1印染行業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀

我 國(guó)印染行業(yè)是耗水、耗能、排污大戶。在水和能耗方面，與國(guó)外相比，印染企業(yè)單位產(chǎn)品取水量是發(fā)達(dá)國(guó)家的2～3倍，能源消耗量則為3倍左右，且通常印染環(huán)節(jié) 能耗要占紡織產(chǎn)品鏈能耗的30％以上；在污染物排放方面，印染廢水排放總量是全國(guó)各工業(yè)部門排放總量的第5位，污染物排放總量(以COD值計(jì))位于第6 位，其廢水平均回用率只有7％。此外，目前只有少數(shù)企業(yè)采用余熱回收利用技術(shù)，大部分企業(yè)熱廢氣、熱廢水直接排放，設(shè)備控制沒有節(jié)能裝置，印染污泥大多沒 有得到有效處理，企業(yè)節(jié)能減排的任務(wù)十分艱巨。

目 前，印染企業(yè)用水、排水和污泥處理等環(huán)境問題日益突顯，我國(guó)許多印染行業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)環(huán)境容量已非常有限，印染企業(yè)要達(dá)到增產(chǎn)不增污或少增污的目標(biāo)，只有采用 節(jié)能減排技術(shù)，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。筆者基于多年的研究與實(shí)踐，從印染企業(yè)節(jié)能減排的角度出發(fā)，在印染廢水余熱回收、廢水處理及回用和印染污泥干化減量方面研發(fā) 了經(jīng)濟(jì)有效的工藝技術(shù)，在廣州某印染企業(yè)應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

2節(jié)能減排工藝技術(shù)的應(yīng)用

廣 州某印染企業(yè)以針織棉布染整加工為主，主要使用活性、分散和直接染料，生產(chǎn)過(guò)程中使用河水凈化水作為生產(chǎn)用水，車間日產(chǎn)廢水6000t，其中高溫廢水(約 80℃)600t／d，廢水COD濃度高，色度大；印染廢水在處理過(guò)程中產(chǎn)生印染污泥(含水率約80％)6t／d。為減少污染物的排放，達(dá)到相關(guān)約束性指 標(biāo)，采用廢熱、廢水回收利用和印染污泥的干化減量等節(jié)能減排技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)水、節(jié)能、降耗、減排、保護(hù)環(huán)境，提升企業(yè)清潔生產(chǎn)水平。

2．1印染廢水余熱回收技術(shù)

該企業(yè)在漂染過(guò)程中，煮紗、漂紗及高溫水洗工序會(huì)產(chǎn)生溫度高達(dá)80℃以上的高溫廢水約600t／d，若直接排人廢水調(diào)節(jié)池中，會(huì)使處理系統(tǒng)中廢水溫度高達(dá)46℃以上，既降低生化處理效率，又造成能源浪費(fèi)。

針對(duì)印染廢水的特點(diǎn)，改造廢水收集系統(tǒng)，將高溫廢水單獨(dú)收集單獨(dú)輸送?？紤]到操作溫度不能高及便于檢修等要素，選用結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的平板式換熱器對(duì)廢水余熱進(jìn)行回收，工藝流程如圖l所示。

高溫廢水經(jīng)換熱后，水溫從8O℃降至4O℃，進(jìn)入調(diào)節(jié)池后廢水溫度降至4O℃以下，有利于后續(xù)生化處理的高效穩(wěn)定運(yùn)行；熱交換器每天進(jìn)清水600t，通過(guò)熱交換后清水由25℃上升至55℃，經(jīng)適量加溫后供生產(chǎn)使用。

高溫廢水經(jīng)平板式換熱器回收的熱值計(jì)算如下：廢水提供熱量’

Ql=M·△t·C=600×(80-40)×4．2×l000=1．008×108kJ

回收熱量

Q2=M·△t·C=600X(55—25)×4．2×1000=0．756×108kJ

由 以上計(jì)算而知，熱值回收率為75％。按1t蒸汽的潛熱供熱能為2．27×10kJ，每天可節(jié)省蒸汽用量33．3t。蒸汽成本按120元／t計(jì)，每天可節(jié)省 能源費(fèi)用3996元，年節(jié)省能源費(fèi)用131．87萬(wàn)元。此外，按每t煤產(chǎn)6t蒸汽計(jì)，日節(jié)約煤用量約5．55t。根據(jù)該企業(yè)使用的鍋爐類型，其排污系數(shù)為 10805m3(標(biāo)態(tài))／t煤，預(yù)計(jì)廢氣減排約59968m3(標(biāo)態(tài))／d；廢氣經(jīng)同樣的脫硫除塵設(shè)備處理后達(dá)標(biāo)排放，按本企業(yè)所執(zhí)行的大氣排放標(biāo) 準(zhǔn)，SO排放濃度以l000mg／m3。計(jì)算，每年SO2約減排19．79t。

2．2印染廢水清濁分離與廢水回用處理

該 企業(yè)原外排廢水約6000t／d，對(duì)三個(gè)主要色種(大紅、寶藍(lán)、翠綠)的染色過(guò)程進(jìn)行跟蹤分析，并測(cè)定每一工序外排水的水質(zhì)。結(jié)果表明，棉針織物染色后的 洗溢流水工序及后續(xù)的5道水洗工序中，約有l(wèi)500m／d的排水COD低于30mg／L，色度低于5倍，與取水水質(zhì)相當(dāng)?；谶@種情況，車間廢水實(shí)行清濁 分流，將清污水部分分流至廠內(nèi)河水貯水塘，與河水混合后進(jìn)入原水凈化系統(tǒng)處理，凈化工藝見圖2?；旌虾笄逅?jīng)凈化處理后水質(zhì)見表l。

由 表1可知，混合后清水經(jīng)凈化處理后可直接用于生產(chǎn)，而4500m3／d濁污水則進(jìn)人廢水處理及回用系統(tǒng)進(jìn)行回用處理。在工程實(shí)施中，為保障清濁分流，避免 誤操作，該企業(yè)采用PLC自動(dòng)控制生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)各個(gè)染色品種染色過(guò)程進(jìn)行控制，使各染缸外排水根據(jù)設(shè)定要求分別從清污水管和高濃度污水管中排出。

針對(duì)分流后的高濃度印染廢水，采用高效復(fù)合折流板厭氧反應(yīng)器(HABR)混凝脫色懸浮生物濾池—微絮凝一超濾納濾廢水回用處理技術(shù)處理，并回收印染廢水作為生產(chǎn)用水，工藝流程見圖3。

圖 3印染廢水深度處理及回用工藝流程廢水經(jīng)高效低耗的HABR一混凝脫色懸浮生物濾池聯(lián)合工藝處理后，出水水質(zhì)優(yōu)于一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)；再采用微絮凝一超濾膜預(yù)處 理工藝，以最大限度地降低廢水濁度、色度和有機(jī)污染物濃度，提高進(jìn)膜水質(zhì)要求；最后采用低壓NF膜分離技術(shù)脫除無(wú)機(jī)鹽和殘余的有機(jī)物，低成本地實(shí)現(xiàn)廢水的 循環(huán)利用。

HABR 通過(guò)在ABR(厭氧折流板反應(yīng)器)的上部安裝組合生物載體，下部添加粒狀生物載體填料，既能將厭氧污泥攔截保留在每個(gè)反應(yīng)室中，且形成的粒狀污泥在反應(yīng)器 中隨上升水流形成膨脹污泥床層，保持大量污泥同時(shí)獲得較好的泥水接觸條件，大幅度提高有機(jī)污染物去除率及改善廢水的可生化性。其色度、COD去除率均達(dá) 50％以上，厭氧效果得以強(qiáng)化。

混 凝脫色使用的高效有機(jī)混凝脫色劑，是通過(guò)在合成雙氰胺甲醛縮合樹脂的過(guò)程中，引人一定量的金屬無(wú)機(jī)鹽和淀粉或淀粉衍生物，與縮合的胍類樹脂接枝共聚，以增 大分子質(zhì)量及陽(yáng)離子度。該高效有機(jī)混凝脫色劑處理印染廢水的脫色效果好，固液分離快，產(chǎn)泥量少，其COD、色度的去除率分別為65％和96％以上，污泥產(chǎn) 生量較傳統(tǒng)混凝劑大大減少。懸浮生物濾池是在BAF的基礎(chǔ)上利用不同比重的粒狀填料研發(fā)而成的，它既有BAF(曝氣生物濾池)的優(yōu)點(diǎn)，又不易堵塞。由于在 水中填料呈膨脹狀態(tài)，填料上所附著的生物量更大，活性更高，能強(qiáng)化有機(jī)污染物的去除，尤其對(duì)低污染負(fù)荷的廢水有極高的處理效率，可將廢水COD降至 40mg／L以下，為廢水回用奠定了基礎(chǔ)。

微 絮凝一超濾作為膜分離單元前的深度過(guò)濾單元，可將水中污染物降至極低，確保膜分離單元的進(jìn)水水質(zhì)，延長(zhǎng)膜使用壽命，盡可能降低膜材損耗。廢水經(jīng)前述處理 后，其中污染物濃度已很低，選用適當(dāng)?shù)蛪篘F膜作為廢水回用終端單元，用于脫除無(wú)機(jī)鹽和殘余的有機(jī)物，使其既能滿足印染工藝用水要求，又盡可能取得大的膜 通量，減少運(yùn)行費(fèi)用和投資。本技術(shù)工藝回用處理含活性染料為主的印染廢水，其處理費(fèi)用僅為0．59t，回用水處理成本低于1．5t產(chǎn)水，廢水回用率可達(dá) 50％以上，其產(chǎn)水主要水質(zhì)指標(biāo)見表2。

表2表明，出水水質(zhì)完全滿足印染企業(yè)生產(chǎn)用水要求，且由于廢水經(jīng)過(guò)有效的深度處理，膜分離后的外排濃水能穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

該企業(yè)原外排廢水約6000m3／d，清濁分流后4500m3／d進(jìn)入廢水回用處理系統(tǒng)，2500m3／d優(yōu)質(zhì)產(chǎn)水回用到生產(chǎn)上，2000m3／d濃水達(dá)標(biāo)排放，補(bǔ)充新鮮水量只需2000m3／d。

該 企業(yè)原廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用1．22元／t，河水凈化處理費(fèi)1元／t，加上排污費(fèi)0．7元／t，以6000t／d計(jì)算，企業(yè)原用水及廢水處理成本為 17520元／d。實(shí)行廢水清濁分流和廢水回用后，企業(yè)用水及廢水處理成本11055元／d(廢水處理費(fèi)+河水凈化費(fèi)+回用水處理費(fèi)+排污 費(fèi)=4500×0．59+3500×1+2500×1．4+2000×0．7)，每天可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用6465元，年節(jié)省213萬(wàn)元左右。

該 企業(yè)年產(chǎn)10000t色紗，新鮮水消耗由198噸水／噸紗降至66噸水／噸紗，遠(yuǎn)低于紡織業(yè)(棉印染)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)要求(針織印染產(chǎn)品100噸水／噸 紗)及印染行業(yè)準(zhǔn)人條件(新建企業(yè)100噸zK／噸紗，現(xiàn)有企業(yè)130噸噸紗)；同時(shí)企業(yè)年廢水減排量約130萬(wàn)t，年減排COD量約l10t。若對(duì)以自 來(lái)水為生產(chǎn)用水的印染企業(yè)而言，其自來(lái)水費(fèi)約2t，應(yīng)用本項(xiàng)技術(shù)取得的經(jīng)濟(jì)效益更大。

2．3印染污泥干化減量

印染廢水處理過(guò)程需使用大量混凝劑以脫除廢水的色度及部分COD，從而產(chǎn)生大量的印染污泥。印染污泥在我國(guó)部分地區(qū)已被列為嚴(yán)控物質(zhì)。

為解決印染污泥的出路問題，筆者對(duì)污泥基本性質(zhì)、干燥特性、干燥工藝、干燥過(guò)程污染物釋放特性進(jìn)行了研究，成功研發(fā)了能夠充分利用印染廠鍋爐煙道尾氣余熱的污泥干化減量技術(shù)，其工藝流程見圖4。

圖4工藝中，污泥預(yù)處理混料機(jī)由槳葉式干燥機(jī)改造而成，在干燥機(jī)簡(jiǎn)體中設(shè)置煙道氣進(jìn)出口，以通人煙道氣加速污泥干燥，適當(dāng)減小槳葉間距離可以增強(qiáng)槳葉對(duì)污泥的攪拌作用，并在出口設(shè)置造粒裝置，對(duì)污泥進(jìn)行造粒。

復(fù) 合熱源立式污泥干化機(jī)是在多盤連續(xù)干化機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)的。在該盤式干燥機(jī)外壁上設(shè)置夾套防止干燥機(jī)中熱量散失；在干燥機(jī)底部和頂部分別設(shè)置煙道氣進(jìn)出口，以 通人高溫?zé)煹罋鈱?duì)污泥進(jìn)行干燥。運(yùn)行時(shí)，濕污泥經(jīng)壓濾后含水率約80％，進(jìn)入預(yù)處理混料機(jī)經(jīng)預(yù)干燥后，通過(guò)給料系統(tǒng)引入至污泥深度干化設(shè)備，利用鍋爐煙道 氣(約150oC)對(duì)污泥進(jìn)一步干化、減容、減重，使其含水率降至較低水平。污泥干化后與煤以一定比例(占煤3％)混合用于鍋爐燃燒，干化尾氣與鍋爐尾氣 一并經(jīng)脫硫除塵后達(dá)標(biāo)排放。

目前該企業(yè)建成了處理量為6t／d的污泥干化減量工程，濕污泥壓濾后含水率約80％，經(jīng)干燥處理后含水率低于30％，減重70％以上。污泥干化效果見表3。

由表3可知，干化后污泥干基低位熱值為2930kJ／kg，小于3500kJ／kg，不能滿足自持燃燒的要求，但可通過(guò)摻煤混燒，以回收熱值。

考慮到在污泥干燥過(guò)程中，在去除污泥水分的同時(shí)不可避免地使污泥中某些易揮發(fā)以及不穩(wěn)定物質(zhì)分解釋放進(jìn)入干燥尾氣，筆者對(duì)污泥干化系統(tǒng)煙氣進(jìn)出口NOxSO2的變化進(jìn)行分析，結(jié)果見圖5。

由 圖5可知，污泥干化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行一周內(nèi)，系統(tǒng)煙氣出口NOx無(wú)明顯變化，而煙氣出口SO2濃度較進(jìn)口有所減少，均值從475mg／m3降到 420mg／m3，脫硫率為l1．6％，具有一定的脫硫效果。這是因?yàn)槲锘磻?yīng)單元采用石灰作為混凝藥劑，在干燥過(guò)程中與煙氣中SO2反應(yīng)生成CaSO4 脫除了煙氣中部分SO2污泥干燥系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行兩個(gè)月內(nèi)，周期性地對(duì)干燥系統(tǒng)煙氣進(jìn)口、煙氣出口和脫硫除塵出口的幾種典型污染氣體組分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果見 表4。

表 4結(jié)果表明，污泥干燥過(guò)程中某些易揮發(fā)或易分解組分(NH3，H2S和苯系物)釋放出來(lái)被煙氣帶走，導(dǎo)致這些組分的濃度在干燥系統(tǒng)煙氣出口有一定程度的上 升。然而，本系統(tǒng)干燥溫度不高(約150℃)，污染氣體組分沒有急劇上升，且煙氣再經(jīng)過(guò)脫硫除塵后，上述幾種典型氣體污染組分得以有效去除，NH3、 H2S和苯系物均能達(dá)標(biāo)排放。

用 于干燥污泥的熱源采用煙道氣余熱，形成的干粉不影響燃煤灰制磚的質(zhì)量與功能，且污泥干化后噴入鍋爐爐膛混煤燃燒時(shí)，煤增量為零，因此運(yùn)行成本較低，處理每 噸污泥運(yùn)行成本約為103元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工程運(yùn)行前每噸濕污泥外運(yùn)處置費(fèi)用600t，年節(jié)省95萬(wàn)元，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了印染污泥的零排放。

3結(jié)論

印染企業(yè)采用上述的工藝技術(shù)可有效解決在廢物處理及污染物減排方面面臨的問題，降低企業(yè)的污染物排放量處理成本及資源消耗，提高其綜合競(jìng)爭(zhēng)力。網(wǎng)站