印染废水的危害及源头治理举措_朱宏飞

第32卷第11期2007年11月环境科学与管理

E N V I R O N ME N T A LS C I E N C EA N DMA N A G E ME N T V o l .32N o .11

N o v .2007

收稿日期:2007-04-16

作者简介:朱宏飞(1980-),男,安徽庐江人,硕士研究生,主要研究

方向为水资源保护。

通讯联系人:李定龙

文章编号:1673-1212(2007)11-0089-04

印染废水的危害及源头治理举措

朱宏飞1

,李定龙1

,朱传为

2

(1.江苏工业学院环境与安全工程系,江苏常州213164;2.铜陵市科技局,安徽铜陵244000)

摘　要:纺织印染废水是一种水量大、色度高、温度高、组分复杂、水质变动范围大、p H 变化大的有机废水。介

绍了印染废水的来源及主要特征,指出了印染废水的存在给人类的生存环境带来了安全隐患。解决印染废水的高污染,要从源头治理做起,严格做好源头治理是解决印染废水污染的有效途径。关键词:印染废水;源头治理;危害中图分类号:X 703文献标识码:A

H a r mo f t h e P r i n t i n g a n d D y e i n g W a s t e w a t e r

a n d t h e E m i s s i o n S o u r c e T r e a t m e n t

Z h u H o n g f e i 1

,L i D i n g l o n g 1

,Z h u C h u a n w e i

2

(1.D e p a r t m e n t o f E n v i r o n m e n t a l ＆S a f e t y E n g i n e e r i n g ,J i a n g s u P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y ,C h a n g z h o u 213164,C h i n a ;2.S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y b u r e a u e o f T o n g l i n g ,T o n g l i n g 244000,C h i n a )A b s t r a c t :T h e p r i n t i n g a n d d y e i n g w a s t e w a t e r i s a v a s t o f w a t e r ,a h i g h c o l o u r i n t e n s i t y ,h i g h t e m p e r a t u r e ,c o n t a i n i n g m u c h o r g a n i c w a s t e ,f a s t c h a n g e o f w a t e r q u a l i t y ,h i g h p Ha n d m u c h o r g a n i c w a s t e w a t e r .T h e a r t i c l e i n t r o d u c e d t h e p r i n t i n g a n d d y e i n g w a s t e w a t e r m a i n s o u r c e a n d p r i n c i p a l c h a r a c t e r s ,h a v i n g p o i n t e d o u t t h e p r i n t i n g a n d d y e i n g w a s t e w a t e r s h a s b r o u g h t s a f e t r o u b l e o n h u m a n b e i n g s l i v i n g e n v i r o n m e n t .T o s o l v e t h e p r i n t i n g a n d d y e i n g w a s t e w a t e r i n h i g h p o l l u t i o n p r o b l e m ,t h e e m i s s i o n s o u r c e t r e a t m e n t i s a n e f f e c t i v e a p p r o a c h .

K e y w o r d s :p r i n t i n g a n d d y e i n g w a s t e w a t e r ;e m i s s i o n s o u r c e t r e a t m e n t ;h a r m

随着社会的发展,企业生产规模的不断扩大,环境问题越来越严重。长期的实践表明,传统的污染末端治理并不能从根本上解决环境问题。工业特别是纺织业的快速发展,纺织印染行业用水的需求量越来越大,由此而产生的印染废水直接影响一个地区的水质。

纺织印染行业是中国的工业污染大户,废水水量大、色度高、水质变化大、p H 变化大、有机污染物含量高、组分复杂等成为当今环境保护行业公认的难处理工业废水之一。随着染料工业的迅速发展,如P V A 浆料、人造丝皂化物以及大量新型助剂的广泛应用,使大量难降解的有机化合物进入废水,增加

了废水处理的难度[1]

。为了解决印染废水存在的问题,我们对印染废水的治理不仅要从技术角度去解

决,更要从它的源头治理抓起。实现印染废水的源

头治理,是解决印染行业污染问题的根本途径。

1　印染废水的来源及主要特征

印染废水来自生产加工的各个工序,污染物的成分也不尽相同。纤维材料上的杂质除化学纤维含杂质较少外,其他纤维都含有大量杂质。这些杂质是通过退浆、煮练、洗剂等工序进入废水的。对于不同用途的纤维织物所使用的浆料和化学药剂不同,

所造成的污染物也就不同[2]

。因此我们不仅要从印染企业的具体类型考察,更要从印染的不同工序去考察水质,目前印染各工序废水水质概况一般如下[3]

:

退浆废水:退浆是用化学药剂将织物上所带浆料水解形成可溶性物质,然后除去。其水量较小,但污染物浓度高,含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂,使废水呈碱性,p H 值为12左右,C O D 和B O D 5都很高。

煮炼废水:水量大,污染物浓度高,其中含有纤

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维素、果酸、腊质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等。煮炼废水呈深褐色,碱性很强,且水温高。

漂白废水:漂白是去除棉、麻纤维上的天然色素,使纤维变白。其废水水量大,但污染较轻,含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。

丝光废水:含碱量高,N a O H含量在3%～5%,多数印染厂通过蒸发浓缩回收N a O H,所以丝光废水一般很少排出,经碱回收后排出的废水仍呈强碱性,p H值高达12～13,C O D、B O D5和S S(悬浮物)都较高。

染色废水:水量较大,水质随所用染料的不同而复杂多变,其中含有浆料、染料、助剂、表面活性剂等。废水一般呈碱性,色度很高。对于硫化和还原染料的染色废水,p H值可达10以上。C O D较高, B O D5值较低,可生化性较差。

印花废水:主要来自配色调浆、印花滚筒和筛网的冲洗水,以及印花后的花洗水洗液、皂洗液等。水量较大,污染物浓度高,废水中除含有染料、助剂外,还含有大量的浆料。C O D、B O D5均较高。其中B O D5值大约占印染废水中总B O D5值的15%～20%。

整理废水:通常含有纤维屑、树脂、油剂和浆料等。由于水量较小,对整个废水的水质影响较小。

2　印染废水对环境的危害

印染废水是印染企业生产过程中所产生的废水。由于所加工的原料,产品的品种,加工的工艺和加工方式的不同,废水的组成和性质变化也很大,因此印染废水的存在对人类的生存带来很大的安全隐患。

2.1　印染废水中染料的危害

印染废水色度造成的主要因素是染料。据估计,全世界纺织用染料生产为40多万吨,印染加工过程中约有10%～20%染料作为废水排出,进入江湖、大海和地面水中。废水中的染料能吸收光线,降低水体透明度,影响水生生物和微生物生长,不利于水体自净,同时易造成视觉上的污染。严重污染的水体会影响到人类的健康。因此,对染料的排出必须严格控制,尤其是对那些毒害严重的染料,如酞青铜盐类染料和一些偶氮类染料[4]。

2.2　印染废水中重金属的危害

对铬、铅、汞等重金属盐类,用一般生化方法难以降解,因此它们在自然环境中能长期存在,并且会通过食物链等危及人类健康。在日本就曾发生过重金属汞和镉污染而造成的水俣病、痛痛病等公害事件。重金属铬在印染加工中用量相对较多,染色工艺中常用重铬酸钾作氧化剂和媒染剂,印花辊筒的制备耗铬量也很大,也被确认能致癌,应特别注意排放和综合利用。

2.3　其它物质的危害

对于那些易产生甲醛的树脂整理剂、有机金属阻燃剂、含铬防水剂、部分阳离子型柔软剂等危害程度较大,又不能用传统方法处理的污染必须严格控制和排放。一般的酸、碱、盐等物和肥皂等洗涤剂虽然相对无害,但它们对环境仍有一定的影响。近些年,许多含氮磷的化合物大量用于净洗剂,尿素也常用于印染各道工序,使废水中总磷氮含量增高,排放后使水体富营养化。中国池塘大面积死鱼和近海水域发生赤潮就是明显的水体富营养化的例子。因此,对这类物质的使用量也应有所控制,不能不加限制地大量使用。

目前对印染废水的治理大多采用生化———物化法等方法处理“末端治理”的方式,采用的方法主要有物化法、生化法。从处理效果来看,并不能从根本上解决环境问题。印染企业要真正消除污染,减少对环境的危害,就应该实施清洁生产,减少能耗、物耗,提高资源利用率和产品质量。因此只有改变传统的生产模式和管理模式,走印染废水的源头治理之路,才能避免或减少污染的产生。

3　印染废水源头治理举措

目前中国印染废水治理主要以末端治理为主,废水处理后的回用率很低,一般的治理方法只是把污染物从一种状态转移到另一种状态,并未真正消除污染。相对于水资源而言,印染废水处理是一个再生水资源的过程,清洁生产技术就是要使用不产生二次污染的治理方法,尽量减少处理后水中有害物质的排放,对废水处理过程中产生的污泥进行妥善处置,防止二次污染和污染转移,减少废水对人类和环境的影响,最终实现废水资源化。

3.1　印染原料的选择与回收利用

3.1.1印染原料的选择

印染行业在选择各种不同原料时首先应该考虑的是它的安全性与环保性。另外对染料、助剂还必须考虑:原料的成本及其性能、有毒废弃物的性质、能否更容易被生物降解;原料中重金属的含量高低,潜在的累积可能性;以及混合使用的风险和浓度、容性;化学药剂最后的变化;使用者是否有正确安全的装置等。有效管制原材料的品质,可避免无谓浪费,减少印染次品率,降低重修率,以达到减废目的[5]。

其次,更换化学浆料也是减废的重要手段,如采

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用过硼酸钠、亚硫酸钠代替硫化钠;氧化剂584、双氧水等代替重铬酸钠,不仅提高了功效而且减轻了废物排放。随着科技的日新月异,传统使用的印染化学品如淀粉,P V A浆料可以用易生物降解的人造浆料代替。[6]。大力推广使用淀粉酶原料,用淀粉酶(主要成分为酶蛋白和核苷酸)代替烧碱(N a O H)去除织物上淀粉浆料技术不仅退浆效率高,而且使织物无损,还减少了对环境的影响[7]。原料的恰当选择将使印染废水的终端处理难度大大降低,在源头治理时首要的应该是合理有效选择原料。

3.1.2　印染原料的回收利用

在印染工序操作过程中,不可避免地流失部分染料及化学浆料,这些流失的化学品难以用常规的生化法进行处理。尽量减少染料的流失,在可能的情况下尽量使用低流失量的染料,是减少废物排放、减轻末端废水治理的有效手段。

(1)回收染料、浆料。使用超虑法回收还原、分散疏水性染料及聚乙烯醇和聚丙烯酸类浆料,不仅可降低污染负荷,还可减少原材料消耗[8]。

(2)回收烧碱。丝光碱回用于煮练或丝光,可节约原料,降低废水p H值,减少废水污染。

(3)回收印花废水中的重金属。如采用活性炭吸附法回收制铬印花辊筒雕刻车间的铬,能有效减少重金属对环境的污染[9]。

(4)漂洗水的回用。印染用水中,漂洗水占绝大部分,漂洗水一般污染较轻,经过处理后能达到回用的要求。如染色漂洗水经过混凝脱色或专门的印染废水光催化回用设备处理后,可回用于染色后的漂洗。这样可大大减少废水排放量,减轻污染,减少新鲜水消耗量,达到节约用水的目的。

3.2　改进工艺和更新设备

随着环境污染的加重,水的污染程度也受到很大影响,水资源将越来越宝贵,对水资源的合理有效利用将严重制约企业特别是印染企业的发展。实践表明传统工艺的改进和设备的更新,是印染企业良性发展的必由之路。

3.2.1　工艺改进

普通的前处理工艺分退浆、煮炼、漂白三道工序,而新型的高效短流程冷轧堆技术,不仅节约了水、电、汽和化工原料,还有效地减少了污水的排放。同时,采用一些新型低温高效精练剂,还能降低废水中C O D和B O D约20%～50%。酶退浆和过醋酸、过氧化氢的漂白工艺应用,可减少污染物排放,堆丝光工艺使碱浓度降为传统工艺的16%废碱的排放。采用小浴比、低轧余率染色机和高固着率染料,提高染料上染率,减少有色废水的排放。印花染色工艺中用双氧水、硝酸钠、过硼酸钠等相对无毒氧化剂代替重铬酸钾,杜绝污染源。整理中,推广低甲醛和无甲醛树脂整理,减少甲醛对环境的污染和人体的损害。随着新型粘合剂的开发,涂料染色和涂料印花得到进一步发展,因其固色后无需水洗,污染较低[10]。

3.2.2　设备更新

设备改善可促进合理化用水,加强工艺和操作单元的控制,以高效率的卧式水洗代替立式水洗,使用染化料计量装置。另外,提高自动化程度也是一项重要措施,生产过程中安装自动检测仪,可控制水,染化料,助剂的用量,减少污染物的排放量[11]。由于不同印染企业有不同生产工艺,因此我们在处理废水时尽量采取相应措施,根据印染的不同工序去考察水质,在处理时采取合理分流,严格控制它的每个生产环节。一方面可以使分流后废水水质稳定,另一方面又可以减少废水处理投资和保证处理效果正常稳定。而在工程设计过程中应留有足够的管道阀门,使流程能适应污水水质、量变化的可能[12]。

3.3　加强企业管理与国际合作

强化管理能削减40%污染物的产生,要转变传统的生产观念,建立一套健全的环境管理体系,使人为的资源浪费和污染排放减少至最小[13]。先要搞好宣传教育和培训工作,增强全社会的清洁生产意识和行动的自觉性。定期举办政府管理人员清洁生产培训班,培训清洁生产审核师,企业内审员等;利用各种舆论工具,大力宣传清洁生产,使清洁生产深入职工人心,使员工有自觉的清洁生产意识和行动;要加强计量管理和全面质量管理,通过清洁生产审核得知,在保持企业生产工艺过程和状况不变的情况下,安装计量设备,可节约20%～30%的用水量。

随着全球一体化进程的增强,各国的合作也将变的越来越广泛,同时环境污染的恶化引起各国的高度重视,因此拓宽与其他国际组织,国家与地区,高等院校及学术机构的合作与交流,建立更为广泛的联系将是解决环境问题的有效手段。充分利用各自最新科研成果,进行优势互补,最终使印染废水的污染从源头上达到有效控制。

3.4　大力提倡企业进行清洁生产

传统的印染工艺耗水量大,且水的利用率低,在浪费水资源的同时还造成了严重的水污染。清洁生产是根据企业自身条件,完善生产和管理的过程,建立完善的清洁生产制度,是实行污染防治的制度保

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障。首先,政府应加大支持力度,对实施清洁生产的企业给予政策和资金优惠,高度指导企业面向国际市场,开发绿色产品。其次,政府有关部门要增强企业领导清洁生产的理念,使全体员工形成清洁生产的共识。最后,政府执法部门还要加大各类环境保护法的宣传力度。总之,政府与环境执法部门应该大力鼓励企业推行清洁生产,从严监管,实行奖惩制度,最终达到污染源头有效控制。

4　结论

(1)为了能有效治理印染废水,切实达到经济效益和环境效益双赢的目的,企业对印染废水的污染预防和治理应同等重视,减少污水末端治理负荷,并在废水处理过程中开发出经济有效的清洁生产技术。

(2)努力做到废水深度处理回用以及废物料的回收再利用。既节约水资源和原料,又能有效地减轻印染废水对环境的污染。低污染原料的使用以及生产工艺的改进,可以减少废水及有毒有害污染物的产生,有利于印染废水的再利用。

(3)严格控制废水源头的无序排放,实现废水资源化,将是今后废水利用的发展方向,也是印染行业维持可持续发展必不可少的条件。

参考文献:

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[13]周中年,赵毅红,朱稹林.清洁生产工艺及应用实例[M].北京:化学工业出版社,2001.

(上接第49页)

4　节水措施实施效果

以上节水措施大约可以为秦皇岛市节约水资源226.53万吨,对水资源紧缺情况将会起到一定的缓解作用。而且,节水措施对进一步做好水资源开发、利用、保护和管理工作具有一定的理论指导意义,为建立节水型社会、促进水资源可持续利用方面将会起到积极作用。

参考文献:

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