鲁泰棉印染废水回用工程实现节能减排

　　一、项目基本原理

　　鲁泰公司以生产色织布为主，是典型的染整加工企业，年产高档色织面料5000万米，消耗新水237万吨。2005年鲁泰技术中心与东华大学成立研究中心后，开始了解决印染废水对环境危害的项目研究，投入巨资购进了陶瓷膜过滤回收设备，研究了各种工艺水质对废水的影响，不同染料助剂的回收工艺及回用价值分析。为降低成本，对整体水处理工艺设计了前中后三期处理体系，并委托东华大学研究试制国产化膜回收装置。前期清浊分流：加工过程中的冷凝水、冷却水回收直接用于染纱前处理或后续整理水洗工序。染色后几道水洗用水，可用于丝光整理后的水洗加工中。中期重点回收：针对退浆、丝光、染色工序对废水的CODCr、BOD5及色度贡献率较大、难于处理的情况，研究合理工艺和设备，对PVA、液碱进行回收利用，含色废水处理后直接回用。后期深度生化处理：对无法回收利用废水首先排进就近污水站做初步生化处理，然后进入污水处理厂做深度处理，使之达到较高排放标准。

　　二、项目实施条件

　　鲁泰公司十分重视技术创新工作，并拥有强大的高新技术研发能力。2005年公司投入科技活动经费1.27亿元，占总销售收入的6.1%，其中R&D(研究开发)投入8525万元，占总销售收入的4.24%。全年新产品销售收入占总销售收入的68%，新产品利润2.49亿元。

　　公司和东华大学建立了“东华大学鲁泰研发中心”对“纺织印染废水清浊分流再利用”的技术推广、“新型环保纤维丽赛的推广使用”、“液氨加工整理在纺织行业的技术转化及推广应用”、“多组份新型纤维纺织材料的开发”等方面的研究。与意大利G.V.CONSULTING S.r.l公司合作建立鲁泰意大利设计中心，与瑞士科莱恩公司建立鲁泰科莱恩染料助剂研究中心，开发新型环保染化料、助剂等等。

　　东华大学是全国重点大学，环境工程专业是全国成立最早的高校之一，学科带头人奚旦立教授是中国印染协会副理事长、国家教委环境专业教学指导委员会委员，目前负责修订染整工业污染物排放标准GB4287-92(原标准也是他负责编写)、印染行业废水处理设计规范、印染行业清洁生产评价指标体系(已完成即将颁布)、印染废水回用标准(已申请，待批)、纺织行业废水设计规范(执笔其中用水指标、棉、毛、丝、麻废水设计规范、已完成待批)，长期从事印染废水的处理、回用研究。在印染废水处理回用中已成功完成江苏、广东、浙江等地许多工程，目前攻关全部回用于印染生产工艺之中，这也是最难的。目前同时进行的有浙江象山海达针织印染有限公司的360吨/日，已基本完成，开始20000吨/日回用工程设计。鲁泰染整废水处理后日回用6500吨废水。东华大学的技术支撑完全满足本项目要求。

　　三、项目技术特点

　　1、染色废水处理技术特点

　　采用具有国内先进水平的膜处理设备，研究膜有效截留污染物的设备工艺参数，使膜透析液、浓缩液达到工艺的要求。最终达到回用及标准排放的目的。项目完成后水回用率将高达40%-50%。

　　(1)、对染色废水进行清浊分流，清污水、浊污水进行管路收集。分开进行处理，制订相应的管路分置方案。

　　(2)、重点研究荧光增白剂、表面活性剂及可能的难处理污染物，在深度处理中的色度问题和解决方法，并制定相应的处理工艺。

　　(3)、研究合适的处理废水的絮凝剂，进行预处理。使设备去除悬浮物及部分胶体等物质后达到纳滤膜的进水要求。

　　(4)、研究设备参数，使预处理后的染色废水通过纳滤单元的泵加压，进行纳滤分离浓缩，预处理后的染色废水直接进入纳滤膜系统进行分离浓缩，并选用合理膜处理工艺对构成染色废水COD和色度的污染物主要是染料，用纳滤膜进行截留。

　　(5)、研究透析液进行回用后的相应数据并通过实验运用到生产中，研究膜浓缩液的生化处理工艺，使最终进行达标排放。

　　(6)、研究回用水水质标准，各种水质参数对印染过程的影响程度，为制定印染废水处理后回用标准提供科学依据。

　　(7)、研究回用方式，单独用、分质使用、混合使用的各种不同比例等。

　　2、 PVA浆料回收利用技术特点

　　退浆废水的处理主要解决退浆废水中PVA的COD含量高(达4500ppm)，难于生物化学处理，且处理成本高的问题及浆料带色的问题。技术方法很多，在日本，退浆水处理多采用絮凝方法收集PVA，收集的PVA用于造纸、涂料等行业，一般不再用于纺织业。在欧洲，多采用膜过滤法收集PVA，白坯布整理中收集PVA再进行利用，色织布整理中PVA由于颜色问题不能回用，只能固化处理。选用陶瓷膜处理设备对PVA退浆废水进行处理，达到PVA浆料回收利用的目的。

　　(1)、研究处理PVA废水的设备，选择进行回用的进口设备。

　　(2)、研究合理的过滤工艺进行大分子溶质的截留，从而达到对不同物质进行分离、提纯的目的，并制定相应的分离退浆废液的处理方案。

　　(3)、研究退浆液回收后的浓缩工艺，制订相应的浆液浓缩浓度。

　　(4)、研究浆料的处理回用技术，及不同浆料配方的可回用率。

　　(5)、研究国产陶瓷膜浓缩退浆废水的技术参数，达到进口回收设备的技术指标，并完成设备研究加工，替代进口设备。

　　(6)、制定运用到大生产的合理的工艺，达到回用的目的。

　　3、丝光碱回收技术特点

　　纺织行业丝光废水含碱量高，NaOH含量在3%-5%，一般印染企业的丝光废水因无色，易于处理回用，而鲁泰色织布的丝光碱废水带有颜色，回用较困难，经过试验已找到解决液碱回收颜色问题的办法。一般企业通过强酸中和、消色后直接排放的方法处理，造成液碱、硫酸的大量浪费，生产成本居高不下。公司经过多年的国外考察研究，最终选用德国的蒸发设备做液碱处理回收系统，浓缩弱碱液后继续用于丝光整理。根据公司生产实际，收集淡碱后先蒸化浓缩，再进入消色装置，消除浓碱液的颜色，直接送回到丝光机使用，冷凝液用于坯布前处理。

　　(1)、研究处理丝光碱废水的设备，选择合适的德国设备进行回用研究。

　　(2)、根据设备的原理制订相应的处理工艺。研究合理蒸发方法，使废碱液在管内进行沸腾，达到分离的目的。

　　(3)、研究相应的工艺，使碱液分离后在分离器和蒸发器中循环，达到与蒸发水分进行浓缩。

　　(4)、研究消色处理工艺对浓碱液进行消除颜色。

　　(5)、研究国产化碱回用设备的设计及各种数据指标，使其各种性能可替代进口处理设备。

　　(6)、完善碱回收及有色碱液的处理回用技术，制订合理的工艺完成有色丝光废水回用于丝光工艺中的工程实践。

　　四、环保效果

　　染整废水经深度处理后回用于染整生产工艺；PVA废水经处理后回用于生产；丝光碱处理后回用于生产。染整废水回用率按深度处理水量的40%-50%；PVA回用率为85%，丝光碱回用率为90%。

　　采用陶瓷膜技术(亚滤技术)是实施棉印染废水深度处理回用的关键技术，针对不同废水，只要调整技术参数，可以推广应用；采用清浊分流，分别处理，回用率可稳定达到60以上(总回用率45%以上)，如提高运行压力，可提高到70%(总回用率53%)；轻污水深度处理过程中所产生部分尾水，，可考虑作为冲洗地坪、厕所等用，以提高回用率。

　　项目完成后，日处理印染废水达6500吨/日，退浆废水中PVA回收率达到85%；丝光淡碱回收率达到90%，总体废水回用率达到40-50%，吨纤维耗水量下降20%以上。废水达到染整废水二级以上排放标准。

　　本项目为环保项目，其环境效益和社会效益非常明显，我国人均水资源只有2240立方米，约为世界人均的1/4，且全国分布极不均匀，北方缺水，南方水质污染普遍。印染行业废水排放量大，污染严重，而未来又是纺织行业大发展时期，不仅是进一步巩固和发挥我国纺织行业竞争优势，保持纺织行业持续健康发展的需要，也是落实科学发展观，促进我国产业结构优化升级，实现经济社会和谐发展的重要内容。因此本项目对我国纺织工业发展具有重要意义。

　　该项目的成功将为进一步推动纺织工业产业升级，减少染整行业水资源的浪费和污染物的排放提供切实可行的推广应用方案。

　　五、经济性评价

　　采用本项技术组合，在中试后计算，每吨回用水的运行费用低于1.5元，是目前染整废水处理后回用极低的价格，因为现在用水，全国各地在1.5-3.0元/吨，加上排污费一般在2.7-4.5元/吨，因此经济效益十分明显，预计可节约资金270万元。PVA的回收利用其经济效益按投入产出比，在3年左右的时间内收回投入成本，之后将长时间受益。根据本公司实际情况，年可节约浆料350吨、可节约资金410万元。丝光碱回收项目达产后年回收烧碱1.6万吨，可节约资金550多万元。总计该项目完成后每年可节约资金1230多万元，预计3年左右可收回成本。

　　该项目技术经济上合理，对推动我国棉印染废水回用有重要意义，对类似的其它印染废水处理后回用具有借鉴作用。

　　六、推广应用情况

　　印染行业废水 总量每年约16亿吨，回用率仅7%，远低于全国所有行业，今后若干年纺织还有大的发展，但主要“坎”是废水问题，而回用(回用于染整工艺)是关键方法，因为它不仅减少了水资源的使用量，而且大大减少了污水排放量和污染物排放总量，环境效益非常明显，也是目前国家、纺织行业重视的重要问题。染色废水、PVA退浆废水以及丝光碱液废水回收利用的项目研究成功具有深远的意义和可推广价值。其一，清洁生产是通向国际市场的通行证；其二，具有深远的社会效益，造福社会；其三，资源回用，降低成本，节约资源，创造效益；其四，为后续的研究发展拓宽思路。随着全球纺织品和服装取消配额限制，由于中国存在劳动力优势，国外一些纺织业也转移到我国，因此我国的纺织业存在巨大的发展空间，随之而来的污染问题、资源浪费问题越来越不容忽视。研究一套科学、合理、可行的废水回收工艺已势在必行，这对于我国推行经济可持续发展战略具有巨大的推动作用，市场前景十分广阔。因此该项目可作为示范工程进行推广，对我国实施节能型社会做出重大贡献。

　　在2006年12月山东省科技厅组织的科技成果鉴定会上，与会专家一致认定该项目居国际先进水平。

　　七、结论

　　纺织行业是我国重要产业，产业工人接近2000万，原料产地从业人员约1亿，因此，纺织行业对稳定我国社会、经济具有重要作用。加入WTO后对我国纺织工业的发展是一重大机遇，但主要的“坎”是环保，而其中问题最大的是印染废水污染问题，开发印染废水处理后回用于印染工艺的技术，不仅减少水资源的使用，而且能大大减少污水排放量和污染物的排放量，环境效益、经济效益和社会效益十分重大。