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关注环境污染
来源: 2015年9月15日
地球上的生态环境问题,是我们赖以生存和发展的重大问题。环境水资源的综合利用与再生,是制约人类社会进步与经济可持续发展的重要因素,因此对废水排放的控制就显得尤为重要。纺织行业印染废水的控制牵涉到印染生产的各个方面,必须综合考虑。改进设备,革新工艺,采用绿色染化药剂,加强生产管理,做到清洁生产,最大限度减少对自然生态危害,为子孙后代造福。
环境污染的分类
 
环境污染有以下几种:大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、噪音污染、海洋污染。
大气污染----来源于汽车排放的尾气、工厂烟囱、电讯系统、油漆等。
水污染-----来源于周边工厂排放出的废水。
土壤污染----来源于废弃的电池和油污等。
食品污染---来源于色素、有毒的包装袋等。
噪音污染---来源于空调噪音、汽车喇叭、电机等。
海洋污染---轮船的排放物等。
 
化肥与农药对环境的污染
 
我国是世界上使用化肥、农药数量最大的国家之一。有关调查表明化肥的利用率低、流失率高,不仅导致农田土壤污染,还通过农田径流造成了对水体的有机污染、富营养化污染,甚至地下水污染和空气污染。
 
    一、化肥对环境的污染
 
 
    我国的化肥利用率平均只有30%35%。每年有大量肥份流入水体,对环境产生了严重污染,对水体、土壤、大气、生物及人体健康造成严重危害。
 
 
    1.造成江河湖及地下水源的污染:农田径流带入地表水体的氮占人类活动排入水体氮的51%,这些江河湖水域中氨氮和硝酸盐都是主要污染物,富营养化日趋严重,同时造成地下水污染。
 
 
    2.威胁近海生物:大量氮肥流失为"赤潮生物"的迅猛增殖提供了丰富的氮营养条件,已成为赤潮的主要诱发因素之一。
 
 
    3.影响人类健康:人或牲畜食用大量含有硝酸盐的植物后,导致高铁血红素白血症,使人们出现行为反应障碍、工作能力下降、头晕目眩、意识丧失等症状,严重的还危及生命。饮用水、食物中硝酸盐超过一定含量,人食用后会受到很大毒害。
 
 
    4.破坏土壤结构:长期大量地使用氮肥特别是大量施用铵肥,使土壤逐渐酸化,板结普遍严重。一些地处热带的农田长期大量施用氮肥而不用有机肥,致使土壤严重板结,最终丧失了农业耕种价值。
 
 
    二、农药对环境的污染
 
 
    农药一旦进入环境,其毒性、高残留性便会发生反应,造成严重的大气、水体及土壤的污染。
 
 
    1.农药对大气的污染:农药微粒和蒸汽散发空中,随风飘移,污染全球。特别是滴滴涕,它除了化学稳定性和物理分散性外,滴滴涕还具有独特的流动性,它能随水汽共同蒸发到处流传,使整个生物圈都受到污染。
 
 
    2.农药对水体的污染:农药对水体的污染也是很普遍的。全世界生产了约150万吨滴滴涕,其中有100万吨左右仍残留在海水中。
 
 
    3.农药对土壤的污染:主要由于在其使用过程中,约有一半药剂下落在土壤中。由于农药本身不易被阳光和微生物分解,对酸和热稳定,不易挥发且难溶于水,故残留时间很长,尤以对粘土和于含有机质的土壤残留性更大。这些累积的农药还将在相当长的时间内发挥作用。
 
 
印染废水由染整工序中排出的助剂、染料、浆料等组成。造成印染废水色度的是排放出的染料,印染加工过程中约有10%-20%的染料随废水排出,废水中的染料能吸收光线,降低水体透明度,对水生生物和微生物造成影响,不利于水体自净,同时造成视觉上的污染,严重的会影响人体健康。而且随着花色品种的增加,染整工艺不断更新,其中某些工艺导致了污染的加重。
 
印染废水的污染与控制(一)
 
印染废水由于其毒性大、水质变化大、废水量大而成为极难处理的工业废水之一。据统计,全国印染厂每年排放废水约6.5亿吨左右,占整个纺织工业废水排放量的80%。与其他行业相比,不但耗水量大,而且水污染严重,因此这些印染废水必须严加控制排放。
1 污染源
印染废水中的污染物质,主要来自纤维材料、纺织用浆料和印染加工所使用的染料、化学药剂、表面活性剂和各类整理剂。
1.1 纤维材料
纺织用纤维材料主要有棉、毛、麻、丝和化学纤维。除化学纤维含杂质较少外,其它纤维都含有大量杂质。原棉含杂质约10%,主要是植物脂肪、棉蜡、含氮物质、果胶质、色素、棉籽壳及杆茎上的有机物等;原毛杂质超过60%,主要是砂土、草刺、羊脂和羊汗尿等;生丝含丝胶和少量油脂、色素等杂质约为20%;原麻所含杂质种类与棉相似,但含量略高,约为25%30%;化学纤维较纯净,只是在制造过程加入的油剂,如矿物油、乳化剂、润滑剂和抗静电剂等,常用聚乙烯衍生物、聚乙二醇脂肪酸醇衍生物等。
1.2 纺织用浆料
纤维材料或织物在印染加工中可去除的浆料是上浆用浆料和印花、整理用浆料,这些种类繁多的浆料在印染加工中都会被去除,成为废水污染源之一,印染各工序常用浆料如表1
1.3 染整加工用染化药剂
1.3.1 染料和主要化学药剂
染料是染整加工时排出废水中影响最大的物质,不同纤维的织物使用不同的染料。类印染厂常用染料和化学药剂列于表2

各类染料着色率各不相同,其中阳离子酸性染料和酸性媒介染料着色率高,可达90%100%,硫化染料着色率最低,50%,其它染料介于此间。这样,使用着色率低的染料进入废水的量大,而着色率高的染料进入废水的量就小。
1.3.2 表面活性剂
表面活性剂是染整加工中的另一类污染源。在纺织、印染加工过程中,为洗涤、乳化、分散、渗透、润湿、起泡、消泡、匀染、柔软和抗静电等作用,使用了大量表面活性剂。常用的有阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂四大类,尤以阳离子表面活性剂较多,主要为磺酸盐和硫酸脂盐。
1.3.3 整理剂
为提高附加值而在印染加工中使用的有些整理剂也是印染废水中一类重要的污染物质,常用的整理剂如表3

以上几类物质是印染废水中主要控制和减少排放的对象。
2 印染废水水质分析
印染加工主要分为前处理(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)、染色(包括染色、皂洗、水洗工序)、印花和整理四部分。现将各工序不同水质特性分述如下。

2.1
 前处理废水
2.1.1 退浆废水
退浆一般是用化学药剂(主要为烧碱)将织物上所带浆料除去。在棉、麻和合成纤维混纺织物的退浆废水中含有淀粉、海藻胶和羧甲基纤维素、聚乙烯醇等各类浆料,另外还有润滑剂、防腐剂等助剂,退浆废水呈碱性,略带黄色,CODBOD5值都相当高。虽然其废水量少但污染较重,是印染废水有机物的重要来源。
2.1.2 煮炼废水
煮炼一般采用热碱液和肥皂等表面活性剂去除纤维中的棉蜡、油脂、果胶等杂质。煮炼废水量大,呈强碱性,含碱浓度约0.3%,废水呈深褐色,BOD5COD均高达每升数千毫克,是污染最严重的一道工序。
2.1.3 漂白废水
漂白是用次氯酸钠、亚氯酸钠、双氧水等氧化剂氧化去除棉、麻纤维上的天然色素。漂白废水含残余漂白剂,BOD5较低,200mg/L。其特点是水量大,污染较轻。

2.1.4
 丝光废水
为提高纤维光泽和对染料的吸收,必须将织物浸透在氢氧化钠浓碱液中进行丝光处理。丝光废水含氢氧化钠3%5%。一般可用多效蒸发回收利用,最终排出废水量较少,但碱性仍很强,pH可达1213,BOD5值是整个染整工序中最低的,但仍高于生活污水。
2.2 染色废水
废水中污染物主要有染料、助剂、表面活性剂和微量有毒物质。由于不同的纤维原料需用不同的染料、助剂和染色方法,而且染料上染性能、染料浓度、染色设备和规模亦不同,故染色废水性质变化最大,染色废水的特点是水质变化大,色泽深,碱性强,CODBOD5高很多,生化降解性差。
2.3 印花废水
印花废水主要来自配色调浆、印花滚筒或筛网的冲洗废水,以及印花花布的水洗和皂洗等。由于印花中的浆料用量比染料用量多几倍到几十倍,故印花废水除含染料、助剂外,还含有大量浆料,CODBOD5值都较高。
2.4 整理废水
整理废水通常含有纤维屑、各种树脂、甲醛和浆料等,虽然其COD值较高,但它的废水量很小,对整个废水的水质影响不大。印染加工各道工序水质特征如表4

3
 危害
由于印染工业涉及到许多有害化学药品,这类废水有机物含量高、色度深、成分杂、有害物质含量高、对水体会造成严重危害,纺织印染废水对环境和人类的危害引起了越来越多的人的关注。纺织印染废水中主要污染物根据危害程度可分为15,1级最轻微,5级最严重,具体如表5

从表5可看出,印染废水中的四大类污染物质都存在大小不同的危害。但考虑到污染物质的耗用量,我们就必须综合考虑它们的危害。
(1)
印染废水的色度,使受纳水体外观严重恶化,而造成色度的主要因素是染料。据估计全世界纺织用染料年生产为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,易造成视觉上的污染。因此对染料的排出必须严格控制,重点是那些毒害严重的染料,包括禁止制造和使用在一定条件能释放出致癌芳香胺的染料。
(2)
染料中存在有害重金属,:酞青铜盐类染料含铜2%6%
对于铬、铅、汞等重金属盐类,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害人类健康,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,而铬,特别是C6+r也被确认为能致癌,应特别注意排放和综合利用。因此,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这类危害程度较大、又不能用传统方法处理的污染物必须严格控制排放。
一般的酸、碱、盐等物和肥皂等洗涤剂虽然相对无害,但这些物质对环境仍有影响。近些年,许多含氮磷的化合物大量用作洗净剂,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。我国池塘大面积死鱼和近海域发生红潮就是明显的水体富营养化的例子。因此,近年来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。
4 污染控制
知晓了印染废水污染源和水质特征,就可以采取相应措施减少污染源和有害物质排放,并根据水质特点加以回收利用,有效降低废水排放量,尽可能减少对环境的影响。
4.1 物料的控制
从表5可知,常用浆料无论是改性淀粉还是PVA,其污染都比较大,但选用膨润土和聚丙烯酸脂为主要成分的浆料,不但用量少,污染也少,而且还有利于通过膜分离技术进行浓缩回用。铜、含铬等重金属染料及致癌染料对人类毒害很大,必须禁止生产与使用。在印染生产中,更多地选用上染率较高的染料,对上染率低的染料尽可能不用,以减少染料排放。
另外,对环境影响较大的硬性ABS、含磷洗涤剂及部分后整理剂、含煤油的邦A浆这类物质应停止使用,而使用污染相对较少的替代品,LAS、无磷洗涤剂、合成增稠剂等。
4.2 工艺和设备的改进
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CODBOD20%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。
松堆丝光工艺使碱浓度降为传统工艺的1/3,减少了废碱的排放。
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。同时改进水洗设备,提高水洗效率,降低水耗,减少排放。
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C6+r污染源。
在后整理中,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。
4.3 新技术,新工艺,新设备的开发与采用
自从德国颁布禁用染料法令,市场上越来越多地推出各种类型“绿色染料”,而另一类真正来自大自然的——天然染料正悄然兴起。发现的天然染料各种色相均有,其数目已近百种。过去,天然染料主要用于传统手工染色,目前已开始应用于丝绸面料的加工。但由于其牢度的欠缺,还不能大量推广使用。对天然染料的开发和应用有待更深入的研究。
传统的印染加工主要是以水为介质,而超临界流体染色(SFD)新工艺则以超临界CO2代替水,用于合成纤维染色。因为它不需用水,并无废水,而且无需还原清洗和染后烘干,多余的染料和CO2均可回用。这项技术和设备在化纤染色方面已趋成熟,目前正在进行天然纤维染色技术的开发。采用SFD几乎无废,真正达到清洁生产,值得推广。
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,值得大力推广。
在印花技术方面,喷射印花和转移印花是又一类清洁生产技术,对印花工序的耗水和染化料、糊料达到有效控制,对环保具有重大意义。
4.4 回收与利用
在回收利用方面,可按废水水质特点,分别回收利用。
退浆废水中主要是浆料,浆料的存在不仅影响到印染废水的处理,还危害环境,必须经过膜分离加以浓缩回用。
丝光的淡碱用三效蒸发回收,减少废水中的碱量。
染色印花废水单独分流,士林染料及硫化染料可分别酸化后通过沉淀过滤法回收;还原染料和分散染料用超滤法回收,经染料回收排出的废水,其色度可减少85%,硫化物减少99%。在欧洲,GSE-kliverilk就开发出了全部碱浆回用系统TBR,在不损害染料质量的前提下,可节约30%的印浆,不但减少了废液污染,而且降低了成本。
在制备印花辊筒的雕刻车间,铬耗量较大,这类含铬废水可用活性炭吸附等方法加以回收。
4.5 将生物技术和计算机技术应用到生产中
生物技术在纺织中应用最多的是酶处理技术。目前它被公认为是一种符合环保要求的处理方法。据资料报道,酶处理技术已广泛应用于棉、粘胶、TENCEL、羊毛等织物的整理中,如在前处理中采用酶退浆、酶煮炼,在牛仔布生产中用酶处理代替生物抛光等。生物处理可采用连续式和间歇式加工,能在一般印染厂设备上进行,有利于生物技术的推广和应用。
计算机技术是当今发展最迅猛的技术之一,也渗透到印染生产、印染设备的自动控制中,这些都能有效地减少人为因素造成的浪费和污染。 4.6 严格管理制度
国内每加工1吨纺织品耗水200300t,而国外加工同量的印染产品耗水量仅为100200t,这说明我国降低废水排放量还是有一定潜力的。除采用先进的生产工艺和技术外,还必须建立严格的管理制度,尤其是生产的现场管理,特别是配色间、调浆间、印花、染色车头的管理。据国外资料介绍,通过调查而采取相应管理措施,可使棉染整车间污染负荷减少30%70%
地球上的生态环境问题,是我们赖以生存和发展的重大问题。环境水资源的综合利用与再生,是制约人类社会进步与经济可持续发展的重要因素,因此对废水排放的控制就显得尤为重要。纺织行业印染废水的控制牵涉到印染生产的各个方面,必须综合考虑。改进设备,革新工艺,采用绿色染化药剂,加强生产管理,做到清洁生产,最大限度减少对自然生态危害,为子孙后代造福。