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印染行业发展和水资源问题
集萃印花网  2009-12-03

    【集萃网观察】1 纺织行业发展的机遇

    加入WTO后,我国纺织行业是利好行业,从业人数超过1960万,加上原料产地(棉花、毛、麻生产)的从业人员1亿,共约1.2亿, 对国家发展和社会稳定起着十分重要的作用,行业人士估计,在十年之内还将连续有二位数增长,然后趋于平衡,保持我国纺织行业第一大国的地位(数量上)。

    纤维加工量占全球比重由2000年25%提高到2005年的36%,服装、化纤、纱、丝、布、呢绒世界产量第一。

    2003~2004年纺织品进出口情况

    纺织品的出口顺差为全国总顺差的2.5倍,如无纺织品的顺差,我国外贸将是逆差。

    2005年纺织品服装出口情况:贸易总额达1346.34亿美元,同比增长17.9%,占全国贸易总额9.47%;出口1175.35亿美元,增长20.69%,占全国出口额15.42%;进口170.99亿美元,增长1. 76%,占全国进口额2. 59%;服装贸易顺差1004.36亿美元,全国贸易顺差1018亿美元,占全国贸易顺差的98.58%!

    不仅是出口增长迅速,而且随着我国经济发展,人民生活水平不断提高,对纺织品的需求也在快速增长,从2000到2005年,我国城镇人均衣着消费500-790元,增75.3%;(可比增加74.2%),而农村人均衣着消费96-132元,增46.9%,另一方面,这段时间我国城市化率从36%增加到43%。

因此纺织品消费量猛增。

    尽管如此,我国人均纤维消费量还低于全球平均水平,世界人均纤维消费量在7.5到13kg,全球平均为8.6kg、而美国是33.9kg、目前我国只有6.6kg,与全球平均值还差2kg,仅是这一点,纤维需增加260万t!所以内销前景也十分良好。

    2 发展中最大的“坎”是水资源问题

    纺织行业形势虽好,但发展中最大的问题是资源和环保问题,其中最核心是印染行业的水资源问题。

    因为纺织行业中80%的用水量是印染,印染废水又是污染重、处理难度高的废水。

    纺织行业废水排放比例在前6位(印染),问题还在于废水的回用率最低,印染只有7%(纺织全部10%),是所有行业中最低。

    按今后十年还有二位数增长,如不加限制,以每年15%速度递增,仅5年废水量将从16亿t/年--32t亿/年,而10年将猛增至64亿t/年!这种计算方法当然不妥,这种情况也不可能发生,但废水量增加是可能的,因此必须慎重对待发展和废水排放量增加问题。

    由于过于集中,即使处理达标,水环境容量也已饱和。

    3 国外印染行业废水处理情况

    国外纺织印染行业比较发达的地区,如韩国釜山,日本大阪,意大利米兰和墨西哥等地,染整企业也较为集中,印染废水相对较大,同时在这些地区自然地形成产业链,即本地区和周围地区形成上游配套的原料生产、供应;纺织服装、服饰等下游产品生产、市场销售;三者形成相对完整的产业链,这种生产相对集中、产量大、市场规模大、销量在国内、国际有相当影响的“板块”经济对染整行业发展具有重要意义。

    这与国内也很相似,但是国外单个企业规模较大,而区域内数量远远低于中国,特别是废水量仅为每天几千吨到万吨左右,而我国一个镇印染废水量每天1-10万t的很多,最大的30万t!,一个县级市达到每天60万t,计划达100万t!这在世界上是没有的,不但水量大,而且污染很严重。

    3.1 国内外印染废水量产生分析

    发展中国家,例越南、泰国、非洲、南美等地纺织、纺织印染还正在发展,其环保要求还比较低,与我国前十年相似。

    发达国家则不同,吨纤维印染废水产生量仅为100t(德国)左右,而我国平均为250-400t)!,不但废水量大,而且污染重。

    涤纶染色可能少一些,一般也在150-250t。

    其原因主要有:

    (1)发达国家产品以高档为主,以纯棉产品为例,其原料均为精梳棉,含杂量低前处理简单;染色用染料、助剂量少;冲洗和后整理用药、用水量低。

    例碱洗德国用量为20-30g碱,而我国由于使用低档棉多,杂质多,碱用量为80g左右,且冲洗次数多,因此废水量大、COD高、pH高。

    (2)工艺相对落后,环保管理更落后。

    纺织行业中由于近几年发展快,在化纤、纺织方面进行了许多技改,已使设备、规模走上现代化与国际差距正在缩小,就是印染还处于规模小的多、相对落后,究其原因是近年发展太快,业务太忙,无暇顾及技术进步。

    有专家估计,我国染化料(染料、助剂等)用量比发达国家多20%~30%,如果精打细算,在目前基础上节约5%~10%染化料完全可能,也就是实施清洁生产的潜力很大。

    国外连续印染机械大多采用逆流反洗,用水量减小,我国还是以间隙式居多,这也和加工多品种有关。

    管理落后另一例子,国外生产车间很清洁,而我国较乱,地上短纤维等用水冲入废水池,变成废物处理,这在牛仔水洗中更严重,增加了处理负担。

    3.2 关于处理方式

    (1)主要有二类。

    意大利、日本等对印染废水处理采用工厂处理和城市污水综合处理相结合的方法。

    在对印染废水初步处理后达到一定标准后和城市污水混合一起进入污水处理厂处理,这样可以提高后续处理效果,如果印染厂多,则集中处理达到排放标准。

    德国由于行业分散,一般采用单厂处理的模式进行处理。

    在印染厂建造污水处理厂,对厂内产生的废水进行处理,由于清洁生产和水资源回收做得相对较好,水处理效果处理后的水可以达到排放标准。

    另外德国的印染废水排放量也较少,而且处理技术比较成熟,投入大,我国基本上也是这二类形式。

    (2)关于处理技术,印染废水主要是有机污染,所以处理方法均以生化法为主,国外采用生态染料,工艺先进,因此染化料用量少、废水量小、污染相对较轻。

    对于废水量少,采用设备为主,大水量当然还是以构筑物为主,但从处理技术的原理上分析,似乎差别不大,但从技术深度、自动化程度、设备质量远高于国内水平。

    3.3 中外印染废水处理差别分析

    据了解,发达国家印染废水由于处理较好,并未发生什麽大的问题。

    并没有听说河流、海域严重污染,那末中国为什么印染废水污染十分严重?

    国内外印染废水处理情况的差别,主要集中在以下几点:

    (1)中国印染行业量太大、太集中,局部地区印染废水处理即使达标,也超过环境容量。

关于发展和环境的同步是中国特有问题,需要认真予以解决,这不是一个企业所能解决的,要靠政府、企业、行业合作从根本上予以解决。

    (2)环保立法和执法力度不同

    国外的环保立法完善、执法严格,对污染环境的企业和个人的处罚也很严厉。

    我国的环保立法还不够完善,没有达到发达国家水平,在执法过程中也受到种种因素的干扰,使得执法力度也不够,实际情况与公布资料有差距。

    (3)产品档次不同、利润不同、因而环保投入不同

    我国是发展中国家,印染产品的档次比较低,集中在中低档产品,利润很低。

    例如,目前我国染一米布,最低的加工费仅0.4~0.5元,平均也只有0.8元左右,同样在发达国家生产的印染产品档次比较高,产品附加值高,导致产品利润高,就以国内某外资染厂,加工一米费用高达15元,甚至更多(指国内外资、合资企业)。

    因此,发达国家对印染废水处理的投入比较高,相比之下,我国对印染废水的投入相对较少,我国城市污水厂的投资,原则上为每处理一吨水为3000元,即投资一个10万t/日城市污水厂,约投资一个亿,而难度高的多的印染废水处理厂,处理一吨水仅1000元,在乡镇一级甚至更低,因此在层次、质量、自动化程度、运行费用等相差较大,某种意义上是应付环保。

    中国印染是世界第一大国,国外经验固然要借鉴,根本还是要靠自己,包括印染废水的回用技术!

    4 如何解决水资源这一“瓶颈”问题?

    解决方法有以下几种:(1)产业结构和产品结构调整,淘汰低档耗水量大的产品;(2)开发和采用新印染技术,降低耗水量(转移印花、电脑喷墨印花、蒸汽喷射染色、液体染料等);(3)改革工艺源头节水;(4)废水处理后回用。

    1和2是较长期改革,这里主要讨论3和4二个方面。

    我国纺织企业研发投入仅0.25% ;化纤好一点为0.47% ;而发达国家为5%。

    原因之一是企业规模小,目前研发投入基本上是产品、工艺技术,用于环保的比例极低,但目前严峻的形势,大企业都已经不同程度实施节水和水回用,只是尚未形成规模和气候,技术和工艺尚未定型,并且有许多认识上的误区。

    5 关于源头节水

    印染由于纤维不同(棉、毛、麻、丝、合成纤维、人造纤维等)、染料不同(活性、阳离子、酸性、分散等)、助剂不同、染色工艺不同、产品档次、厚度及要求不同,印染用水量有较大区别。

    但总体而言,低档产品和工艺落后(或管理落后)是用水大的主要原因。

    德国棉印染吨产品用水量仅100t,而我国300t或更高,原因是他们用的精梳棉,杂质含量少,碱洗用碱量少,一般为20~30g/kg布,而我国棉花质量差、杂质多,一般需用80~100克,用水量自然多,我国的多数企业印染工艺落后,特别是小印染企业,加上设备、管理更差,印染浴比高,造成用水量大。

    一般能耗如下:水耗:250-350t/t产品;电耗:1700-2100度/t产品; 蒸汽:18-25t/t产品 ;煤耗:25-30t/t产品。

    节水的途径包括:

    (1)逆流漂洗:逐级使用(实例及问题);

    (2)清浊分流:优点及现有工厂的改造,观念和习惯;

    (3)分质用水(前处理、染色、后整理皂洗、柔软处理):

    (4)、降低浴比:目前均要求8:1及以下;

    (5)关于“冷轧堆”:以时间换取能耗及质量。

    (6)关于“印染行业清洁生产评价指标体系”:以及吨产品水耗的各类转换可查“印染企业综合能耗计算导则(FZ/T01002-91)中附录B重量修正系数。

    总体要求吨产品水耗降低到250t及以下。

    6 废水处理后回用是必然趋势

    印染行业水的回用率仅7%,是全国所有行业中最低,也是行业要发展的必然趋势,由于我国是印染第一大国,国外经验可借鉴的很少,几乎都需自己研究、创造。

    关于“十一五”规划中:工业废水排放量减少10%和纺织行业“十一五”规划中要求:单位产值废水排放量减少22%,二者的区别。

    (1)关于回用水水质标准:首先要解决回用水水质标准,先从印染用水水质要求分析,表6是现有印染生产用水水质要求;表7是将于2007年颁布的印染用水水质标准;表8是我们正在研究和使用的建议标准。

    用水标准和回用标准关心的指标是不同的,例如盐类的累积与回用次数关系?助剂、染料和它们降解物对纤维性能的影响?色牢度、色差影响?回用于前处理工艺、染色工艺、后处理工艺水质要求的差异?这些都需深入研究。

    (2)清浊分流的必要性:一般浓废水占总量25%(指染色和第一道冲洗水以及前处理工序中部分浓水,例退浆、减量等)、淡废水占75%,以后者回用50%~60%,总回用率在40%~50%;当然老厂无法清浊分流,也可以部分深度处理后回用;目前已经集中处理达标的,也可以深度处理,关键区别是运行费用的合理性(理由)。

    (3)深度处理技术概述:达标处理和回用技术的区别;生物滤池;延时曝气;水解酸化;厌氧;尽量少加药及其理由。

    (4)关于膜技术的应用:优点及价格,超滤膜及反渗透膜的能耗及通量(15~18l/m2h),完整的运行费用估算。

    (5)工艺组合和因地制宜:针织印染、棉印染、化纤印染、丝绸印染、毛、麻印染区别及各厂实际。

    (6)关于零排放:这是一种理念,世界上只有德国一个小厂,他的做法和原因。

    仅最后浓水蒸发的价格!用余热蒸发的困难及需解决的问题。

    (7)关于新技术、专利技术的应用:工程应该用最稳妥、最成熟的技术,光化学催化、特殊菌种、特效试剂、超声波、微波、超临界态、等离子态、高温高压湿法氧化等技术,在工程上慎用。

由于是新事物,建议必需有相同规模、相似水质的工程实例或进行中试,中试的规模是工程量的3%~5%。

    7运行成本是实施回用的关键

    经济核算包括二部分:一次性基建投资和运行成本,需要指出的是,运行成本包括日常运行费用,即药剂费、电费、人员费等,但运行成本除此之外还应包括土建和设备的折旧、维修费。

    运行成本是节水或回用是否实施的关键。

    从目前我们实施的几个项目分析,只要清浊分流,以淡废水占75%,回用率70%(即总回用率约50%)计,淡废水部分运行费用在1.50元/t水以下,但基建投资由于分成二部分,总投资约增加30%,占地面积增加30%。

    对缺水地区,如水费2.50元/t水,加上排水费1.50元/吨水,则几年之内可以盈利,完全能够接受,并值得推广,但应根据各厂实际,注意技术参数的选择是关键,最好先进行中试!以下是实例:

    浙江某针织印染公司,根据多年监测,其混合废水的COD小于500mg/l;车间内已设二道管道,可以分别排放浓、淡废水,淡废水COD略小于200 mg/l;浓废水(包括回用水处理中较浓水)COD约1000~1100mg/l;淡废水采用东华大学技术,其工艺路线:

    兼氧-好氧-生物滤池-复合反应-陶瓷膜-(二氧化氯)-出水

    其中陶瓷膜浓缩水与浓水合并处理达标排放,二氧化氯是作为保险装置,平时不用,作用有二:1、当色度略超时作为退色;2、如回用水池长绿藻,作为灭藻用。

    已运行三个多月,情况非常好,水质优于设定标准,感官指标优于当地自来水,全部用于染色,其色牢度、色差等指标完全符合要求,淡水回用率约70%,总回用率可达50%,但目前不用于后整理部分,一则不需要,二则主要考虑盐类可能累积,是否会影响产品质量尚需研究。

    回用水处理部分经济分析:电费0.85度电/t水,以每度电费0.7元计为0.595元/t水;药剂费0.4元/t水;设备折旧费约0.2元/t水;化验分析、人工费0.15元/t水;全部费用为1.345元/t水;但应考虑,由于清浊分流,初期投资和占地面积各约增加30%。

    但与目前我国水污染和水费不断上涨相比,这肯定是发展方向。

    山东某棉纺印染厂,采用清浊分流,工艺流程与上述厂相似,但由于主要生产高档衬衫,前处理水量较大,并且表面活性剂和荧光增白剂含量较高,在中试过程中,一是泡沫较多;二是,残余荧光增白剂对浅色产品有影响,因此经过研究,调整设计的技术参数,用相似的工艺达到回用目标,经济指标也基本相近。

    来源: 中国印染行业协会   作者:奚旦立,陈季华,马春燕

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