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染整企业如何应对环保挑战
染整企业如何应对环保挑战
关键词:
染整环保
根据近年来环保要求的特点,较全面地分析了影响生态纺织品达标和实现清洁生产的各种因素,就应对染整企业的清洁生产提出了相应的措施和建议。
关键词染整;清洁生产;环境保护;纺织品;企业
中国加入世贸组织为纺织服装业赢得了更多的发展机遇,但随着出口产品品质标准的不断提升,绿色技术壁垒以及纷争不断的各种特保压力,逐渐成为每个企业要持续发展所不容回避的问题。
1环保要求的变化特点
保护地球生态资源,关注人类自身健康,这种可持续发展的理念和要求,给纺织印染行业主要带来2方面的压力,即绿色纺织品标准更加严格和环保要求日益升级。
1)环保面料要求从少到多。
近年的外贸生产中,具有环保需求的货单比例明显逐年增多,基本上只要是出口产品就有环保要求,成品面料达到环保要求已是理所当然。
2)环保要求项目从单一到全面。
纺织品环保要求从(Oeko--Tex标准100向更严格的Eco-label标准转变,其中各地区的侧重点又有所不同,例如,欧洲订单要求比较全面,日本订单更强调甲醛含量,美国订单则更注重pH值等安全性指标。
3)考查方式从单纯到复杂。
许多外国公司到我国寻找合作伙伴的同时,也带来了新的评估方式。
他们不仅要求纺织产品符合环保要求,同时还十分关注企业整体的环保程度和社会责任,如环境整洁度、废弃物处置、清洁生产和员工精神面貌等。
要求合作企业不仅要生产环保,还必须关注社会责任、清洁生产等相关的方方面面,甚至生产车间的墙面涂层材料、机台表面的油漆等的环保性都在考虑之内。
4)附标宽容度从宽到窄。
过去只要求测试样品达标,现在则要求大多数货物必须达标。
我国每年约有70多亿美元的商品因环保问题而遭退货,严重影响我国产品的竞争力。
5)绿色标准设置速度越来越快。
至2004年初,国际市场上公布的新规定已达13个之多。
特别是纺织品生态研究和检验协会,一改每2年修改1次标准的惯例,在2002年至2004年初,对0eko—Tex标准l00进行了3次修改。
3个版本都增加了新的检测项目、禁用染料及化学物质。
6)末端治理要求不断提高。
随着江河湖海流域水污染整治工作的不断加强,不少城市已将废水直接排放,其COD降至l00mg/L,色度40;若进城市管网,COD则为500mg/L。
2纺织品环保标准及清洁生产现状
2.1环保的发展
在经历了全球资源掠夺性开发的传统经济模式和先污染后治理的末端治理模式后,人类正在向循环经济发展模式迈进。
其特点是经济发展遵循生态学规律,合理利用自然资源和环境容量,在循环利用物质的基础上发展经济,实现经济活动的生态化,最终实现最佳生产、最适消费、最少废弃的可持续发展。
从1972年起,国际上已召开3次以“保护环境,可持续发展”为主旨的大会,以推动绿色环保理念的形成和循环经济的深入发展。
从l984年起,我国也先后颁发和实施了环境保护、清}吉生产等一系列保护环境、发展循环经济的法律法规。
2.2纺织品环保标准
国际上的纺织生态学分为3个方面。
2.2.1生产生态学
关注生产过程和环境生态,即在制造和生产纤维、纺织品、成衣的过程中,不对环境造成坏的影响,符合不污染空气和水、废物处理及减轻噪声等条件。
@=================@###page###@=================@2.2.2处理生态学
针对纺织品的废弃处理,包括纺织品循环回收.再用、分解处理不释放有害物质、焚化销毁不污染空气等。
2.2.3产品生态学
纺织品对服用者及其近身环境所造成的影响。
目前,与纺织企业紧密相关的环保标准主要有3个:
1)Oek0-Tex标准100
Oek0-Tex标准100是国际环保纺织协会基于对产品生态学的研究而制定的,是国际上判定纺织品生态性能的基准,是纺织品能否顺利出口的首要前提。
其目的是提升生态纺织品生产的水平,保护消费者利益,同时通过对达标纺织品的标签认证,使获证企业的产品生态性能得到国际市场的认可,从而提升企业形象,增强消费者的购买信心。
0ek0—Tex标准l00得到了制造商和销售商的普遍关注,目前,已有70多个国家的纺织企业获此标签(欧洲称作银牌标签)。
.
2)GBl8401-2003((国家纺织产品基本安全技术规范》
该标准是我国国家质量监督检验检疫总局于2003年ll月27日发布的强制性国家标准,对纺织品的甲醛含量、pH值、色牢度、异味和含有23种有害中间体的偶氮染料5个方面作了相应的规定。
该标准基本以Oeko--Tex标准l00为基础,略有变动(如:
色牢度方面,A类纺织品与Oek0—Tex标准100相同,B、C类低半级),所以如果能达到前者的标准,通过GBl8401--2003标准的问题就不大。
3)Eco—Label新标准
2002年2月15日,欧洲委员会公布了欧共体纺织品Ec0—Label新标准,有效期至2007年5月31日。
该标准是迄今为止最严格的纺织品生态标准,它包括了纺织品原料标准、纺织品生产过程及产品本身的标准和产品耐用性标准。
该标准更关注纺织生产链加工工序对水环境的污染,同时也是2003年出台的REACH法规的重要依据之一(又称“欧盟未来化学品新政策”),其在欧盟的法律地位不容质疑,必须给予充分关注。
2.3纺织品环保生产存在的问题
目前,纺织企业在推进环保生产中还存在如下问题和困惑:
1)某些环保助剂的性能达不到被替代品的性能,不能同时满足质量和环保要求;
2)有些染化料助剂供应商的质量承诺可信度较差,印染企业缺乏有效的检测手段;
3)纺织服装生产链中,各企业对环保纺织品生产认识不一致,短期内无法形成联盟应对的局面;
4)近年来,我国纺织设备改造力度很大,但用先进设备生产低档产品的现象屡见不鲜,有的还在生产中使用劣质原料和低档染化料;
5)没有实现清洁生产的相关细则。
因此,在实施环保战略时,应层层把关.逐步提高产品的档次。
3具体应对方式
目前,印染行业最直接的环保压力来自2个方面:
成品面料环保化和排放物环保化。
成品面料环保化是企业在国内外贸易市场,特别是国际贸易市场中生存的前提。
而在此基础上的
排放物环保化,则是清洁生产的基础,也是企业可持续发展的根本。
3.1排查影响面料的各个环节
要实现成品面料的环保化,印染企业需逐项排查,找出成品要达到的项目和指标,以及影响这些项
@=================@###page###@=================@目的因素,并制定规避或解决方案。
3.1.1严格按Oeko--Tex标准l00组织生产
Oek0—Tex标准l00基本内容包括l3个项目。
织物在这些项目上不达标会破坏人体免疫系统,对呼吸道、皮肤造成刺激,会致癌、致敏,并影响环境。
逐项分析这些项目,在常规质量要求下,通过控制工艺和染料助剂选用,以达到Oeko-Tex标准100。
1)pH值。
搞清所用各种染料、各种工艺方法的下机pH值,制定相应方法,可使用中和皂洗剂或
用醋酸、柠檬酸随机中和。
2)甲醛(20/75/300mg/kg)。
选用无醛或低醛产品;若超标,可用热尿素水洗涤。
3)重金属。
可能来自金属络合染料、染料合成过程、印染助剂和纤维制造过程、天然纤维生长:
过程以及吸收沾污。
其应对方法有:
尽量筛选不含重金属的染化料;注意工艺到位,充分水洗;彻底前处理。
若超标时,可用络合分散剂处理。
4)杀虫剂(54种)。
充分前处理。
5)含氯酚防腐剂(PCP、TCP)/()PP。
棉花运输过程中所添加的防腐剂含有该物质,可通过充分煮练、筛选防腐剂进行控制。
6)PVC增塑剂。
存在于标贴、拉链拉头、防雨布涂层中,可通过筛选进行控制。
7)有机锡化合物。
用于抗菌加工整理时应充分筛选;不得用于聚氨酯弹性纤维生产;不用樟脑丸。
8)致癌染料(<30mg/kg)。
致癌染料有2个概念:
一种是指可还原裂解出致癌芳胺的偶氮结构染料(24种结构,涉及l46种染料);另一种是指与人长期接触就会引起癌变的染料。
市场已知的致癌染料有11只,2000版的()ek0—Tex标准l00列出了7只。
致敏染料<0.006%(20只,国际上已公认的有26只)。
最好的措施是应避免使用致癌染料。
9)有机氯染色载体。
应杜绝使用。
10)禁用的抗菌整理、阻燃整理剂。
应避免使用。
11)色牢度。
耐水牢度3级、耐汗渍牢度3~4级、干摩牢度4级、耐唾液牢度坚牢。
12)可挥发物。
使用涂层剂、印花涂料时,应注意筛选原料。
13)气味。
没有异常气味。
3.1.2注意各国客商的不同环保要求
一些大零售商在以()ek0—Tex标准l00为蓝本的同时,要求也会有所变化。
如HM公司要求纺
织品中不得含有(或限量)壬基酚乙氧基化物(存在于乳化分散剂、渗透剂中)、二硬脂二甲基乙酰胺(属于季铵盐,被作为阳离子表面活性剂,用于柔软剂、抗静电剂中)、含氯漂白剂等,而这些是属于Eco—Label标准的范畴。
3.2排查生产过程各环节
除了成品面料环保化,在整个生产流程中还应实现高标准环保排放要求。
印染是用水大户,其废水排放量占整个纺织行业的80%,且废水组分复杂,处理难度大。
废水中的大量污染物主要来自于各种纤维材料的杂质和加工时所用的染化料2个方面。
据统计约有纤维和染化料总重量的l5%排入废水。
只有按序排查生产过程中各种因素,实行源头控制和末端治理同步推进,才能实现清洁生产。
3.2.1原材料对环境的影响及应对措施
3.2.1.1纤维原料
对产品链的前道提出环保要求,按Ec0—I。
abel标准实行“3个限定":
纤维原料出厂时限定有害残留物不超标;生产纤维时限定环境污染物必须达标;纺织过程限定使用物必须具有环保性。
通过选择绿色加工原料来倡导原料生产绿色化。
。
@=================@###page###@=================@3.2.1.2助剂
助剂的环保性主要考虑其生物降解性、毒性、致畸变性、致癌性、环境激素(目前禁止的有70多种,与纺织助剂相关的有lo种左右,为烷基酚、多氯联苯、五氯苯酚等)、可吸附有机卤化物(A()X)和可萃取重金属等。
1)退浆剂。
对以淀粉浆料为主的纤维素纤维,倡导使用酶退浆工艺;对以化学浆为主的织物,例如浙江传化开发了一种氧化剂加表面活性剂的双组分退浆剂,在少量碱存在下,就可使PVA分子链迅速断裂。
2)渗透、精练助剂。
将以天然脂肪醇聚氧乙烯醚来取代烷基酚聚氧乙烯醚,并开发使用新型表面活性剂(如烷基多糖苷、葡萄糖酰胺、松香系非离子表面活性剂等)。
渗透剂、精练剂中,烷基磷酸酯是当前较理想的产品,但目前其环保性也受到了质疑。
3)漂白助剂。
以前大多用有机螯合剂,稳定效果好,但生物降解性很差。
现在大多用无机磷酸盐类产品,但存在磷污染问题。
还有使用聚羧酸盐类化合物,也存在难以生物降解的问题。
有专家建议,环保型氧漂稳定剂趋向于混合型,主要原料可采用聚丙烯酰胺、磷酸酯盐、羟基羧酸盐和羧酸盐类等有机酸多价螯合剂。
4)净洗剂。
符合环保要求、生物降解性优良的洗涤剂可完全替代原非环保性洗涤剂。
5)固色剂。
国内无醛固色剂品种很多,主要针对各自品种的效果筛选。
6)黏合剂和交联剂。
织物上的甲醛主要来自交联剂,通常使用的是三聚氰胺一甲醛缩合物,改性后可大大减少甲醛。
目前正在研发无甲醛交联剂。
7)柔软剂。
阳离子柔软剂使用较多,但其不少品种的毒性及生物降解性很不理想。
可考虑选择无毒、无害、易生物降解的天然功能助剂,对织物进行柔软整理,或阳离子柔软剂中引入水溶性基团,使它们在水中易分解成脂肪酸和阳离子代谢物。
非离子型的脂肪酸聚氧乙烯酯类表面活性剂的酯键易水解,且低泡无毒,生物降解性好,可作为环保型柔软组分;有机硅氧烷柔软剂使用效果好,但近期有人质疑其在生物降解方面的环保问题。
8)分散剂。
涤纶染色中常使用萘磺酸甲醛缩合物类分散剂,但其降解性较差。
在扩大使用木质素磺酸盐类分散剂的同时,也要关注丙烯酸类合成环保分散剂的研发。
9)还原剂。
涤纶织物分散染料染色后一般用保险粉加烧碱进行还原清洗,水洗负荷较重。
现有一些环保型还原剂,可在偏酸性条件下工作,大大减轻水洗负荷。
10)低甲醛、无甲醛树脂整理剂。
2D树脂经醚化改性后,甲醛含量大大降低,但仍有20~100m9/k9的游离甲醛。
已开发的无甲醛树脂如BTCA等,价格昂贵,效果也不如2D。
当前需关注无甲醛整理剂的
研发。
11)防水整理剂。
目前大多用有机氟和有机硅防水剂,但两者的环保性尚有争议。
3.2.1.3染料
染料的环保性主要有:
本身不存在致癌性、致敏性或急毒性;可萃取重金属含量在极限值以下,或尽量避免金属络合染料;不含环境激素及持续性有机污染物;固色率高,色牢度好,可满足应用性能等。
对大多数染料带来的生态问题,可要求染料供应商提供染料索引号,并与禁用染料索引号进行比较,以规避风险。
1)活性染料
活性染料致癌芳胺除外的环保问题主要是固色率低,一般只有50%~65%;吸人过敏性主要由粉状染料引起,应尽量选用液状活性染料;为了抑制纤维表面的负电荷,无机盐用量高导致废水处理难;金属络合染料中,含铬、钻、镍大多是深色色谱,很难达到Oek0—Tex标准l00中的限量,必须用非金属络合染料替代;含铜染料的色光比较特殊,无法替代,但铜含量限量较宽(25~50m9/kg),一般能达到要求;环境激素及AOX值,在已知的结构中,约有3/4的活性染料含有卤素,这也是其在生态毒理学上一个显著的特点,解决的关键是改进活性基,如发展乙烯砜型活性染料。
@=================@###page###@=================@2)分散染料
致敏性。
国际上已公认的26只致敏染料中,25只为分散染料、1只为酸性染料,Oek0—Tex标准100中禁止的21只全部是分散染料,包括2只致癌染料,其中17只用于醋酸纤维染色。
致癌芳胺。
有9只分散染料可裂解出致癌芳胺。
AOX值。
许多偶氮型分散染料以卤代芳胺作为重氮组分,总共不下70余只。
所涉及的色谱包括黄、橙、红,还有少量其他色谱,新开发的分散染料大多不含卤素,也就不存在A()X问题。
3)硫化染料
致癌性。
硫化染料(12只)的成品结构中无致癌性,但部分染料中间体可致癌。
若反应不完全,过滤不彻底,容易带人成品染料中。
重金属。
由氧化液中带人,需清洗干净。
氧化剂。
会引起水质富营养化问题。
气味。
天气潮湿时较严重,需充分净洗。
4)还原染料
使用中环保问题较少,但在制造过程中有时会使用多氯化苯作为溶剂,如果染料后处理不充:
分,将残留于纺织品上,而超出()ek0—Tex标准l00的限量(小于lmg/kg)。
另外,多氯化苯在高温下会生成多氯联苯和多氯二嗯英等环境激素和致癌物质。
5)涂料
涂料中除了黑色为碳黑、白色为钛白粉以外,其他色谱都是有机颜料,其中又以偶氮结构最多。
致癌芳胺。
涂料色浆中的主要禁用芳胺有3个,黄、橙色谱的3,37一二氯联苯胺(DCB)和3,3’一二甲基联苯胺(DMB),红色谱的2一甲基一5一硝基苯胺,共涉及颜料品种56个(DCB约占25只)。
以DCB为原料的颜料产量约占有机颜料的30%,所以,以DCB为原料的黄、橙色需要重点考虑。
环境激素。
DCB系列有机颜料在生产和应用时所产生的残渣和废液焚烧时,会产生2种最毒的环境污染物,即多氯二嗯英和多氯苯并呋哺。
合成过程中产生致癌芳胺。
如C.I.颜料黄4本身不是致癌芳胺颜料,但合成中产生的副反应会生成致癌芳胺。
有些有机颜料的合成是在氯苯衍生物中进行的(如溶剂法生产铜酞菁是国内外普遍采用的方法),若反应结束后不能完全除去,后患无穷。
3.2.2生产过程中的应对措施
不断追求染整生产过程的合理化,提倡以节能、降耗、减污、增效为目标的清洁生产。
3.2.2.1工艺
l)采用低碱、无碱前处理工艺,如用酶工艺、低温等离子体技术应用于退浆和表面改性等。
2)采用节能降耗工艺,如冷堆前处理、冷堆染色和短流程等。
3)减少加工助剂(湿短蒸染色等)。
4)采用少水和无水工艺,如超临界C0:
染色,涂料印染,转移、喷墨印花和泡沫染整等。
5)选用高固色染色工艺及高固色率染料。
6)把握新产品开发方向,多采用物理机械整理工艺(如爱乐1000、拷花、刷花和起绒等)。
7控制好低氧燃烧、风机转速及煤的质量,采用煤分层燃烧技术;利用锅炉高温烟气余热;燃重油锅炉改用燃水煤浆方式等。
3.2.2.2设备
全球染整设备发展的2大趋势:
1)向环境保护、节能降耗、省时高效、短流程方面发展。
用电热烧毛机替代油、煤烧毛机,杜绝废气排放;使用高效水洗单元,如强力喷水循环系统、超声波等;烘前使用低轧余率轧车,回用烘机冷凝水,如使用无泵背压疏水阀等;使用自控、监控设施,重视采用节能仪表;使用低浴比设备及其它节能设备。
@=================@###page###@=================@2)向自动化技术方面发展。
传动系统采用交流变频多单元调速系统;控制系统广泛采用可编程控制器PLC,或工业计算机控制IPC,以及工艺参数在线监控,以大幅度提高工艺的稳定性和重现性。
3.2.2.3管理
l)合理安排前处理工序排程,减少因换工艺的放料次数;
2)精确计算每只颜色的染料用量,减少浪费及排放量;
3)提高仿样成功率,减少试样放料;
4)严防跑、冒、滴、漏;
5)建立信息化管理、自动控制平台,减少人为差错及浪费;
6)提高生产过程中热能管理水平。
、
3.2.2.4培训
对技术人员进行环保纺织品、节能设备以及常用染化料环保性知识的系统培训,以提高清洁生产的自觉性;对营销人员进行系统环保纺织品知识培训,进而对下单客户进行相关知识宣传和引导,从接单开始,进行风险疏导,同时进行分析、预防、攻关;通过各渠道收集相关信息,及时跟踪原材料、工艺、设备、节能环保方面的发展方向及最新成果,以及环保纺织品标准考核项目和指标等其他内容的最新发展,以便主动应对。
3.2.3优选污水处理途径。
实现达标排放
3.2.3.1排查源头、控制总量、降低浓度
一般印染厂废水的主要污染源有:
1)退浆。
废水含碱、酶等退浆剂和各种浆料,如淀粉、变性淀粉、PVA、CMC等,用水量虽不大,但污染物较多,总固体和悬浮物也较多,COD、BOD值高,对印染废水指标的影响常达1/3以上。
这种废水必须处理,如果化学浆料多,可用膜分离法浓缩退浆废水中的浆料(超滤回收),回收利用降低污染负荷。
2)煮练。
废水含碱、表面活性剂、洗涤剂,以及各种原棉杂质,用水量大,污染物也较多;色深、碱性强;总固体和悬浮物指标很高;COD、B()D值较高。
如在煮练蒸箱下面做一个蓄碱槽,则可以适度利用废水中的碱剂,经处理后再排放。
3)漂白。
废水中含双氧水和次氯酸钠等漂白剂,COD、BOD值较低,用水量大,污染轻,可直接排
放,也可略加处理后回用。
4)丝光。
丝光过程中从织物上洗下来的烧碱量很大,大多进行烧碱回收,回收后排出的废水BOD值和总固体含量都不高,经简单处理后可回用。
5)染色。
染色废水含各种染料和染色助剂,水质随染料不同而不同,色泽深,COD值较高,而B()D值一般不高,可生化性较差,因此除常规处理外还需进行脱色处理。
可采用残液集中专项处理某些染化料,如采用超滤法回收还原染料等疏水性染料,以降低色度和C()D值。
6)碱减量。
废水pH值>12,有机物浓度高,C()D值高达9×10mg/L,废水中的高分子有机物和部分染料很难被降解,最好采用化纤仿真碱减量废水回收技术。
如将对苯二甲酸回收利用,回收率可达65%~70%。
7)印花。
废水含各种染料、添加剂和大量浆料,B()D、C()D值都较高,其中,BOD约占印染厂废水总量的l5%~20%,应处理后排放。
8)整理。
废水中含各类树脂和各种功能性整理剂,废水量不大,但有部分整理剂有毒性,排放时应加以控制。
3.2.3.2采用最合理的废水处理方法
国内所用的废水处理的基本手段可分为3大类:
1)物理法。
利用沉淀、筛滤、离心等物理方法分离或去除废水中的悬浮物质。
此法设备和操作简
@=================@###page###@=================@单,成本低。
2)生化法。
利用微生物作用来除去废水中溶解的胶体状的有机物。
此法费用较低、操作方便、适应性广,一般能去除90%左右可被生物降解的有机污染物,特别适合处理以天然纤维和各类可溶性染料加工的废水,但对可溶性染料中的氮、磷元素去除效果较差,生化脱色效率不高。
,目前以活性污泥法和生物膜法应用较多。
3)化学法。
通过化学反应来分离或回收废水中的污染物。
此法运行费用较高,常用于化纤和分散染料加工的废水处理,其中化学处理混凝法和氧化法应用较多。
混凝法对降低废水COD、色度很有效,但对水溶性染料的去除效果差。
氧化法分氯氧化、臭氧氧化和光氧化3种,在国内都有应用,其中臭氧氧化对去除废水中的活性、直接、酸性、阳离子染料的色度效果很好;氯氧化对降低固色率低的活性、硫化染料的废水色度效果很好,但其废水的AOX污染问题值得注意。
现行废水处理工艺一般采用物化/生化结合的方式,随着色度指标的提高,大多采用物化/生化/化学氧化结合的方式。
此外,还有一些其他的方法,但也都具有两面性,如活性炭吸附法效果好,但活性炭再生困难,费用高;膜集成技术也存在成本和寿命问题等。
所以迫切要求开发或优化成本合理的二级处理技术,或从原来的二级处理工艺转向三级处理工艺。
3.2.3.3废水深度治理及回用
目前,印染行业废水回用率为7%,纺织行业约为l0%,为全国所有行业最低,必须解决。
一般来说,使用一种方法处理染色废水,很难达到满意的回用效果,必须借助复合技术,如采用光催化氧化技术和膜技术(钠滤)相结合处理染色废水,不仅无二次污染,而且可回收其中的盐。
但是,目前还存在回用水水质标准制定和处理成本偏高等问题。
3.3利用产业集群发挥更好作用
后配额时期,外商采购更加集中,这对发展产业集群,营造区域联盟态势,低成本地实现快捷、节能、环保的目标非常有利。
将集群产业融入国际纺织供应链中,一方面要根据地区特色优选产业结构,提升区域生产的配套性;另一方面也要针对不同的产业结构和产品结构,设置与之相适应的优质、高效的公共服务体系,包括信息平台、集中供气和集中污水处理等
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