前言

染整生產(chǎn)消耗大量的水，其濕熱工藝使大量污水含有高熱量。據(jù)統(tǒng)計，１條１８００印染線每日排出熱污水約３５０～５００ｔ，其中，退煮漂聯(lián)合機約排放１５０—２５０ｔ／ｄ，污水溫度８０—９５℃；絲光聯(lián)合機約排放１２０ｔ／ｄ，污水溫度６５—８５℃；汽蒸皂洗機約排放８0～１３０ｔ／ｄ，污水溫度８０—９５℃；印花后水洗機約排放１００～１５０ｔ／ｄ，污水溫度７５—９５℃。若將這些熱污水直接排放，不僅浪費大量熱能，同時嚴重影響末端污水處理生化菌種的生存。熱污水的直接排放不利于染整企業(yè)營造資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的清潔生產(chǎn)企業(yè)Ｊ。熱污水的熱量回收是循環(huán)經(jīng)濟的體現(xiàn)，符合《印染行業(yè)準入條件》的要求。

１染整熱污水的水／水熱交換器

液相之間的熱交換效率比氣相間要高，即使是１００℃以下的溫度，亦能有效地進行熱回收。因此，１００℃以下排液的熱損失，可借助于水／水熱交換器進行熱污水的熱量回收。染整生產(chǎn)連續(xù)排放的熱污水與工藝補充的冷凈水量大致相等，若在熱污水和冷凈水管道之間加裝一個熱交換器，將熱污水排出時水中的熱量交換給冷凈水，這樣便可以將通常隨污水排放掉的熱量實現(xiàn)循環(huán)利用。

１．１染整熱污水中的雜質(zhì)

染整濕加工工序會產(chǎn)生雜質(zhì)，這些雜質(zhì)不斷隨水排出。染整熱污水中的雜質(zhì)可歸納４種類型：

（１）化學(xué)雜質(zhì)染料、助劑、酸、堿等。

（２）萃取物棉蠟、果膠、低聚物、漿料等。

（３）沉淀物不溶解的碳酸鹽類等。

（４）機械性雜質(zhì)纖維、紗線、棉線等。

染整熱污水中的眾多雜質(zhì)，對染整水／水熱交換器的設(shè)計、制造提出較高的要求。

１．２高效熱交換器的相關(guān)技術(shù)

設(shè)計熱交換器應(yīng)使熱交換面積具有較高的熱交換效率。熱交換器所傳遞的熱量（Ｑ）等于有效系數(shù)（）與熱交換器表面積（ｓ）及兩種液體的溫差（Ｄ）的乘積。顯然值愈大，熱交換效率也就愈高。

有效系數(shù)：取決于熱交換器的物理特性（壁厚等）和流體的動力特性（流體速度等）。為了取得高效率，必須盡量減小熱交換器的壁厚，增加流體的強度和２種流體的溫差，在控制熱交換器整體最小的前提下擴大表面積。流體的強度和溫差，則取決于流體各自的特性。當流體處于靜態(tài)或?qū)恿鬟\動時，會產(chǎn)生許多不同溫度的流體層。圖１中，Ｐ壁接觸Ａ和Ｂ二種不同溫度的流體。靜止狀態(tài)時，由Ａ到Ｂ的熱傳遞會受到不同溫度流體層的阻力，使各流體內(nèi)部的熱交換很少，致使Ａ流體中最靠近Ｐ壁的部分與Ｂ流體中相應(yīng)的流層保持溫度平衡。由于層流的特性，即使流速很慢，穿過Ｐ壁傳導(dǎo)交換的熱量也很小。

針對層流的弊端，在熱交換器設(shè)計中，將Ｐ壁外觀改成波紋狀，并促使２種流體逆相快速運動（見圖１），層流將變成湍流，使流體內(nèi)部混合，避免產(chǎn)生不同溫度的流層，結(jié)果增大了Ｐ壁兩邊Ａ流體與Ｂ流體的溫差。幾乎所有高效熱交換器的設(shè)計都使用這種原理。

１．３管式、板式水／水熱交換器的應(yīng)用

染整熱污水中的眾多雜質(zhì)進入熱交換通道，若無適當措施阻止，將導(dǎo)致熱交換器效率降低，最終使系統(tǒng)阻塞而停止工作。對于管式、板式水／水熱交換器，為了控制過濾器和熱交換

器產(chǎn)生的壓力損失，使用泵將污水泵入緩沖箱。一般染整企業(yè)的配水系統(tǒng)采用高槽，在這種情況下，需要另一個泵將干凈水加壓流過熱交換器。一個完整的回收系統(tǒng)包括熱交換器、清潔過濾器、輸送泵、緩沖箱、冷凈水泵、回收裝置各部分的連續(xù)管道及電氣控制臺。某公司采用列管式水／水熱交換器，開始時熱交換效率在８５％左右，可將１５℃凈水加熱至５０～６０℃。運行一段時間后，出現(xiàn)了以下問題”：

（１）棉布煮練后水洗排放的污雜物質(zhì)，絲光工藝產(chǎn)生的堿泥，染色后水洗排放的未固著染料等在熱交換器中積聚沉淀，令熱交換器無法工作。

（２）該公司采用地下水，水質(zhì)硬度高達４００—４８０ｍｇ／ｋｇ，屬極硬水。列管內(nèi)外壁結(jié)垢，使熱交換效率明顯下降。針對弊端該公司采取以下應(yīng)對措施：

（１）熱污水首先進行初級過濾，去除大部分懸浮物后再流入熱交換器。

（２）利用氣缸活塞連桿機構(gòu)往復(fù)運動，帶動毛刷刷除列管外壁污物，改善列管導(dǎo)熱性能。

（３）冷凈水輸送系統(tǒng)安裝電子除垢儀，防止列管內(nèi)結(jié)垢堵塞。

（４）在熱交換器箱底安裝一套空壓氣曝氣管，定時曝氣，防止雜物沉淀箱底。

（５）在污水排放管上加裝一管道泵，在刷管、曝氣的同時，啟管道泵，抽干箱體內(nèi)的雜物。毛刷、曝氣、管道泵由一個同步器控制，根據(jù)污水中雜物量，設(shè)定間隔時間控制運行。

１．４自潔式轉(zhuǎn)鼓水／水熱交換器的應(yīng)用

自潔式轉(zhuǎn)鼓水／水熱交換器（專利號ＺＬ２００６。２００６９６５８．９）的轉(zhuǎn)鼓由不銹鋼板沖壓成圓盤翅片，表面分布有凹型坑，可提高熱交換面積。兩片圓盤翅片點焊成凈水道，耐水壓，在旋轉(zhuǎn)軸上串聯(lián)固定。

熱污水和冷凈水在箱體兩端逆流進水。轉(zhuǎn)鼓浸在熱污水封閉隔熱水箱里，轉(zhuǎn)鼓由一臺微電機驅(qū)動，以１５ｒ／ｍ速度旋轉(zhuǎn)，這種轉(zhuǎn)動可達到如下三個目的：

（１）獲得高效率的湍流圓盤翅片在熱污水中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生一種大湍流，可混合、攪拌熱污水，以進行充分熱交換，從而保持理想的溫差，且因無層流可獲得優(yōu)良的熱傳導(dǎo)效果。由于轉(zhuǎn)鼓在熱污水中旋轉(zhuǎn)，因此，所產(chǎn)生的湍流比依靠推力使熱污水通過板式熱交換器所產(chǎn)生的湍流更有效。

（２）離心流自潔轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一個離心流進行自身清潔，這點最重要。轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)運動輸送冷凈水，熱污水離心式流動，有效洗刷圓盤翅片水道，且對熱交換水箱內(nèi)壁進行沖刷，

達到自潔效果。

（３）雜物懸浮易排放熱污水所攜帶的雜質(zhì)通過強烈攪拌，使眾多雜物呈懸浮狀，極易排出水箱，無沉淀機會。在逆流水洗機旁安裝一臺自潔式轉(zhuǎn)鼓水／水熱交換器，占地空問小，安裝方便，極少維護保養(yǎng)。某公司安裝一臺６ｔ／ｈ自潔式轉(zhuǎn)鼓水／水熱交換器，測得如

下數(shù)據(jù)：蒸洗機熱污水溫度８Ｏ℃，經(jīng)熱交換后，出水溫度３７℃；冷凈水進水溫度３４℃，經(jīng)熱交換后出水溫度７４。

２結(jié)語

染整工藝生產(chǎn)過程中，水洗工作頻繁，所排放的熱污水中攜帶著大量熱能。分析一臺平洗機的熱平衡熱能可知，溢流排出的熱污水所含熱量，約占平洗機蒸汽總供熱的１２％～１５％；ｌ條１８００印染線日排出熱污水約３５０—５００噸，經(jīng)水／水熱交換，每噸熱污水至少可回收０．２ＭＰａ的蒸汽６０ｋｇ，這樣，每條印染線可回收蒸汽２１～３０ｔ，全年工作３００ｄ計，則可回收０．２ＭＰａ蒸汽熱量６３００—９０００ｔ。