1 印染行業中的節能減排方法

1.1 生物酶前處理工藝

物酶前處理技術的主要是通過生物酶制劑在中溫條件下有效水解雜質，并增強廢水可化性，減少能源消耗，有助于改善紡織物品質，避免傳統加工工藝中造成的損傷。與傳統工藝相比，生物酶前處理工藝減少了水洗步驟，并且能夠顯著縮短工藝時間，減少蒸汽用量。根據相關印染企業的實踐經驗來看，在實施生物酶前處理技術之后，1t棉織品印染布料所減少的能耗超過15%，用水量減少40%以上。從其他能源消耗的角度來看，生物酶前處理工藝能夠減少0.027t標準煤的使用，單位產品廢水量減少10t以上，節能減排效果較好。

1.2 冷軋堆工藝

冷軋堆工藝是介于連續扎染與浸染工藝之間的一種藝簡單、可靠且科學的加工加工技術。分別對比傳統卷染工藝以及冷軋堆染工藝后（見圖1），發現從當前的生產過程來看，在卷染的每一道工序中都會產生少量廢水，并且在每道工藝結束后需要將卷染槽中所產生的廢水直接排放；冷軋堆染工藝則減少了汽蒸以及中間烘燥等加工流程，可以顯著減少廢水的排放量。并且在對比后發現冷軋堆染工藝與傳統卷染工藝相比節水量超過20%，CODCr的減排量超過15%，具有明顯的節能效果。

圖 1 新舊工藝對比

1.3 還原染料隱色體染色工藝

該工藝的核心流程，是將還原染料直接添加到還原顯色液中，促使染料在還原液中以隱色體形式存在，并且在浸軋后，還原蒸箱在100℃的溫度下汽蒸2min左右，再經過連續的氧化、水系以及皂洗、烘干之后，完成加工。從生產效果來看，還原染料隱色體染色工藝在染色過程中能夠減少打底機工序，減少了人力資源與能源的消耗，避免了向還原液中色淀量不恰當的問題，在染液濃度維持不變的情況下，能夠解決加工前后出現落色問題，也能避免色光波動，實現了色光穩定性，同時該加工方法能夠避免因為調節環節不恰當而造成邊中色差，保證了加工效果。從節能效果來看，在使用還原染料隱色體染色工藝中，生產1000m色布能夠節省電量160kWh，節水量約為2.3t。

1.4 涂料染色新工藝

該工藝加工流程為“織物陽離子改性→烘干→染色→預烘干→焙烘干”，主要通過特定的變性涂料染色專用設備來實現變性、染色、固色等連續加工過程，通過涂料顆粒定位吸附的方法，確保涂料能夠均勻、快速的附著在紡織物上。從加工效果來看，能夠保障紡織物的上色率，且加工后的原材料具有更好的手感，有助于縮短工藝流程。

2 印染行業生產中的清潔生產工藝

2.1 源頭控制技術

在印染行業生產過程中，做好源頭控制是實現清潔生產的關鍵，其中的重點內容，就是要針對操作過程中的工藝、設備進行優化調整之后，結合印染品的特征，選擇無害、無毒的染料以及配套物料等。從生產來看，通過在源頭上使用環保的生產設備與生產系統，通過清潔工藝徹底減少污染。例如，在清潔生產中可以用優化溢流染色機的方法、布液分離的方法降低生產水位，最終有效降低染色浴比以及儲布槽的水量等。

2.2 注意余熱的回收與利用

在布料印染過程中，余熱回收也是實現清潔生產的關建環節，因此需要重點做好高溫熱廢水、蒸汽冷凝水、廢氣的余熱等三個層面的余熱回收利用，則可有效減少印染行業的能耗。例如，在印染生產中冷凝水的余熱可以合理的用于水洗、漂白及退漿等加工過程中，而當水溫度控制在90～100℃范圍時，也能滿足紡織物煮練等加工要求。

2.3 回用作冷卻水

在印染生產過程中，部分紡織品的印染工序是在高溫環境下完成的，如漂白、煮練等，需要經過熱換氣在蒸汽間加熱工作液后，使工作液與布料在高溫條件下發生反應并實現加工，但在這個過程也會使布料也達到較高的溫度。如果在這個過程中，染色機直接輸注冷水雖可讓布料瞬間冷卻，但會影響其質量。因此，為了避免此類問題發生，在排放高溫廢水前需要用冷水間接降低工作液的溫度，進而有序的降低布料溫度，避免因布料與進水溫度之間的較大差異而造成損失。但在加工環節可以發現循環冷卻水對水質的要求更低（尤其是低于印染生產水質），所以為達到清潔、可持續生產目的，可考慮將回用廢水為印染加工過程中的冷卻水，這種方法能減少新水的使用量，滿足未來生產要求。

2.4 強化印染末端工序處理

印染末端工序中出現的廢水，按照其來源大體在退煮、染色、水洗等環節。以COD濃度為標準，在退煮漂、染色等類型廢水中的COD含量較高，而水洗、印花等工藝中所產生的COD減少。因此，為達到清潔生產的目的，可以考慮通過分流的方法提高水資源利用率，并減少不必要的污染。例如，針對低濃度的水洗廢水，可以單獨收集不再排放；綜合廢水收集后，可先做標準化處理，再根據廢水處理結果判斷應用方向等，進一步提升廢水利用效率。

3 新技術在節能減排與清潔生產中的應用

3.1 微膠囊分散染料

傳統的染色工藝中，需要添加分散劑、助溶劑等材料，不僅對環境產生嚴重污染，而且攜帶的染料會導致污水中殘留大量染料，影響染色織物色度。而微膠囊分散染料主要是利用微膠囊所具有的隔離性、緩釋性等實現有效印染。在印染加工中隨著溫度升高使分子運動更加活躍，能快速滲透到微膠囊內部，并快速溶解染料使其快速擴散，此時滌綸纖維表面染料的溶解度被控制在較低水平，染料從微膠囊中緩慢釋放能夠將染料濃度長時間維持在較低水平，使布料的染色更加均勻。

3.2 天然植物染料技術

天然植物染料技術不涉及任何化學原料，染料具有可再生性，在染色、固色等加工過程中不需要使用其他的化學合成品，不會產生環境污染問題。現階段天然植物染料主要分為紅、黃、綠、黑、藍五大系列，能夠滿足絲綢、棉布、麻布等原材料的印染加工要求。

4 結語

從技術發展現狀來看，關于印染行業的節能減排以及清潔生產的技術相對成熟，并且隨著相關技術的發展，未來在印染行業發展中還可以通過清潔生產工藝不斷優化生產過程，為實現行業可持續發展奠定基礎。