纺织印染工业大气污染物分析与治理

 黄楚辉1 郑君仪2

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摘要 作者根据纺织印染工业的生产流程，分析各个生产工序的废气产生情况以及相关的助剂。对各个生产阶段的废气治理提出了意见和看法，对印染生产过程的废气产生进行了总结，提出了纺织印染工业大气检测的污染物因子，对检测方法提出建议。

关键词：纺织印染  大气污染物  大气治理

0前言

　　工业的废气排放是环境大气主要污染源之一。纺织印染工业废气的排放已经引起各方面的重视。然而，纺织印染工业所涉及的工序较多，加工的纤维和织物不同，导致所产生的废气量以及废气的组成有很大的区别。较长时间以来，忽视了纺织印染工业废气的研究和分析。因此，对纺织印染工业废气的产生特点、主要组成缺少认识，尤其是缺少对纺织印染工业大气污染进行定量的分析。

　　纺织印染工业大气污染部分是有组织排放的，部分是无组织排放的。而无组织排放的废气含有一定量的有害物质。因此，研究纺织印染工业大气污染物的情况不仅仅是环境保护的需要，也是保护职工健康的需要。

　　作者根据长期在纺织印染企业工作的经验，结合纺织印染工业所使用的化学助剂的情况，对纺织印染工业大气污染物的产生和排放进行初步的分析，对纺织印染工业大气污染的治理提出一些看法。为便于了解和认识纺织印染工业大气污染物，在分析过程中是以纺织印染生产工序为线索，概括了主要生产和辅助生产等工序。在纺织印染工业中，大气污染还涉及到锅炉，包括蒸汽锅炉和热载体锅炉烟气。由于篇幅有限，同时，锅炉废气的处理等已有许多专业的论著，在此将不作讨论。

1前处理生产

1.1前处理工序大气污染分析

　　1.烧毛：烧毛工序过程中，废气的主要污染物为颗粒物。若以柴油等为燃料，污染物还有二氧化硫和氮氧化物。烧毛废气稳定较高，约在110-130℃.。排放是有组织排放，基本上没有进行处理。烧毛废气的处理应将余热利用和废气处理相结合。

　　2.煮漂：针织布和纱线的煮漂大多数在密封染色剂中进行，所排放的废气较少。部分机织布漂煮是在漂煮生产线上进行或在敞开式的卷染机上进行。在这种情况下，因为是敞开式的，有一定量的废气产生，并为无组织排放。废气的主要成分是水蒸气，含有部分双氧水分解的产物和表面活性剂等。废气有一定的气味，但量不大。

　　3.丝光：丝光是在降低的温度下进行，基本不产生废气，但会有一定的异味。主要是碱剂与织物的杂质反应产生的。

　　4.预定型：含有氨纶的织物常常需要在染色之前进行预定型处理。预定型的温度在180-240℃，有湿预定型和干预定型两种方式。由于织物上有一定量的织造油，主要成分为矿物油，因此，在预定型中会有较大量的油雾产生，是纺织印染工业主要的大气污染物之一。预定型废气是有组织排放，废气量较大。

1.2前处理助剂分析

　　在前处理生产中废气产生所涉及到的助剂除了在生产过程加入的外，还包括了织物在纺纱和织布过程中所带来的。

　　1.油剂：在纤维合成和织物织造过程中都会加入一定量的油剂。合成纤维加入油剂的作用是增加纤维的可纺性。使用的油剂主要成分有：矿物油、脂肪酸酯、聚氧乙烯、烷基磷酸酯盐等。而天然纤维加入油剂是为了增进润滑，减少摩擦。机织布在织布时使用的油剂有石蜡、脂肪醇硫酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚等；而针织织物在织造过程中使用主要是矿物油。

　　2.煮漂助剂：煮漂助剂包括渗透剂、润湿剂等。煮漂助剂的成分有硫酸化蓖麻油、烷基硫酸酯钠、仲烷基硫酸酯钠烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸钠等

1.3前处理废气处理意见

　　对于前处理，需要进行处理和控制的废气应该是烧毛废气和预定型废气。烧毛废气的主要污染物因子是颗粒物，而预定型废气的主要污染物因子是烷烃。其他工序中产生的废气量较少，废气中的成分以蒸汽为主。在各个湿加工工序中加入的助剂在以后的加工中会释放出来。

2.染色生产

　　染色过程基本上是湿加工过程，因此，可产生的废气较少。而在烘干工序中，染色过程中加入的有机物将会释放出来。

2.1.染色工序大气污染分析

　　1.染色

　　在活性染料、酸性染料和阳离子染料染色过程中，基本上是湿加工过程，大多数情况下是在密闭的条件下进行。因此，可能产生的废气较少，同时，加入的助剂主要有匀染剂和渗透剂。

　　硫化染料的染色情况有所不同。硫化染料染色时，需要在碱性的还原气氛下进行。常常是加入硫化钠。硫化钠在水溶液中容易水解，尤其是在高温的情况下，水解后有硫化氢等气体产生。硫化染料染色过程中会产生一定量的废气。

　　分散染料的染色也是在湿加工过程和密闭的条件下进行。但是，在许多情况下，会加入膨胀剂、匀染剂等助剂。这些助剂在烘干时会释放出来。

　　2.皂洗和水洗

　　皂洗和水洗都是在水浴中进行，水浴温度在室温和沸点之间，同时，因加入的助剂和化学品的量较少，所产生的废气量不大，主要是水蒸气的挥发。部分助剂中含有一定量有机溶剂会在皂洗和水洗过程中挥发，例如，异丙醇、丙酮等。还有一部分挥发性酸也会挥发，例如，乙酸等。

　　3.烘干

　　烘干是将织物上的水挥发的过程。由于织物在染整过程中会吸附一部分的助剂或化学品。因此，在烘干过程中，吸附的助剂和化学品会挥发出来，产生一定量的废气。

2.2染色工序助剂分析

　　匀染剂：棉织物染色的匀染剂是具有一些阻染或缓染作用的表面活性剂，主要有脂肪醇、烷基酚、脂肪酸和酚类衍生物等。毛和丝的匀染剂有脂肪胺环氧乙烷缩合物。锦纶用的匀染剂有烷基聚乙二醇钠、脂肪酸与二乙醇胺缩合物、醇胺等。

　　膨胀剂或分散剂：通常所称的膨胀剂或分散剂实际上涤纶的匀染剂，有聚氧乙烯醚、脂肪醇、苯甲酸酯等。

2.3染色工序废气处理意见

　　在染色工序，重点需要控制和处理的废气有硫化染料染色产生的废气和烘干废气。硫化染料染色废气主要是含硫废气，而烘干废气含有较多的有机挥发物，包括有苯系列衍生物和萘系列衍生物。

3.后整理生产

3.1后整理工序大气污染分析

　　1.抓毛和磨毛

　　抓毛和磨毛过程产生的大气污染物主要是毛绒和颗粒物。

　　2.功能性整理

　　功能型整理过程是湿加工过程，基本上不产生废气。但是，功能型整理中将加入大量的各种表面活性剂，这是导致在定型或烘干过程中产生废气含有有害成分。

　　3.热定型

　　染色后的热定型所产生的废气是最重要的废气，废气中所含的污染物也是最主要的污染物。在热定型过程中，定型温度在140-210℃，吸附在织物上在此温度区间可以挥发的物质将会发出来，导致废气中含有各种的有机挥发物。同时，热定型废气的量较大，每台定型机排风量在5000-8000m³/m左右。

3.2后整理助剂分析

　　后整理助剂种类很多。在此不能一一说明，只能选择主要的几种来说明。

　　柔软剂：过去，棉布的柔软剂以阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂为多。阳离子表面活性剂为主要成分的柔软剂尽可以用于纤维素纤维，也可以用于合成纤维，用途在不断地扩大。阴离子型柔软剂主要有蓖麻油硫酸化物、植物油和动物油的硫化物、脂肪酸硫酸化物以及部分脂肪醇硫酸化物等；非离子型柔软剂主要有季戊四醇脂肪酸酯、甘油单脂肪酸酯、脂肪酸乙醇酰胺、脂肪酰胺聚乙二醇酯等；阳离子型柔软剂主要是叔胺盐类、季铵盐类、烷基咪唑衍生物、吡啶衍生物等。有机硅类的生产和使用不断地扩大了柔软剂的种类。

　　树脂整理剂：树脂整理剂是最重要的后整理助剂。它可以改善织物尺寸稳定性，可以做到少烫或免烫。过去或低级的树脂整理剂是含甲醛的混合物。主要有脲醛树脂、甲醚化羟甲基脲树脂、硫脲-甲醛树脂、羟甲基三聚氰胺树脂等。树脂整理剂经过加热后部分会分解，释放出甲醛，或者部分本身就含有游离甲醛。

　　固色剂：固色剂分为金属型固色剂和非金属型固色剂。在大多数情况下，已经不使用金属型固色剂。非金属型固色剂有阳离子型（如烷基吡啶盐类）、无表面活性的季铵盐（如多乙烯多胺类季铵盐）以及树脂型固色剂（如双氰胺、二聚氰胺等）。目前，树脂型固色剂占固色剂的总产量在80%以上。

3.3后整理废气处理意见

　　对于后整理废气，最主要的是抓毛和磨毛废气以及热定型废气。

　　抓毛和磨毛废气是以毛绒和颗粒物为主，间歇式产生与排放。产生和排放的温度均在室温附近。常规用布袋除尘器可以除去，达到良好的效果。

　　热定型废气排放温度在100℃以上。废气中所含的污染物种类和数量与所加入的助剂种类和数量有关。但是，在大多数情况下，废气中水蒸气所占的比例是最大的。由于排放温度较高，具有回收余热的意义。

4.印花生产

4.1印花工序大气污染物

　　1.印花：印花过程主要的大气污染物是来自于配制浆料助剂中的溶剂，废气的排放过程为无组织排放。在印花过程中加入的助剂在后面的烘干时会释放出来。

　　2.蒸化：蒸化过程是在密闭的条件下进行，同时，有大量的水蒸气。因此，蒸化过程基本上不排放废气，只是有水蒸气排放。

　　3.烘干：经过蒸化和水洗后烘干。烘干时会有一定量的废气排放。一般烘干温度在98℃以下。但沸点或挥发温度在100℃以下的物质会挥发出来。

4.2印花助剂分析

　　印花助剂主要有浆料、柔软剂、粘合剂等。其中柔软剂的种类和成分已进行了分析，在此不再重复。

　　浆料：浆料与印花时所选择的染料有关。常用的浆料有合成浆料（如聚乙烯醇、聚丙烯酸类）、羧甲基纤维素、海藻酸钠等。浆料基本上不会挥发。配制浆料所用的溶剂和配料具有一定的挥发性。

4.3印花废气处理意见

　　印花废气主要是烘干时释放的废气，其含有一定量的有机化合物。

5.废水处理

5.1废水处理大气污染分析

　　在纺织印染工业中，废水处理是重要的环节之一。在废水处理过程中也会释放出一定量的废气。废水处理过程释放的废气主要是在厌氧阶段产生的硫化氢和氨。从车间排出的废水具有一定的温度也会散发异味。

5.2废水处理废气处理意见

　　废水处理阶段产生的废气基本上是无组织排放。部分靠近居民的废水处理厂进行密封，或对产生的废气进行治理。治理的方法有燃烧法、化学处理以及吸附法。考虑到厌氧阶段有一定量的甲烷产生。若能将废气进行燃烧可以废气治理和能源利用结合起来。为此，可从废水的分质分流做起，提高厌氧时的浓度，从而可以提高产生甲烷的量和浓度，有利于利用。

6.小结

　　通过以上的分析，我们将纺织印染工业大气污染的情况和治理进行以下的小结。

　　1.从整个纺织印染生产过程分析可见，大气污染产生的主要阶段在烧毛、烘干和定型三个工序，而抓毛和磨毛的废气也是重要的。

　　2.从生产流程以及所使用的助剂情况分析，建议需要进行分析或监测的主要污染物因子有颗粒物、总烷烃、甲醛和苯系物。

　　3.由于纺织印染工业的大气排放存在许多的无组织排放，或者是有组织排放，但是排放口较多。例如，基本上是每台定型机就一个排放口。排放口多不利于检测，也不利于治理。在废气治理或检测过程中要尽可能的将无组织排放改为有组织排放，将多个有组织排放在条件允许的情况下改为集中少量的有组织排放。

　　4.由于目前治理方法所限，大多数方法对污染物因子的去除率在60-70%左右。因此，在制定标准过程中应考虑可允许排放浓度限值情况。

　　由于缺少必要的检测，也由于纺织印染生产的多样性。因此，本文中提出的意见以及引用的资料会有一定出入。我们希望在今后加强这方面的工作。