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2004年纺织染整工业水污染物排放标准


印染废水处理

印染行业是纺织工业用水量较大的行业,水作为媒介参与整个染整加工过 程。印染废水水量大,色度高,成分复杂,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、 酸碱,纤维杂质及无机盐等,染料结构中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌、砷等 重金属元素具有较大的生物毒性,严重污染环境。因此,本章在简要介绍几种主 要印染产品废水的基础上,将重点介绍印染废水的污染防治和清洁生产

。 第一节 印染废水的产生与排放

一、印染废水的产生和特性分析 印染废水中的污染物主要来自织物纤维本身和加工过程使用的染化料, 在印染生 产的前处理过程中排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水,染色印花过 程排出染色废水、皂洗废水和印花废水,整理过程排出整理废水。现介绍各工序 排出的废水。 1. 前处理产生的废水 ① 退浆废水 退浆是用化学药剂将织物上所带的浆料退除(被水解或酶分解 为水溶性分解物) 同时也除掉纤维本身的部分杂质。 , 退浆废水是碱性有机废水, 含有浆料分解物、纤维屑、酶等,其 COD、BOD5 都很高。退浆废水水量较少, 但污染较重,是前处理废水有机污染物的主要来源。当采用淀粉浆料时,废水的 BOD5 含量约占印染废水的 45%左右;当采用 PVA 或 CMC 化学浆料时,废水的 BOD5 下降,但 COD 很高,废水更难处理。PVA 浆料是造成印染废水处理效果 不好的主要原因之一。

② 煮炼废水 煮炼是用烧碱和表面活性剂等的水溶液,在高温(120℃)和 碱性(pH=10~13)条件下,对棉织物进行煮炼,去除纤维所含的油脂、蜡质、 果胶等杂质,以保证漂白和染整的加工质量。煮炼废水呈强碱性,含碱浓度约为 0.3%,呈深褐色,BOD5 和 COD 值较高。 ③ 漂白废水 漂白是用次氯酸钠、双氧水、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面 和内部的有色杂质。漂白废水的特点是水量大,污染程度较轻,BOD5 和 COD 均较低,属较清洁废水。 ④ 丝光废水 丝光是将织物在氢氧化钠浓溶液中进行处理, 以提高纤维的张 力强度,增加纤维的表面光泽,降低织物的潜在收缩率和提高对染料的亲和力。 丝光废水一般经蒸发浓缩后回收,由末端排出的少量丝光废水碱性较强。 2. 染色和印花废水 ① 染色废水 染色废水主要污染物是染料和助剂。 由于不同的纤维原料和产 品需要使用不同的染料、助剂和染色方法,加上各种染料的上染率不同和染液的 浓度不同, 使染色废水水质变化很大。 染色废水的色泽一般较深, 且可生化性差。 其 COD 一般为 300~700mg/L,BOD5/COD 一般小于 0.2,色度可高达几千倍。 ② 印花废水 印花废水主要来自配色调浆、 印花滚筒、 印花筛网的冲洗废水, 以及印花后处理时的皂洗、水洗废水。由于印花色浆中的浆料量比染料量多几倍 到几十倍,故印花废水中除染料、助剂外,还含有大量浆料,BOD5 和 COD 都 较高。 由于印花滚筒镀筒时使用重铬酸钾,滚筒剥铬时有三氧化铬产生。这些含铬 的雕刻废水应单独处理。

③ 整理废水 整理废水含有树脂、 甲醛、 表面活性剂等。 整理废水数量较小, 对全厂混合废水的水质水量影响也小。 二、印染废水水质及水量 1.不同产品排放的废水水质 印染产品由于原料纤维、产品种类和生产工艺等不同,使用的染料、助剂种类和 品种不同, 加工的工艺方法不同, 漂洗次数不同, 因此其排放废水的水质亦不同。 另外,由于不同化学纤维的含量在各类产品中所占的比重不同,其使用染料和助 剂的种类也不断变化,因此所排放的废水中各污染物含水量也不相同。 在棉混纺织产品中由于化学纤维(主要为涤纶)的增加(一般占 65%),其 经纱上浆时采用变性淀粉和聚乙烯醇混合浆料。 而在印染前处理工艺过程产生的 退浆废水中,由于含有一定量的聚乙醇,使废水中增加了难生物降解物质,降低 了废水的可生物降解性。因此棉印染废水属于较难生物降解的工业废水之一。 在毛纺染色产品中,由于天然纤维所占比例较大,化学纤维占的比例相对较 少,而且织造过程中也不需上浆,故毛混纺染整产品加工过程产生的废水水质相 对较为稳定,废水的可生物降解性优于棉纺产品排放的印染废水。 洗毛废水由于可生物降解性能好,一般在提取羊毛脂后宜采用生物处理方 法。 真丝绸印染产品加工过程中排放的印染废水属于中低浓度的有机性废水,可 生物降解性好。 化纤仿真丝产品的碱减量工艺中产生的废水,由于含有相当量的对苯二甲酸 和乙二醇,总体看废水的可生物降解性能较差,但与印染废水混合后,水质稍有 改善。

3. 废水水量 印染废水排放量约为全厂用水量的 60%~80%。废水量随工厂的类型、生产 工艺、机械设备、加工产品的品种不同,差异较大。根据国内外的资料估算,每 加工一匹棉织物,用水量约为 1~1.2m3。实际工程中,常需通过调研确定确切 的设计排水量。 三、印染废水的特点和危害 1. 废水的特点 ① 水量大。 ② 浓度高。大部分废水呈碱性,COD 较高,色泽深。 ③ 水质波动大。印染厂的生产工艺和所用染化料,随纺织品种类和管理水 平的不同而异。而对于每个工厂,其产品都在不断变化,因此,废水的污染物成 分浓度的变化与波动十分频繁。 ④ 以有机物污染为主。除酸、碱外,废水中的大部分污染物是天然或合成 有机物。 ⑤ 处理难度较大。染料品种的变化以及化学浆料的大量使用,使废水含难 生物降解的有机物,可生化性差。因此,印染废水是较难处理的工业废水之一。 ⑥ 部分废水含有毒有害物质。 如印花雕刻废水中含有六价铬, 有些染料 (如 苯胺类染料)有较强的毒性。 2. 废水的危害 印染废水含大量的有机污染物,排入水体将消耗溶解氧,破坏水生态平衡, 危及鱼类和其它水生生物的生存。沉于水底的有机物,会因厌氧分解而产生硫化 氢等有害气体,恶化环境。

印染废水的色泽深,严重影响受纳水体外观。造成水体有色的主要因素是染 其中 50%以上用于纺织品染色; 料。 目前全世界染料年总生产量在 60 万吨以上, 而在纺织品印染加工中,有 10%~20%的染料作为废物排出。印染废水的色度尤 为严重,用一般的生化法难以去除。有色水体还会影响日光的透射,不利于水生 物的生长。 在使用化学氧化法去除色度时,虽然能使水溶性染料的发色基被破坏而褪 色,但其残余物的影响仍然存在。 印染废水大部分偏碱性,进入农田,会使土地盐碱化;染色废水的硫酸盐在 土壤的还原条件下可转化为硫化物,产生硫化氢。

第二节

印染废水处理的基本方法

印染废水是以有机污染为主的成分复杂的有机废水,处理的主要对象是 BOD5、不易生物降解或生物降解速度缓慢的有机物、碱度、染料色素以及少量 有毒物质。虽然印染废水的可生化性普遍较差,但除个别特殊的印染废水(如纯 化纤织物染色) 仍属可生物降解的有机废水。 外, 其处理方法以生物处理法为主, 同时需辅以必要的预处理和物理化学深度处理法。 一、预处理 印染废水污染程度高,水质水量波动大,成分复杂,一般都需进行预处理,以确 保生物处理法的处理效果和运行稳定性。 1.调节(水质水量均化) 如前所述,印染废水的水质水量变化大,因此, 印染废水处理工艺流程中一般都设置调节池,以均化水质水量,为防止纤维屑、

棉籽壳、浆料等沉淀于池底,池内常用水力、空气或机械搅拌设备进行搅拌。水 力停留时间一般为 8 小时左右。 2.中和 印染废水的 pH 值往往很高,除通过调节池均化其本身的酸、碱度 不均匀性外, 一般需要设置中和池, 以使废水的 pH 值满足后续处理工艺的要求。 3.废铬液处理 在有印花工艺的印染厂中,印花滚筒镀筒时需使用重铬酸钾 等,滚筒剥铬时就会产生铬污染。这些含铬的雕刻废水含有重金属,必须进行单 独处理,以消除铬污染。 4. 染料浓脚水预处理 染色换品种时排放的染料浓脚水, 数量少, 但浓度极高, COD 可达几万甚至几十万。 对这一部分废水进行单独预处理可减少废水的 COD 浓度,这对于小批量、多品种的生产企业尤其重要。 二、生物处理技术 生物处理工艺主要为好氧法,目前采用的有活性污泥法、生物接触氧化法、生 物转盘和塔式生物滤池等。为提高废水的可生化性,缺氧、厌氧工艺也已应用于 印染废水处理中。 1. 活性污泥法 活性污泥法是目前使用最多的一种方法, 有推流式活性污泥法、 表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低、处理效果较好等优点。其中,表 面曝气池因存在易发生短流,充氧量与回流量调节不方便、表面活性剂较多时产 生泡沫覆盖水面影响充氧效果等弊端,近年已较少采用。而推流式活性污泥法在 一些规模较大的工业废水处理站仍得到广泛应用。污泥负荷的建议值通常为 0.3~0.4kg(BOD5)/kg(MLSS)?d,其 BOD5 去除率大于 90%,COD 去除 率大于 70%。据上海印染行业的经验表明,当污泥负荷在小于 0.2 kg(BOD5) /kg(MLSS)?d 时,BOD5 去除率可达 90%经上,COD 去除率为 60%~80%。

2.生物接触氧化法 生物接触氧化法具有容积负荷高、占地小、污泥少、不产 生丝状菌膨胀、无需污泥回流、管理方便、填料上易保存降解特殊有机物的专性 微生物等特点,因而近年来在印染废水处理中被广泛采用。生物接触氧化法停止 进行后,重新运行启动快,对企业因节假日和设备检修停止生产无废水排放对生 物处理效果的影响较小。因此,尽管生物接触氧化法投资相对较高,但因能适应 企业废水处理管理水平较低、用地较紧张等困难处境,应用越来越广泛。其特别 适用于中小水量的印染废水处理,通常,容积负荷为 0.6~0.7 kg(BOD5) /kg(MLSS).d 时,BOD5 去除率大一起 90%,COD 去除率为 60%~80%。 3. 缺氧水解好氧生物处理工艺 如前所述, 缺氧段的作用是使部分结构复杂的、 难降解的高分子有机物,在兼性微生物的作用下转化为小分子有机物,提高其可 生化性, 并达到较好的处理效果。 缺氧段的水力停留时间, 一般是根据进水 COD 浓度来确定的。当缺氧段采用填料法时,通常建议按每 100mg/L 的 COD 需水 力停留时间 1h 累计取值。 好氧段负荷限值有两种方法, 一是不计缺氧段去除率, 此时好氧段负荷的限值略高于一般负荷值; 另一计算法是按缺氧段 BOD5 去除率 为 20%~30%计, 而好氧段的负荷按一般负荷值计算。 经这一工艺处理后, BOD5 去除率在 90%以上,COD 去除率一般大于 70%,色度去除率较单一的好氧法也 有明显提高。 4.生物转盘、塔式滤池 生物转盘、塔式滤池等工艺在印染废水的处理中也曾 采用,取得了较好的效果,有的厂目前还在运行。但由于这些工艺占地较大,对 环境的影响总是较多,处理效果相对其他工艺低,目前已很少采用。 5.厌氧处理 对浓度较高、可生化性较差的印染废水,采用厌氧处理方法能较 大幅度地提高有机物的去除率。厌氧处理在实验室研究、中试中已限得了一系列

成果,是有发展前途的新工艺。但其生产运行管理要求较高,在厌氧处理法后面 还需好氧法处理才能达到出水水质要求。 三、物化处理与其他处理技术 印染废水处理中, 常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。 此外, 电解法、生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中。 1. 混凝法 混凝法是印染废水处理中采用最多的方法, 有混凝沉淀法和混凝 气浮法两种。常用的混凝剂有碱式氯化铝、聚合硫酸铁等。混凝法对去除 COD 和色度都有较好的效果。 混凝法可设置在生物处理前或生物处理后,有时也作为唯一的处理设施。 混凝法设置在生物处理前时, 混凝剂投加量较大, 污泥量大, 易使处理成本提高, 并增大污泥处理与最终处理的难度。混凝法的 COD 去除率一般为 30%~60%, BOD5 去除率一般为 20%~50%。 作为废水的深度处理,混凝法设置在生物处理构筑物之后,具有操作运行灵活的 优点。当进水浓度较低,生化运行效果好时,可以不加混凝剂,以节约成本;当 采用生物接触氧化法时,可以考虑不设二次沉淀池,让生物处理构筑物的出水直 接进入混凝处理设施。 在印染废水处理中, 多数是将混凝法设置在生物处理之后。 其 COD 去除率一般为 15%~40%。 当原废水污染物浓度低,仅用混凝法已能达到排放标准时,可考虑只设置混凝法 处理设施。 2.化学氧化法 纺织印染废水的特征之一是带有较深的颜色。主要由残留在废水中的染料所 造成。此外,有些悬浮物、浆料和助剂也能产生颜色。废水脱色就是去除废水中

上述显色有机物。印染废水经生物法或混凝法处理后,随 BOD 和部分悬浮物的 去除, 色度也有一定的降低。 一般情况下, 生物法的脱色率较低, 仅为 40%~50%。 混凝法的脱色率稍高,但因染料品种和混凝剂的不同而有很大的差别,脱色率在 50%~90%之间。因此,采用上述方法处理后,出水仍有较深的颜色,对排放和 回用都很不利。为此,必须进一步进行脱色处理。常用的脱色处理法有氧化法和 吸附法两种。氧化脱色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三种。 化学氧化法一般作为深度处理设施,设置在工艺流程的最后一级。主要的目 的是去除色度,同时也降低部分 COD。经化学氧化法处理后,色度可降到 50 倍 以下,COD 去除率较低,一般仅 5%~15%。 ① 氯氧化脱色法 氯作为消毒剂已广泛地应用于给水处理,其作为氧化剂时的功能与消毒有所 不同。氯氧化脱色法就是利用存在于废水中的显色有机物比较容易氧化的特性, 应用氯或其化合物作为氧化剂,氧化显色有机物并破坏其结构,达到脱色的目的。 常用氯氧化剂有液氯、漂白粉和次氯酸钠等。其中次氯酸钠价格较高,但投 加设备简单,产泥量少。漂白粉价廉,来源广,可就地取材,但产泥多。如采用 液氯,沉渣还很少,但氯的用量大,余氯多,在一般温度下反应时间也长。而且 某些染料氯化后可能产生有毒的物质。 氯氧化剂并不是对所有染料都有脱色效率。对于易氧化的水溶性染料如阳离 子染料、偶氮染料和易氧化的不溶性染料如硫化染料,都有良好的脱色效果。对 于不易氧化的水不溶性染料如还原染料、分散染料和涂料等,脱色效果较差。当 废水中含有较多悬浮物和浆料时,该法不仅不能去除此类物质,反而要消耗大量 氧化剂。况且在氧化过程中,并不是所有染料都被破坏,其中大部分是以氧化态

存在于出水中,经过放置,有的还可能恢复原色。所以单独采用此法脱色并不理 想,宜与其他方法联用,可获得较好的脱色效果。 ② 臭氧氧化脱色法 臭氧作为强氧化剂,除了在水消毒中得到应用,在废水脱色及深度处理中也 得到广泛应用。臭氧具有强氧化作用的原因,曾经认为是在分解时生成新生态的 原子氧,表现为强氧化剂。目前认为,臭氧分子中的氧原子本身就是强烈亲电子 或亲质子的,直接表现为强氧化剂是更主要的原因。 染料显色是由其发色基团引起,如:乙烯基、偶氮基、氧化偶氧基、羰基、 硫酮、亚硝基、亚乙烯基等。这些发色基团都有不饱和键,臭氧能使染料中所含 的这些基团氧化分解,生成分子量较小的有机酸和醛类,使其失去发色能力。所 以,臭氧是良好的脱色剂。但因染料的品种不同,其发色基团位置不同,其脱色 率也有较大差异。 对于含水溶性染料废水, 如活性、 直接、 阳离子和酸性等染料, 其脱色率很高。含不溶性分散染料废水也有较好的脱色效果。但对于以细分散悬 浮状存在于废水中的不溶性染料如还原、硫化染料和涂料,脱色效果较差。 影响臭氧氧化的主要因素有水温、pH 值、悬浮物浓度、臭氧浓度、臭氧投 加量、接触时间和剰余臭氧等。 用臭氧处理印染废水,因所含染料品种不同,处理流程也不一样。对含水溶 性染料较多、 悬浮物含量较少的废水, 可单独采用臭氧或臭氧—活性炭联合处理, 一般都与其他方法联用。 当废水中含染料以分散染料为主, 且悬浮物含量较多时, 宜采用混凝—臭氧联合流程。 ③ 光氧化脱色法

光氧化脱色原理 光氧化脱色法是利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作 用,氧化分解废水中的有机污染物质,使废水的 BOD、COD 和色度大幅度下降 的一种处理方法。 光氧化脱色法中常用的氧化剂是氯气,有效光是紫外线。紫外线对氧化剂的分解 和污染物质的氧化起催化作用。 有时, 某些特殊波长的光对某些物质有特效作用。 因此,设计时应选择相应的特殊紫外线灯作为光源。 光氧化脱色法的特点有:氧化作用强烈,没有污泥产生,适用范围广,可作为废 水的高级处理,装置紧凑,占地面积小。光氧化脱色印染废水,除对一小部分分 散染料的脱色效果较差外,其他染料脱色率都在 90%以上。 3.电解法 借助于外加电流的作用产生化学反应,把电能转化成化学能的过程称电解。 利用电解的化学反应, 使废水的有害杂质转化而被去除的方法称为废水电解处理 法,简称电解法。 电解法以往多用于处理含氰、含铬电镀废水,近年来才开始用于处理纺织印染废 水的治理,但尚缺乏成熟的经验。研究表明,电解法的脱色效果显著,对某些活 性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染废水,脱色率可达 90% 以上,对酸性染料废水脱色率达 70%以上。电解法对于处理小水量的印染废水, 具有设备简单、管理方便和效果较好的特点。固定床电解法在工程上也有应用, 取得了较好的效果。其缺点是耗电较大、电极消耗较多,不适宜在水量较大时采 用。电解法一般作为深度处理,设置在生物处理之后。其 COD 去除率为 20%~ 50%,色度可以降到 50 倍以下。

当原废水浓度低,仅用电解法已能达到排放标准时,可考虑只设置电解法处理设 施。仅用电解法处理时,COD 去除率为 40%~75%。 电解法具有下列特点: ① 反应速度快,脱色率高,产泥量小; ② 在常温常压下操作,管理方便容易实现自动化; ③ 当进水中污染物质浓度发生变化时, 可以通过调节电压与电流的方法来控制, 保证出水水质稳定; ④ 处理时间短,设备容积小,占地面积小; ⑤ 电解需要直流电流,电耗和电极消耗量较大,宜用于小水量废水处理。 4.活性炭吸附法 活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年 历史。70 年代开始用于工业废水处理。生产实践表明,活性炭对水中微量有机 污染物具有卓越的吸附性,它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工 业废水都有良好的吸附效果。一般情况下,对废水中以 BOD、COD 等综合指标 表示的有机物,如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工 产品等,都有独特的去除能力。所以,活性炭吸附法已逐步成为工业废水二级或 三级处理的主要方法之一。 吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。吸附是一种界面现象,其 与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种,一种是溶剂水对 疏水物质的排斥力,另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附,多 数是这两种力综合作用的结果。 活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能 力,在选择活性炭时,应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡

孔发达的炭种。此外,灰分也有影响,灰分愈小,吸附性能愈好;吸附质分子的 大小与炭孔隙直径愈接近, 愈容易被吸附; 吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。 在一定浓度范围内,吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外,水温和 pH 值也有影响。吸附量随水温的升高而减少,随 pH 值的降低而增大。故低水温、 低 pH 值有利于活性炭的吸附。 活性炭吸附法较适宜用作水量小, 一般的生化与物化方法不难处理达标时的深度 处理方法。其优点是效果好,缺点是运行成本高。

第三节 一、棉印染产品废水治理

不同印染废水的治理技术

棉印染产品废水的治理与其他纺织印染产品废水治理相比较,治理时间较早, 治理规模也较大。由于棉印染废水整体属于有机性废水,而且具有城市污水、生 活污水的某些特性,但其废水的可生物降解性较差,并且印染废水还具有某些特 殊颜色。 20 世纪 70 年代中期, 印染废水治理采用较多的技术为生物治理技术和活性污 泥法,其后又陆续开发出了不同结构池型(圆形池、方形池),不同工艺形式(合建 式、分建式)的多种活性污泥法处理型式。70 年代末至 80 年代初,引进当时国 外先进环保治理技术并结合我国具体情况,开发出生物膜法的生物接触氧化法、 塔式生物滤池等型式。其后,生物接触氧化法获得较快的发展和应用。随着这种 方法的采用,软性填料、半软性填料也研制成功并获得应用。自 80 年代中后期 这种型式很快得到推广,并且在棉印染行业逐步取代了表面加速曝气型式。 但是,随着棉印染产品中化学纤维的数量的不断增加,废水的可生物降解性能 逐渐变差,使原有的生物处理系统去除能力有所降低。为了满足达标排放要求,

随后又采用在生物化学处理方法之后再串接化学处理的方式, 来满足达标排放的 要求。化学处理中以化学投药法为主,主要采用混凝沉淀和混凝气浮的型式。实 践中采用最多的为混凝沉淀池型式,这种方法运行管理较简单。采用生化与物化 联合治理工艺,可以充分发挥生物处理法去除大部分有机污染物的能力,而其剩 余的有机污染物和色度则由化学处理法承担,这样可以减少药剂投加量,使处理 成本降低。实践证明,这是适合当前我国棉印染废水的经济合理的治理方式。 80 年代末,由于棉混纺织物数量的增加,在棉机织产品印染废水中,存在一 定数量的化学浆料(聚乙烯醇等)难生物降解物质,因此单纯采用好氧生物处理工 艺难以将其氧化分解,不能满足达标排放要求。 为了解决达标排放问题,纺织工业在“七五”期间又开发出厌氧-好氧的低能 耗的生物治理工艺。其中的厌氧法主要是利用厌氧过程的产酸阶段,即水解酸化 阶段。为了加快其处理过程应投加经过培养的菌种,使难以降解的大分子量有机 污染物质变成较易降解的小分子量有机污染物。 对染料和表面活性剂都有较为明 显的破坏和降解作用,为后面的好氧生物处理提供较为有利条件,使废水处理系 统得以正常进行,减少后面化学处理单元的负担。在此期间为了提高生物处理单 元的去除率,也实验研究了投加优势菌种,提高去除率的问题。但是,由于棉印 染废水量相对较大,长期运行菌种优势难以保证,所以,正常运行中很少采用投 加优势菌种的办法。 实践证明,对印染废水采用以生物处理为主,物理处理与化学处理相结合的 综合治理路线是当前稳定达标排放的治理路线。 (一)棉机织产品印染废水治理

1.废水治理流程:在各类印染废水中,棉印染废水治理流程较为复杂。一 是棉花纤维本身所含杂质,二是混纺产品中有较大量的化学纤维,也使废水水质 发生变化,可生物降解性能变差,增加了其处理难度,其典型治理流程如图 5-1 所示。 生物接触氧化池 活性污泥池 混凝沉淀池 混凝气浮池 化学氧化池 排放 印染废水→格栅→调节池→厌氧水解池→ → 沉淀池 —→

大 —→ 污泥浓缩池→污泥脱水→处置→ 排放

图 5-1 棉机织产品废水治理典型流程 2.主要工艺参数: ① 格栅:流程中格栅一般设置两道,通常一道为固定式栅条式格栅,一道 为自动回转式格栅。 ② 调节池:调节池一般均设有预曝气,气水比为 3~5:1,预曝气一方面 为防止沉淀进行搅拌,另外兼有去除部分有机污染物作用。调节池调节时间一般 为 T=6~8h,其 COD 去除率平均为 8%左右。 ③ 厌氧水解酸化池:根据废水中污染物状况,停留时间 T=4~10h,COD 去 除率一般为 15%~30%,色度去除率可达 40%~ 70%。对泡沫的消除也有明显 的效果。

④ 生物接触氧化池:生物接触氧化法实质上是生物膜法与活性污泥法的混合 型式。国外又称为浸没式生物滤池法。由于在池中放置一定数量的、而且具有一 定孔隙率和比表面积的填料,为微生物的生长提供了栖息场所,具有明显的生物 膜法特点。同时它又采用了活性污泥法的曝气方式,并在池体中和填料间也具有 一定数量的活性污泥,因此它又具有活性污泥特点。由于它采用鼓风曝气型式, 不受池体表面产生的泡沫影响,不产生污泥膨胀,有机负荷高,占地少,流程中 生物接触氧化法、活性污泥法均采用鼓风曝气方式。 生物接触氧化池停留时间一般为 T=5~7h,COD 去除率约为 55%~60%,色 度去除率约为 50%,气水比一般为(20~25)﹕1。生物接触氧化池通常设计为二 段, 二段池容积可以相同, 也可以第一段比第二段池容大。 第一段气水比为(25~ 28):1,第二段为(15~18):1。 ⑤ 活性污泥池:活性污泥法中曝气池的停留时间通常为 T=9~12h,COD 去 除率约为 60%~70%,色度去除率约为 50%左右。 ⑥ 沉淀池:沉淀时间通常采用 T=1.5~2h。目前,沉淀池主要采用竖流沉淀 池型式,对较大处理水量,多采用辐流式沉淀池型式。斜管(板)沉淀池由于排泥 不畅且容易积泥,使污泥反硝化引起污泥上浮,目前在印染废水治理中已很少采 用。沉淀污泥通常采用重力或机械排泥方法排入浓缩池,然后进行机械脱水或污 泥干化。在厌氧水解池运行初,为了提高池中污泥含量,也采用部分沉淀池污泥 回流方法。 ⑦ 混凝沉淀池和混凝气浮池:混凝沉淀或混凝气浮工艺,都采用化学投药方 法。投药品种多为无机聚合铝或无机与有机聚合物,其产生的污泥也排入污泥浓 缩池与生物污泥一并处理。 COD 去除率约为 40%~55%, 其 色度去除率约 40%~

60%。混凝沉淀池或混疑气浮池中投加的药剂采用水力混合或机械搅拌。当好氧 生物处理后沉淀池出水略高于排放标准时, 亦可在沉淀池前投药, 利用水力搅拌。 ⑧ 化学氧化池:化学氧化法主要以去除色度和剩余有机污染物为主,其脱色 效果优于混凝沉淀或混凝气浮工艺, 其中光化学氧化法或电化学氧化法具有一定 的高新技术含量,目前已在工程中获得应用。 当废水 pH 值较高时,在调节池前应考虑加酸中和措施。但是当企业设有三效 蒸发丝光淡碱回收装置并严格控制生产过程中碱用量时,印染废水 pH 值为 9.0~9.5 左右,一般可不需考虑中和装置。 在流程中,根据各地排放标准要求不同和处理后水质状况不同,又提出了不同 的排放部位。可在沉淀池后排放,也可在混凝沉淀池后排放。 (二)棉针织产品印染废水治理: 1.废水治理流程:棉针织印染废水中,由于纤维织造时经纱不需上浆工艺, 其废水中不含浆料成分,因此废水中有机污染物含量低于棉机织印染废水,其治 理流程相对较短,有关设计参数也较低。治理典型工艺流程如图 5—2 所示。 活性污泥池 生物接触氧化池 混凝沉淀池 混凝气浮池

废水→格栅→调节池→ 放

→沉淀池—

→排

排 放

图 5—2 棉针织产品废水治理典型流程 2. 主要工艺参数: ① 格栅:流程中格栅要求与棉机织废水处理相同。 ② 调节池:流程中调节停留时间 T=6~8h,COD 去除率平均约 8%。通常也 采用曝气形式进行搅拌,防止其沉淀及保证其去除率。 ③ 生物接触氧化池:停留时间 T=4~6h,COD 去除率 55%~ 60%,色度去 除率 50%,气水比 15~20:1。其中的生物接触氧化池可采用一段法或二段法。 ④ 活性污泥池:停留时间 T=8~10h,COD 去除率 60%~70%,色度去除率 50%。 ⑤ 沉淀池:沉淀时间通常为 T=1.5~2h。 末端的混凝沉淀池或混凝气浮池,其 COD 去除率为 30%~ 55%,色度去除 率 40%~60%。 根据废水水质情况可适当调整上述有关参数, 亦可选用棉机织产品废水治理典 型流程,但有关参数需作相应调整。 近些年来间歇式活性污泥法、SBR 法及其变形的 CASS 法、 DAT-IAT 法等在 印染废水治理中也有应用。由于其运行中有兼氧条件,可以不需设厌氧水解酸化 池。因为应用该方法企业较少,有关参数还需不断分析总结。 二、 毛纺产品印染废水治理 (一)洗毛废水的治理 毛纺织产品主要是由羊毛纤维加工成的纯毛纺织产品或羊毛纤维与化学纤维 按不同比例加工而成的毛混纺织产品。一般毛纺织产品中羊毛占较大的比例,而 化学纤维所占比例较小。

羊毛是天然的动物性蛋白质纤维,从羊身上取下的天然原毛中除主要为羊毛 纤维外,还含有羊汗、羊毛脂及固体杂物等杂质。为了使纤维具有可纺性及染色 均匀,必须将原毛中羊毛纤维以外的物质全部除去。洗毛过程中以水为媒体,另 外还需投加一定量的纯碱、洗涤剂等表面活性剂,通过洗毛联合机的机械洗涤作 用和各种洗涤物质的物理化学作用,从而达到洗净羊毛的目的。 洗毛加工的不同槽体产生不同浓度的洗毛废水,其中第一槽洗毛废水含泥沙 等悬浮颗粒较多,第二、第三槽主要含有一定量的羊毛脂等物质需进行回收,而 第四、第五槽废水主要作为逆流洗涤补充水用。排放的洗毛废水中仍含有一定量 固体杂物(主要为砂、土等)及羊毛脂、羊汗等有机物,其废水中有机污染物含量 高, COD、BOD5 值均达 10g/L 以上, 其 属于可生物降解性较好的有机性废水。 这种废水单独处理时,治理流程较长,主要采用完全厌氧处理工艺或兼氧工艺, 去除相当量有机污染物后,再进行好氧生物处理。为了实现达标排放,可能还需 进行混凝沉淀或混凝气浮等化学处理工艺。 我国也有部分毛纺织企业设有洗毛车 间,洗毛废水经过提取羊毛脂和厌氧处理后,再与企业生产过程中排放的染色废 水混合进行好氧处理。其后是否还需进行化学投药处理实现达标排放,应根据洗 毛废水与染色废水比例而定。如染色废水量较大,有机污染物含量较低,可能不 需再进行化学投药处理。这是经济合理的方法。因为洗毛废水量远小于印染废水 量,而且由于经适度处理的洗毛废水加入后可以改善混合废水的可生物降解性 能,提高治理系统的治理效果。为了去除洗毛过程残留的草刺等植物杂质,需加 酸使其炭化。洗净毛经炭化排放的废水呈弱酸性,有机物含量较低。这种废水与 提取羊毛脂后的洗毛废水混合,可明显降低洗毛废水浓度,处理工艺的有机负荷 降低,有利于处理工艺的达标排放。

从洗毛废水中提取的羊毛脂为粗制羊毛脂,其含有一定量的水分和杂质,经过 精细加工后,可获得高附加值的精制羊毛脂。精制羊毛脂是高级润滑油和高级化 妆品的主要原料。 1.废水治理的流程:洗毛废水是指经提取羊毛脂后二槽、三槽废水和一槽 的浸洗废水的混合废水,典型治理流程如图 5-3 所示。 生物接触氧化池 活性污泥池 沼气 洗毛废水→沉砂池→格栅→调节池→气浮池→厌氧池→水解酸化池 → →沉淀池→排放 图 5-3 洗毛废水治理典型流程 2.主要工艺参数: ① 沉砂池:停留时间 T=1.5~2.0h。 ② 格栅:设置三道,一道为粗格栅,一道为自动固液分离机,最后一道为 过滤筛板。 ③ 调节池:调节时间 T=8~10h,增加了预曝气后其 COD 去除率为 30%左 右。 ④ 气浮池:主要去除废水中残存的羊毛脂等,投药后 COD 去除率 40%~ 60%。 ⑤ 厌氧池: 采用 UASB 型式或固定膜厌氧反应器, 当保持中温厌氧条件时, 废水停留时间 T=8~12h,COD 去除率可达 75%~ 85%。而在常温条件下,其去 除率会降低,此时应适当增加废水停留时间。当洗毛废水量较大时,产生的沼气 可以收集利用,否则将采取高空排放。

⑥ 水解酸化池:实际上是在微氧情况下,主要以继续厌氧水解酸化为主,停 留时间 T=4~6h,其 COD 去除率为 20%左右。 ⑦ 活性污泥池或生物接触氧化池:停留时间一般为 T=10~12h, COD 去除率 一般为 50%~60%。 当企业没有洗毛车间和染色车间时,洗毛车间废水采用厌氧处理,可采用上述 有关参数。但是,当洗毛废水厌氧处理后与染色废水混合再处理时,上述有关参 数应进行修改。 由于洗毛废水为高浓度有机性废水,其排放标准不执行 GB4287-92 纺织染整 工业水污染物排放标准,而执行 GB 3544--92 造纸工业水污染物排放标准。 (二)毛纺织产品染色废水治理 毛纺产品分为毛粗纺产品(毛呢、 毛毯等厚型织物)、 毛精纺产品(毛料等薄型织 物)和绒线产品。 毛纺织产品废水主要指毛粗纺织产品、 毛精纺织产品及绒线产品在染色过程中 产生的各种废水的总称。它包括染色残液、漂洗水、洗呢水,缩绒水等。其中染 色残液和初次漂洗水中含有部分剩余染料及大部分或全部染色助剂, 而其余各类 废水含污染物浓度较低。 毛纺织产品废水处理, 就是治理这几种废水的混合废水。 毛粗纺产品排放废水中有机污染物浓度及色度均高于毛精纺产品废水相应指标。 而绒线产品排放废水介于上述两者之间。 毛纺织产品生产加工过程中主要污染源是染色工艺,它包括散毛染色、坯呢染 色和毛条染色。纯毛产品染色过程排放的染色废水一般呈微弱酸性,但由于采用 一定量的化学纤维,毛混纺产品其染色废水一般呈中性或弱碱性,毛纺染色混合 废水基本呈中性。

纯毛产品染色废水其 BOD5/COD 约为 0.4 左右,属于易生物降解的废水,而 纯毛与毛混纺产品并存的染色废水其 BOB5/COD 约为 0.3,属于较易生物降解 的废水。因此,毛纺织厂产品染色废水,总体上属于可生物降解性较好的有机性 废水。另外毛纺织产品所用染料均为水溶性染料,在染液中呈离子状态,羊毛又 是蛋白质纤维,上染率高,残液中染料含量较低,也易于被外加相反电荷的离子 所中和,因此较易于脱色。 1.毛粗纺织产品染色废水治理 生物炭池 光化学氧化池 混凝沉淀 (1)废水治理流程:典型治理流程如图 5-4 所示。 排放 废水→格栅→调节池→厌氧水解池→生物接触氧化池→沉淀池—→ 排放 →

图 5-4 毛粗纺织产品染色废水治理典型流程 (2)主要工艺参数: ① 格栅:流程中格栅一般设置二道,一道采用固定式格栅,另一道采用自 动清理回转式格栅。 ② 调节池:停留时间 T=6~8h,COD 去除率为 8%~10%,一般多采用预 曝气方式。 ③ 厌氧水解酸化池:停留时间 T=4~6h,池体 1/3~2/3 装设填料,COD 去除率为 20%~30%。

④ 生物接触氧化池:可以采用二段法或一段法,内置半软型填料,停留时 间 T=4~6h。气水比 15~20:l,COD 去除率为 50%~60%。 ⑤ 沉淀池:采用竖流沉淀池型式,沉淀时间 T=2.0h。 ⑥ 生物炭池:生物炭池需设有反冲洗设备,停留时间 T=0.5~1.0 h,气水比 5~8:1,COD 去除率为 50%~60%,色度去除率为 70%~80%。 ⑦ 光化学氧化池:停留时间 T=0.5~1.0h,COD 去除率为 50%,色度去除率 为 80%。 ⑧ 混凝沉淀池: 投药以聚合铝为主, 停留时间 T=2.0h, COD 去除率 50% , 其 色度去除率 50%。 根据排放标准不同,废水可以由不同部位排放。 2.毛精纺织产品染色废水治理 生物炭池 光化学氧化池 混凝沉淀 (1)废水治理流程:由于毛精纺织废水有机污染物含量较低,故其流程较短。 根据企业实际情况也可采用毛粗纺织产品染色废水治理流程。 只要选择合适的设 计参数,废水经过厌氧水解和生物接触氧化工艺流程,也可实现达标排放。典型 工艺流程如图 5-5 所示。 排放 废水→格栅→调节池→生物接触氧化池→沉淀池—→ →排放

图 5-5 毛精纺织产品染色废水治理典型流程 (2)主要工艺参数:

① 格栅:流程中设格栅二道,分别为一道人工清理格栅,一道自动回转机 械格栅。 ② 调节池:停留时间 T=6~8h。 ③ 生物接触氧化池:气水比 15~18:1,停留时间 T= 3~5h。 ④ 沉淀池:沉淀时间 T=5~2.0h。 其后各处理单元的有关参数及去除率可参照毛粗纺织产品废水治理典型流程 中同类单元参数,并作适当修改。 三、 丝绸印染产品废水治理 丝绸印染又分为真丝绸印染和仿真丝绸印染两种。 两种产品的染色与印花工艺 不同,其使用的染料和助剂也不相同,因而排放废水水质不同,治理的工艺流程 也不相同。 (一)天然真丝绸印染产品废水治理 天然真丝绸产品废水又分为脱胶废水和印染废水二种。 1.真丝脱胶废水治理 (1)废水治理流程:丝脱胶废水为较高浓度的有机废水,可生物降解性能 较好。其中,煮茧废水量占 7%~10%,缫丝废水量占 60%~65%,其余废水为 绕丝及废茧处理等工序产生。浓脱胶废水其浓度指标一般为 COD=5000~ 10000mg/L,BOD=2500~5000mg/L,pH=9.0~9.5。一般脱胶高浓度废水水量较 少, 而脱胶冲洗水量较大, 水质浓度较低, COD=500~1000mg/L, 其 BOD= 300~ 600mg/L。 一般采用分质处理后再混合处理, 或全部废水直接混合后再进行处理。 分质治理工艺流程如图 5-6 所示。 (2)主要工艺参数:

① 格栅:流程中设置二道格栅。 ② 厌氧池:采用 UASB 型式,停留时间 T=8~12h,采用常温发酵,COD 去除率 80%~85%左右。 ③ 调节池:停留时间 T=6~8h。 生物接触氧化池 活性污泥池 浓脱胶废水→格栅→厌氧池 调节池 放 脱胶冲洗水→格栅 图 5-6 丝脱胶废水治理典型流程 ④ 生物接触氧化池:一般采用二段法,停留时间 T=4~6h,气水比 18~20: 1,COD 去除率为 60%左右。 ⑤ 活性污泥池:停留时间 T=8~10h,COD 去除率 60%~61%。 ⑥ 二沉池:通常采用竖流式,沉淀时间 T=1.5~2.0h。 2.天然真丝绸印染产品废水治理 光化学氧化池 混凝沉淀池 电凝聚池 (1)废水治理流程:天然真丝绸指以天然蚕丝(桑蚕丝和柞蚕丝)为原料的各类 产品,其印染废水中除了天然丝绸上所含的蜡质及浆料外,主要为染料和助剂。 废水的污染物浓度类似于毛精纺产品和绒线产品,通常采用的治理流程如图 5-7 所示。 生物接触氧化池 活性污泥池 废水→格栅→调节池→ →沉淀池→ →排放 →二沉池→混凝沉淀池→排

图 5-7 真丝绸印染产品废水治理典型流程 (2)主要工艺参数: ① 格栅:流程中格栅采用二道。 ② 调节池:流程中调节池停留时间 T=6~8h。 ③ 生物接触氧化池:停留时间 T=4~6h,气水比 15~20:1,COD 去除率 60%,色度去除率 50%。 ④ 沉淀池:多采用竖流式型式,沉淀时间 T=1.5~2.0h。 有少数真丝绸印染企业中设有缫丝脱胶车间,也产生部分脱胶废水,根据废 水水量的大小,可以对浓脱胶废水单独进行厌氧处理后,再与脱胶冲洗水和染色 废水混合,然后继续进行好氧和化学处理。近几年新建成或改造企业也有采用厌 氧水解好氧生物治理工艺,如合理选择参数和构筑物型式,可以满足达标排放要 求,从而降低运行费用。 (二)化纤仿真丝产品废水治理 化纤仿真丝产品加工过程中,产生碱减量废水和印染废水。其中碱减量废水 是难降解浓度高的有机废水。 碱减量工艺中可分为间歇式和连续式两种。间歇式工艺可以回收部分碱液, 再用于生产,并将涤纶织物水解下来的对苯二甲酸通过压滤型式形成泥饼而去 除。连续式碱减量工艺可通过多次减量并适当补充碱液后,定期排放残液。此时 残液中含有一定量碱液,但主要是难生物降解的对苯二甲酸,这是一种难生物降 解物质。

1.废水治理流程:当采用连续式碱减量工艺时,多数企业将碱减量残液单 独处理到一定程度后再与印染废水混合进行混合废水处理。 当碱减量废水水量较 小时,也可与印染废水混合在一起进行统一处理。其治理流程如图 5-8 所示。 pH 调节 接触氧化池 活性污泥池 碱减量废水 印染废水 混凝沉淀池 混凝气浮池 →格栅—→调节池—→厌氧水解池→ —→沉淀池→

→排放

图 5—8 化纤仿直丝产品废水治理典型流程 2.主要工艺参数: ① 格栅:流程式中格栅设置二道。其中一道为固定式格栅,另一道为自动 回转式格栅。 ② 调节池:为了使处理的废水水质和水量均匀,增加混合条件,调节池调 节时间 T=8h,当废水碱性较高时,需加酸中和至 pH=9~10 左右,以利后续生 物处理单元正常运行。 ③ 厌氧水解池:停留时间 T=18~24h,COD 去除率为 15%~20%。 ④ 接触氧化池:生物接触氧化池停留时间 T=15~25h,COD 去除率 55%~ 60%。 ⑤ 活性污泥池:停留时间 T=20~30h,COD 去除率 60%~65%。

为了提高生物接触氧化池和活性污泥池中曝气池的去除效果, 发挥不同微生 物菌种的特性,通常将其设计为二段(级)或三段(级) ⑥ 沉淀池: 沉淀时间 T = 1.5~2.0h。 ⑦ 混凝沉淀池:混凝沉淀和化学氧化作为达标排放保证单元,其投药量和 耗电量根据实际情况确定。 四、麻纺产品印染废水治理 在麻纺产品加工过程中,主要产生脱胶废水和印染废水。第一类废水为煮炼 残液, 主要为煮炼过程中产生可生化性较好的废水, 其废水 BOD/COD=0.3~0.4, 废水呈棕褐色。COD 值一般为 10000~15000mg/L,第二类为洗麻水、浸酸水等 中段水, 这部分废水水量较大, COD 值为 400~500mg/L。 其 第三类为漂酸洗水, 其 COD 值为 100~150mg/L。 这几种废水混合后其 COD 值约为 2500~4000mg/L。 BOD5=800~1500mg/L,SS=200~600mg/L,pH=9~12,色度=400~600 倍。 (一)麻脱胶废水的治理 1.废水治理流程:麻脱胶工艺目前基本采用集中式工厂化的脱胶方法,由 专业化脱胶厂对脱麻废水进行单独处理。麻脱胶废水为高浓度偏碱性有机废水, 可生物降解性较好。典型治理流程如图 5—9 所示。 活性污泥池 接触氧化池 混凝沉淀池 化学氧化池

废水→格栅→调节池→厌氧水解池→

→二沉池→

→排放

图 5—9 麻脱胶废水治理典型流程

2.主要工艺参数: ① 格栅:在流程中,格栅设置二道。 ② 调节池:调节时间 T=8~12h,其 COD 去除率约为 10%。 ③ 厌氧水解池:停留时间 T=8~10h,其 COD 去除率为 25%~35%。 ④ 接触池:停留时间 T=6~8h,COD 去除率 60%。 ⑤ 活性污泥池:停留时间 T=8~12h,其 COD 去除率 60%~65%。 ⑥ 二沉池:沉淀时间 T=1.5~2.0h。 ⑦ 混凝沉淀池: 其投药量按聚合铝计 (含 Al2O37%~10%) 100~150mg/L, 为 其 COD 去除率为 50%~60%。 ⑧ 化学氧化池:化学氧化法中目前应用较好的为光化学氧化法去除 COD, 去除率为 50%~60%。此方法脱色效果明显。 (二)麻纺产品印染废水的治理 麻纺产品印染废水处理中,当含有脱胶车间排放的脱胶废水时,一般采用脱胶 废水与印染废水进行混合处理。 混合后废水水质根据脱胶废水和印染废水水量的 比例来确定。可参照上述脱胶废水治理流程,对有关参数进行修改。 当麻纺厂只有染色和印花工艺时, 麻纺印染产品废水水质与棉纺产品印染废 水水质基本相近,使用染料和助剂也基本相同,只是织物颜色较浅。可参照棉机 织物或棉针织产品废水治理流程,根据废水水质情况,对有关参数做适当修改或 全部采用。

第四节 印染行业的清洁生产 一、推行清洁生产与可持续发展 随着 20 世纪科技的进步,极大地提高了社会生产力,创造了人类前所未有 的物质财富。但工业的高速发展,却导致了资源的过度消耗和学浪费,环境受到 严重污染,使人类赖以生存的生态环境受到破坏,从而使工业发展丧失后劲,使 经济增长难以持续。 1. 清洁生产的意义 清洁生产一是可大幅度减少资源消耗和废物产生,还可使破坏了的生态环境 得到缓解和恢复,排除资源匮乏困境和污染困扰,走工业可持续发展的道路;二 是清洁生产改变了传统的被动、滞后的先污染、后治理的污染控制模式,强调在 生产过程中提高资源、 能源转化率, 减少污染物的产生, 降低对环境的不利影响; 三是企业开展清洁生产,可以避开由于末端治理而付出的高昂费用,使可能产生 的废物消灭在生产过程中。纺织工业生产是我国污染物排放量较大的行业之一, 推行清洁生产显得特别有意义。 2. 清洁生产的定义 清洁生产是指原料与能源利用率最高、废物产生量和排放量最低、对环境危 害最小的生产方式与过程。《中华人民共和国清洁生产促进法》中称:清洁生产 是指不断采取改进设计、使用清洁的能源、采用先进的工艺技术与设备、改善管 理、综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用率,减少或者避免生产、 服务和产品使用过程中污染物的产生和排放, 以减轻或者消除对人类健康和环境 的危害。

清洁生产是在产品生产过程和产品预期消费中,既合理利用自然资源,把对 人类和环境的危害减至最小又充分满足人们的需要,使社会、经济效益最大的一 种生产方式;清洁生产也是一种创造性思想,其将污染整体预防战略持续地用于 生产过程、 产品和服务中, 通过不断改善管理和技术进步, 提高资源综合利用率, 增加生态效率,减少污染物排放以降低对环境和人类的危害。关于清洁生产,联 合国环境规划署与规划中心综合各种说法,给出了以下定义:“清洁生产”是指 将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中, 以便减少对人类和环境 的风险性。《中国 21 世纪议程》指出:“清洁生产”是指既可满足人们的需要 又可合理使用自然资源并保护环境的实用生产方法和措施, 其实质是一种物料和 能耗最少的人类生产活动的规划和管理,将废物量化、资源化和无害化,或消灭 于生产过程之中。 3. 清洁生产的内容 清洁生产包括以下几方面内容。 (1)清洁能源 清洁生产使自然资源和能源利用合理化、经济效益最大、对人类和 环境的危害最小化。 在能源使用方面, 它包括新能源的开发、 可再生能源的利用、 现有能源的清洁利用及常规能源采取清洁利用的方法。 (2)清洁原料 在使用原料方面,少用或不用有毒有害及稀缺原料。 (3)清洁的生产过程 在生产过程中,节能、节约原料、生产中产出无毒、无害的 中间产品,减少副产品,选用少废、无废工艺和高效设备,减少生产过程中的危 险因素(如高温、高压、易燃、易爆、强噪声、强振动声),合理安排生产进度, 培养高素质人才,物料实行再循环,使用简便可靠的操作和控制方法,完善管理 等,树立良好的企业形象。

(4)清洁的产品 产品在使用中、 使用后不危害人体健康和生态环境,产品包装合理, 易于回收、复用、再生、处置和降解。使用寿命和使用功能合理。 4. 清洁生产的特点 清洁生产包括从原料选取、加工、提炼、产出、使用到报废处置及产品开发、 规划、设计、建设生产到运营管理的全过程所产生污染的控制。其特点(1)是 一项系统工程;(2)重在预防和有效性;(3)经济性良好;(4)与企业发展 相适应。 5. 清洁生产与可持续发展的关系 清洁生产是通过对生产过程控制达到废物量最小化, 也就是如何满足在特定的生 产条件下使其物料消耗最少而产品产出率最高的问题。 实际上是在原材料的使用 过程中对每一组分需要建立物料平衡,掌握它们在生产过程中的流向,以使考察 它们的利用效率、形成废物的情况。清洁是从生态经济大系统的整体出发,对物 质转化的工业加工工艺的全过程不断地采取预防性、战略性、综合性措施,目的 是提高物料和能源的利用率,减少以至消除废物的生成和排放,降低生产活动对 资源的过度使用以及减少这些活动对人类和自然环境造成破坏性的冲击和风险, 是实现社会经济的可持续发展、预防污染的一种环境保护策略。其概念正在不断 地发展和充实,但是其目标是一致的,即在制造加工产品过程中提高资源、能源 的利用率,减少废物的产生量,预防污染,保护环境。 可持续发展思想产生的背景是随着世界经济的快速发展,人类赖以生存和发 展的环境与资源遭到越来越严重的破坏, 人类已不同程度地体验到环境破坏的恶 果,认识到如果把经济、社会与环境割裂开,只顾谋求自身的、局部的、暂时的 经济发展,带来的将是他人的、全局的、后代的经济不发展,甚至是灾难。在此

情况下,一个包含了当代与后代的需求、国家主权、国际公平、自然资源、生态 承载力、环境和发展相结合等的可持续发展思想逐步形成。可持续发展首先是从 环境保护的角度来倡导保护人类社会的进步和发展,号召人们在增加生产的同 时,必须注意生态环境的保护和改善。它不仅涉及当代的、一个国家的人口、资 源、环境与发展的协调,同时涉及到与后代的、国家或地区之间的人口、资源、 环境与发展之间的矛盾和冲突。“可持续发展”就是既符合当代人类利益、又不 损害未来人类利益的发展,只有这种发展,才可能长久持续,才可能不危及人类 的生存。 可持续发展的概念结束了长期以来把发展经济与保护环境和资源相互对立 起来的错误观念,指出它们应是相互联系和互为因果的。 可持续发展的目的是发展,关键是可持续。目前对此尚无一个统一的定义。 在世界环境和发展委员会(WECD)于 1987 年发展的《我们共同的未来》的报 告中,对可持续发展的定义为: “既满足当代人的需求又不危及后代人满足其需 求的发展。”它包含了两个基本观点:一是人类要发展,尤其是人要发展;二是 发展有限度,不能危及后代人的发展。 对产业部门来说,转向清洁生产是实施可持续发展战略的标志。因为清洁生 产要求环境保护贯穿于整个生产过程的每一个环节。 环境污染保护不再仅仅是环 保人员的职责,也是各级工业生产管理部门和经营者共同的职责。产生部门只有 推行清洁生产,才能把经济发展和环境保护统一起来,使经济建设与可持续利用 资源和生态环境保护统一起来。 推行清洁生产已成为世界各国(发展中国家和发展国家)实现经济、社会可 持续发展的必然选择。只有推行清洁生产,才能在保护经济增长的前提下,实现

资源的可持续利用,不断改善环境质量;不仅使当代人可以从大自然获取所需资 源和环境,而且为后代人留下可持续利用的资源和环境。我国政府制订的《中国 21 世纪议程》中,已将推行清洁生产作为一项重要内容,作为实施可持续发展 的一项重要措施,《中华人民共和国》清洁生产促进法》也将在 2003 年 1 月开 始实施。 近年来,可持续发展这个理念已经得到社会、经济及环境方面的重视。 走可持续发展道路是必然的选择, “清洁生产”是实施可待续发展战略的最佳模 式。 二、清洁生产的途径 清洁生产是工业发展的一种新模式,贯穿于产品生产与消费的全过程,是十 分复杂的综合过程。它因产品种类和生产过程特性不同而异,但实现清洁生产的 主要途径是相同的: 1. 规划产品方案,改进产品设计,调整产品结构 对产品整个生命周期进行环境影响评价,即对产品从设计、生产、流通、消费和 使用后的各阶段进行环境影响分析。对那些在生产过程中物耗、能耗大、污染严 重、使用过程和使用后严重危害生态环境的产品进行更新设计,调整产品结构。 2. 合理使用原材料 开发和选用无害或少害的原材料,以替代有害的原材料;采用精料代粗制原料, 以减少产品质量问题,提高产品合格率,减少污染物排放;定量控制原料的添加 量,提高原料(转化为产品)的转化率,减少原材料流失和消耗;对原料充分进 行综合利用,对流失的原料进行循环利用和重复利用。对原材料的合理选用,可 显著降低生产成本,提高经济效益,减少废物和污染物的排放量。 3. 改革工艺与设备

通过改革工艺与设备,可提高生产能力,更有效地利用帮派材料,减少产品不合 格率,降低原材料费用和废物处理、处置费用,给企业带来明显的经济效益和环 境效益。改革工艺与设备的主要途径有:革新局部的关键设备,选用先进、高效 设备;改变生产线与设备布局,建立连续、闭路生产流程,减少生产运转过程中 的原材料流失和产品损失,提高原材料转化率,减少污染物排放量;更新工艺, 实现自动化控制,优化工艺操作条件,提高原材料的利用率和减少污染物的产生 量。 4. 加强生产管理 经验表明,通过强化生产全过程管理,可使污染物产生量削减 40%左右,而 花费却很小。加强管理是一项投资少而成效大、实现清洁生产的有效措施。 强化生产全过程管理主要包括:安装必要的监测仪表,加强计量监督;建立 环保审计制度、考核制度和环保岗位责任制;加强设备的维护、检修,减少跑、 冒、滴、漏;实行对原材料和产品的合理贮存、妥善保管和安全运输,减少损耗 和流失;加强职工环保培训,建立奖惩制度等。 三、印染清洁生产技术 纺织工业生产是我国环境污染较严重的行业, 特别是纺织印染加工中产生的 废水,不仅水量大,色度高,而且成分复杂,废水中含有染料、浆料、助剂、油 剂、酸碱,纤维杂质及无机盐或重金属离子等,其中染料结构中的硝基和胺基化 合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性,严重污染环境。许多 科研人员正努力应付各种环境问题, 探讨并研究各种物质对环境造成的影响及如 何清除污染。对持久的发展来说,补救环境工作是必要的,但其仍有不足之处。

纺织品印染的清洁生产不仅要生产出合格的纺织品, 而且生产过程也必须是 无污染或少污染的。纺织品的染整加工中需要使用大量的化学品,在生产中产生 的污染也最多,主要表现在水污染、大气污染和产品污染。纺织工业中的印染行 业是我国排放工业废水量较大的部门之一, 其废水排放量占纺织工业废水排放量 的 80%。 纺织品上有害物质的主要来源是染整加工过程, 所以推行绿色染整技术 是纺织品清洁生产的重要保证。 1.前处理的清洁生产 在染整的前处理过程中,采用快速短流程,可缩短处理时间,并能够减少助 剂和水的用量;低温、低碱前处理既可节能,又可减少废水的含碱量,利于废水 的处理。 目前生物酶在染整加工前处理工艺中已经展现出广阔而诱人的应用前景, 其 主要用于天然纤维织物的前处理,用生物酶去除纤维或织物上的杂质,为后续染 整加工创造条件。 生物酶退浆、 精练等生物酶前处理技术, 不但可避免使用碱剂, 而且生物酶作为一种生物催化剂,无毒无害,用量少,处理的条件较温和,产生 的废水可生物降解, 减少了污染, 节约了能量。 在退浆中使用的主要有α-淀粉酶、 β-淀粉酶等,一般使用温度为 50~70℃,pH 在 6~7 左右。应用于棉织物精练 加工的生物酶主要是果胶酶、脂肪酶和纤维素酶。由于过氧化氢酶每分钟可以分 解五百万个双氧水分子,并且分解温度低,将过氧化氢酶应用于棉织物的过氧化 氢漂白,不仅可以去除织物上残留的过氧化氢,而且可以直接染色,比传统的还 原剂法具有效率高、节能和无污染的优点,是纺织品清洁生产的重要工艺之一。 为了解决染整加工过程所产生的水污染问题, 无水或非水染整加工工艺一直 受到人们的关注。近年来,采用等离子体技术或其它离子溅射技术、激光技术、

超声波技术和紫外线辐射技术去除织物表面的杂质有了很大进展。 特别是用等离 子体技术去除织物表面的浆料等杂质,不仅具有污染小的优点,而且还可以在纤 维表面引入一些有利于染色、印花和整理的官能团,是即将进入工业化应用阶段 的绿色前处理技术。 在前处理加工中除使用一些绿色工艺外, 应重视开发新一代的绿色表面活性 剂、生态助剂在前处理工艺中的应用技术。 2.染色的清洁产生 清洁的染色技术在染整加工过程中,既要应用无害的染料和助剂,又可采用 无污染或低污染的工艺对纺织品进行染色加工。 染色后排放的有色污水量少且容 易净化处理,耗能低,染色产品是“绿色”或生态纺织品,故清洁染色技术是今 后纺织品染色重点发展方向。天然染料有利于环境保护,但目前许多天然染料的 结构不十分清楚,提取的工艺也很落后,研究和开发天然染料的提取和应用工艺 却很有必要。使用天然和生态型的染料和助剂不仅可以减少染料对人体的危害, 充分利用天然可再生资源,而且可以大大减少染色废水的毒性,天然染料的染色 废水的 COD 值比合成染料的 COD 值低得多,有利于减少污水处理负担,保护 生态环境。 使用对人体安全性高的染料进行染色,不仅可以为消费者提供安全的纺织 品,而且有利于突破纺织品贸易中的绿色壁垒。由于生态纺织品标准中有许多禁 用染料,故纺织品染色生产过程中应杜绝禁用染料的使用,开发禁用染料的替代 技术,应用高固色率及高利用率的染料,开发高染料利用率的染色工艺,如目前 新型缓流和气流喷射染色机染色的浴比极小, 织物保持快速循环, 染色废水很少。

采用喷雾、泡沫以及单面给液辊系统给液,可以极大程度地降低给液率,特 别适合轧染时施加染液或其它化学品。涂料染色不发生上染过程,其工艺简单, 染后不需水洗或只需轻度水洗,因此废水少、节约能源,目前已有一些符合生态 要求的涂料和粘合剂出现。另外也可通过纤维素纤维改性来提高染料利用率。 非水或无水染色是清洁染色的重要工艺方法, 是减少染色废水的一条重要途 径,近年来,应用超临界二氧化碳作为染色介质,已成为关注的热点。超临界二 氧化碳流体染色应用于涤纶、锦纶、氨纶和醋酯纤维的实验室染色,取得了较好 的效果,由于工业生产的设备成本较高,推广应用较困难。另外有人研究,将染 料制成带电荷或磁性的颗粒,再经过热焙烘、汽蒸或热压等方式使纺织品上的染 料吸附、扩散并固着在纤维中,染后只需经过一般性的洗涤或通过电场或磁场将 未固着的染料从纤维上除去,即可完成染色过程。气相或升华染色也不用水作染 色介质,它是在较高温度或真空条件下使染料升华成气相,并吸附和扩散于纤维 中,目前主要是一些非离子型的分散染料或易升华的颜料,染后也不必水洗,所 以也无废水产生,有利于环境保护。 染色加工时温度高、能耗大,因此开发低温染色工艺很有必要,如羊毛纺织 品在 80~90℃下进行低温染色,活性染料染纤维素纤维采用冷轧堆染色,采用 助剂增溶染色,可以降低分散、酸性等染料的染色温度。 利用超声波染色,不仅可使染料上染速度大大加快,而且可显著改善透染和 匀染效果。目前对直接染料和活性染料超声波应用研究较多,它还可以减少电解 质用量,有利于环境保护。 利用紫外线、微波以及高能射线处理纺织品,也可改善纤维的染色性质,有 的直接用于固色。

3.印花和整理的清洁生产 在印花及整理过程中, 产生的污染物主要是印花糊料、 树脂整理剂、 涂层剂、 防水剂、防蛀虫剂及其它助剂。糊料的污染比较严重,目前一些新型糊料主要是 通过对天然高分子化合物进行改性和利用石油化工原料合成得到, 这些新型的糊 料用量低,易于回收和净化。工艺简单、无污水或少污水的涂料印花已广泛应用 于纺织品印花,无火油涂料印花糊料已经问世,并逐步推广应用。另外数字喷墨 印花、转移印花、电子照相印花、生物酶整理等绿色印花工艺及生态整理技术也 在开发推广应用,纺织品数字喷墨印花与传统印花相比,具有墨水用量少无环境 污染,工艺简单,自动化程度高,颜色丰富多彩,印花精度高,但印花速度比较 慢,墨水成本比较高;转移印花虽然在印花后不必蒸化或再焙烘,也不必水洗, 节能,无污水,但需要使用大量的转移纸,这些转移纸使用后很难再利用;光电 成像印花虽然还未能工业化应用,但它是一种效率极高的有前途的“绿色”印花 技术。 现在有一些新型的机械整理设备, 它利用了物理机械整理无化学危害的特点 使物理整理工艺再次受到重视。生物酶用于纺织品整理,近处来发展很快,不仅 用于纤维素纤维纺织品的抛光、柔软等整理,也用于羊毛等蛋白质纤维纺织品的 防毡缩、 抛光和柔软整理, 用于苎麻等纤维纺织品, 还可以改善刺痒和柔软性能, 其在 Lyocell、粘胶纤维等方面也受到人们的关注。在织物的后整理加工中,用 生物酶去除纤维表面的绒毛,或者使纤维减量,改善织物的外观和手感。另外无 甲醛整理剂以多元羧酸类整理剂为突破口,发展到工业试用的阶段。


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