辽宁省印染工业集聚区节水减排技术指南（征求意见稿）

3 印染工业集聚区节水减排清洁生产技术

3.1 印染工业集聚区源头与过程节水技术

（1）酶法退浆工艺

酶法退浆是利用生物酶代替烧碱去除织物上浆料的工艺过程。生物酶是一种高效的、专一的生物催化剂，它属于无毒无害，对环境友好的原料。采用生物酶法对纺织品进行退浆生产，能耗低、易降解，符合生态要求。生物酶法退浆工艺具有显著的优点：退浆率高达90%-95%；可以在低温下达到退浆效果；水的用量比传统退浆工艺少，节约了大量的工艺用水（约为 50%），减少废水排放及废水中 COD 排放量（约 60%），环保效果明显；生物酶退浆的同时减少了碱性废水排放量并降低 COD 的排放量。

（2）棉布前处理冷轧堆一步法工艺

轧堆法是将织物保持浸渍温度卷在有盖的布轴上或放在布堆箱中堆置 2-4 小时，浸渍温度低时需要堆过夜，它是在室温下的加工过程。冷轧堆一步法工艺，缩短工艺流程，省去了退煮漂三步法的多重工序，该工艺跟传统的退煮漂三步法比，可节约用水约 50%，同时减少污染物的排放量，正品率可提高 5％-16％。冷轧堆法还可应用到染色工艺。

（3）短流程全涂料染色印花技术

与传统的染色印花工艺相比，采用涂料染色印花工艺，缩短了工艺流程，节省了显色、固色、皂洗、水洗等工艺，因此可节约用水，降低能耗，并减少排污量。涂料染色印花上色率高，基本不存在染化料浪费现象，在减少染化料用量的同时，还可大大降低污水处理难度，降低运行成本，与传统印花相比，各项费用可节省 15-20％。

（4）转移印花工艺

转移印花是转移印花纸的正面与织物的正面贴在一起，在热和压力的作用下，使转印纸上的染料转移至织物上的一种印花方法。它属于干式印花技术，改变了传统的湿态处理的印花技术，在生产过程中几乎是无水或少水印花。转移印花工艺既节省费用又不污染水资源环境，工艺简单、设备投资少、正频率高、能印制的艺术性高、轮廓清晰、层次精细。天然纤维织物转移印花用水量及排水量仅为传统印花的 1/10，可节约的用水量是非常可观的，而且 COD 量相比传统印花工艺可降低约 2/3。转移印花所排出的废水由于含糊料、染料、助剂等废弃物量低，从而减少废水处理负荷，90%的废水回收处理后可循环再用。

（5）数字化喷射印花新工艺

数码喷墨印花是将通过数字化技术处理的图像输入计算机，经电脑印花分色系统(CAD)编辑后，再由印染专用软件(RIP；Rester Image Processor 的缩写)控制喷墨印花系统，将专用墨水(如活性、分散和酸性染料，以及颜料)直接喷印到各种织物上，从而形成原设计要求的印花织物。

与传统印染工艺相比，数码喷射印花有很多优点：工艺流程缩短，接单速度快，打样成本降低；在喷印过程中不用水和色浆，喷印时使用的染料由计算机“按需分配”，在整个喷印过程中不浪费染化料，耗水量下降约为 30%，不产生废水，无噪声。

（6）超低浴比染色设备

染色用水量随着加工方式、工艺浴比和设备不同有很大变化，超低浴比染色工艺可以达到节水的效果，浴比越小节水量就越大。国内一般针织棉染色浴比为 1:10～1:15，而使用超低浴比液流染机(与所谓的气雾染机不同)染色浴比可降到 1:4～l:6，不仅节省染料和助剂，还可减少废水排放量和染料的残留量，还可节省染化料 30％，节省用水量 40%。

（7）逆流漂洗回用技术

逆流漂洗就是指工艺运动的方向和水流方向相反的一种水洗方法。逆流漂洗采用的是有级漂洗。中段为闭路操作，没有废水产生，它采用洗涤水回用的原理，即按级数先用浓度低的洗涤水洗涤物料，再用浓度更低的接着漂洗，直至最后一级用清水漂洗物料。

无论是间隙式逆流漂洗还是连续式逆流漂洗都会比常流水的并联清洗大大减少用水量。逆流漂洗技术比较成熟，在电镀行业应用的比较广泛。目前，很多印染企业也在采用逆流漂洗技术，它是减少污水排放和节约用水的最有效的方法之一，不但可使布料彻底清洗净，而且水的消耗量将会大幅度降低。印染企业逆流漂洗的位置一般出现在退浆、丝光和染色的每个工序之后，对布料进行水洗。水洗厂同样也可以应用逆流漂洗回用技术。

（8）环保型整理剂的应用

环保型的整理剂主要是不用或少用化学药品，减少水耗，来降低环境污染。后整理技术中，无甲醛防皱整理现在被广泛的应用。

目前，棉织物使用的免烫防皱整理剂大多为 N-羟甲基酰胺类化合物，如 2D 树脂等，虽然此类整理剂具有良好的耐久压烫效果，但在染整加工和穿着过程中会释放出对人体和环境有害的甲醛，现在主要使用多元羧酸类整理剂代替。现在使用的整理剂主要集中在丁烷四羧酸（BTCA）、柠檬酸、马来酸等，这些整理剂不含甲醛，而且弹性、外观、平整度、耐久性等与含有甲醛的树脂整理剂基本相同，是将得到广泛应用的整理剂。

（9）物理机械整理

物理机械整理通常依靠机械、水、蒸汽、温度等，对织物进行物理处理达到整理效果。工艺中不用化学药品，因此也不存在污染物的排放。近年来，国内外都在研究用物理机械整理代替部分化学整理，也有采用两者结合以达到减少污染的目的，当然不用化学药品，用水量也是大大的节省了。常用的物理机械整理包括改善织物缩水、手感和光泽的预缩整理；调整幅宽和改善经纬纱歪斜弯曲的拉幅整理；使织物平滑光洁的光泽整理以及使织物产生凹凸花纹的轧花整理等。另外，成衣针织品、羊毛刺品、袜子等都有采用蒸汽进行柔软整理或热定形的专用设备。

（10）蒸汽冷凝水回用技术

冷凝水的回收，就是将较高温度的蒸汽冷凝水和降温过程中产生的大量的冷却水回收集中，对蒸汽冷凝水的热量和水量进行回收再利用，其优点为：

① 节约工业用水

冷凝水一般可以直接作为锅炉补给水，节约大量的工业用水。现在锅炉产 1 吨蒸汽水耗均在 1.1-1.3 吨，蒸汽冷凝水回收率若在 80%以上，就可以达到吨蒸汽水耗在 0.2-0.4 吨之内，在原基础上可使吨蒸汽耗水节约 60%-80%。通过分析冷凝水产生的具体情况，回用到适当的生产工艺，从而降低了能耗和水耗，提高了产量，取得了较好的经济效益。

② 减少污染物的排放

由于冷凝水的回用率增加，节约了用水量，降低了污水处理的难度，减少了污染物的排放。

（11）订单排序优化技术

印染过程中废水排放量最大的环节是染布清洗过程，即更换染色品种时需要清洗机器，清洗的废水中染料含量很高，是主要的污染物之一。染布清洗废水一般与染色工艺有关，可改变性很小，但通过有效的订单排序则可减少废水产生量，即同一色系订单由浅到深安排生产，只需要排空并清洗染缸，不需要对整条生产线进行清洗，从而每次减少机器清洗的废水。因此，如果能够在不影响交货的前提下，将同色系的待染布料从浅到深安排在一条生产线上生产，或将不同时间接到的同色订单安排在一起生产，就可以直接减少机器清洗次数及时问，提高生产效率。

针对印染企业水资源消耗量和废水产生大的染色品种更换环节，从过程优化的角度出发，开发了基于清洗时间最短的（即清洗次数最少、水资源消耗最少和废水产生量最少）订单排序优化模型，该模型以最小化印染企业订单生产过程中的总清洗时间以及完成时间和为目标，将生产过程中的生产线分配、订单交货时间、生产序列为优化求解的约束，并研究了排序的优化算法，成功地实现了订单型印染企业的动态订单生产排序优化。采用该方法可以在不对工艺和设备进行大量投资改造的情况下，大大减轻人力资源和生产时间，又可以减少水资源的消耗和废水的排放量，进而减少了企业的治污费用，可以节水 20%-40%；而且订单排序优化对大多数订单型印染企业具有普适性，有利于推广和普及。

（12）牛仔布水洗废水回用技术

水洗是牛仔服饰生产中一个关键的工序。通过不同的水洗工艺达到不同的效果。采用的水洗工序有：普洗、酵洗、扎洗、石磨、轻磨、石染、普染、酵染、轻酵、重酵和双酵等，以求达到磨损、脱色和斑驳等特殊的效果。其废水主要来自洗漂和脱水等工序。废水中主要污染物为浮石渣、短纤，以及从牛仔服饰上洗下染料、浆料和助剂等。该类废水的特点是含有大量的悬浮物、有机污染物浓度和色度不高、废水水质和水量变化大。

采用“水解酸化+好氧+沉淀池+氧化塘”综合处理工艺，进水 CODcr 为 700mg/L，处理后回用水质 CODcr 为 25mg/L 以下，生产废水经处理后，40％回用到生产车间，在运行期内，回用水质稳定，生产产品质量无影响，实现了节水减排目的。

印染工业集中区源头与过程节水技术节水减排效果见表 3-1：

3.2 废水原位再生与回用技术

根据印染工业集聚区企业水代谢模型及工业集聚区内企业各节点需水要求和排水水质特点，在企业内建立循环水循环利用途径，具体如下：

（1）丝光废碱水回用技术

丝光机所用浓碱液一般为 300g/L，丝光碱洗碱液浓度一般在 100g/L，温度在80-90℃，且水质洁净，杂质较少，印染行业各个工序都需要大量的烧碱配制溶液，可将一部分丝光废水浓缩并加碱配置成浓度适当的碱液回用于退煮、丝光工序，或者使用膜分离技术，将碱与水同时回收，减少废碱和污水的排放。

（2）氧漂水回用技术

氧漂废水污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等，且因杂质较低，而退煮工序使用的助剂中含有烧碱和双氧水，而这些试剂在布上的残留，不会对处理效果产生影响，因此氧漂废水可以回用于退煮工序充当水洗用水。

（3）冷凝水、冷却水回用技术

通过水代谢分析可以看出，印染厂及水洗厂中的蒸汽冷凝水（90-98℃）和降温过程中产生的大量的冷却水（40-50℃），杂质较低，可以作为新鲜水直接回用。此回用途径不但减少了水的消耗量，并且降低了蒸汽的消耗量，缩短了生产时间，有较好的经济效益。

3.3 企业间水循环利用技术

（1）印染废水回用技术

对印染工业集聚区内部各企业进行水集成，建立共生关系。通过水代谢分析得出的用、排水节点的需水要求及水质特点可以看出，园区的污水处理厂处理后的废水除色度外，能够满足印染企业部分工序和水洗企业的需水要求的，可以考虑将污水处理厂的排水进行深度脱色处理及消毒，回用到印染企业的前处理水洗以及水洗企业内，实现园区污水处理厂与印染企业和水洗厂的废水回用技术。例如棉针织印染废水经园区污水处理厂的混凝沉淀处理后采用曝气生物滤池装置，出水再经过滤和离子交换工艺进行深度处理，最终出水可与新鲜水按1:1 的比例混合后回用于生产。

（2）水洗废水回用技术

水洗厂采用“水解酸化+好氧+沉淀池+氧化塘”综合处理工艺后，使其 CODcr 大幅降低，处理后回用水质能够满足本企业的生产要求。同时经过长期的调研分析，并根据印染厂的实际情况，处理后的回用水也能满足印染企业的部分生产工序，实现水洗厂和印染企业的企业间废水循环利用技术，以达到园区的节水减排目的。

（3）蒸汽冷凝水回用技术

将退浆、漂白、丝光和染色/印花工序产生的较高温度的蒸汽冷凝水和降温过程中产生的大量的冷却水回收集中，对蒸汽冷凝水的热量和水量进行回收再利用，将这些冷凝水回用到锅炉厂，减少锅炉厂的新鲜水使用量，降低生产成本。锅炉厂利用后的冷凝水再回用到印染企业中，形成企业间的循环使用。

3.4 区域水循环利用技术

（1）水网络优化技术

利用数学规划法，综合考虑印染工业集聚区的各企业过程节点的用水，可以分别来源于新鲜水、企业内过程节点所排废水、其他企业过程节点所排废水、各段污水设施的回用水。

而企业各过程节点所排废水可以回用于自身企业及其他企业过程节点或直接排放到企业废水集中池中，与其他废水混合排入污水处理设施中。根据这些特点，建立涵盖所有可能用水途径的水网络超结构图，然后在超结构的基础上，依据物质平衡、限制条件等，建立完善的印染工业集聚区水网络优化模型，该模型以包括新鲜水成本、污水处理设施成本、管道成本在内的工业集中区总成本最低为目标函数。同时将工业集中区采用的多级水处理组合工艺模式污水处理设施纳入数学模型中，最终确定新鲜水使用量、企业间及企业内废水的循环途径、污水处理组合工艺等级、废水处理途径及回用途径，为工业集中区污水处理设施设计及提标改造提供参考信息。

水网络优化技术方法可以降低印染工业集聚区中新鲜水的使用量，提高水资源利用率，降低企业的生产成本和污染物处理成本，同时印染工业集中区的水回收利用率也随之上升。

（2）碱性印染废水再利用技术

在印染工业集中区内配备有锅炉厂，锅炉烟气的主要成份为 CO2、H2S、NOx、SO2等酸性气体，这些酸性气体与碱性废水作用后发生中和反应，在脱去废气中的酸性物质后，将使废水的 pH 值大大降低。印染企业各工序排放的废水 pH 值均较高，有的工序废水 pH值可达 12 以上，因此可利用 pH 值较高的废水进行水膜除尘，以此中和锅炉烟气中的 CO2、H2S 和 SO2，印染废水中的碱性也同时得到中和，有利于后续生化处理，可达到以废治废的目的。用印染废水与烟道气及粉煤灰接触，既满足了除尘的目的，又节约了新鲜水用量，同时提高了印染废水的处理效果。这项技术同样适用于印染工业集中区外的热电厂，形成区域间的水循环利用。

3.5 印染工业集中区废水资源化利用网络的构建

构建印染工业集聚区企业内的小循环、工业集聚区内企业之间的中循环、工业集聚区与外界环境的大循环三个层次的梯级水循环网络，如图 3-1 所示。

4 印染工业集聚区废水末端处理技术

根据印染工业集中区排水多、可生化性低、水质变化大、难处理等特点，通过大量文献查阅和实地考察，筛选印染工业集聚区末端多级污水最佳处理技术，在技术原理、处理效果、应用、成本、可行性等方面分析各技术特点，为印染工业集聚区污水处理技术的选择提供支持和参考。

4.1 前序处理技术

前序处理技术是指针对印染工业集中区废水排水实际状况及污水水质特点，对废水进行预处理的方法。

（1）自絮凝预处理技术

印染工业集聚区集中处理厂接纳各印染厂排水，因此进水含有较高浓度的染料、助剂等，生物降解性差，毒性大，使印染废水成为典型的较难处理的废水。若要求各印染厂对废水进行预处理，需要消耗大量的药剂，从而增加企业成本。利用各自染料的等电点不同，将各个印染厂废水收集、充分混合，印染废水染料分子之间形成自絮凝和沉淀，COD 部分去除，废水的碱性从 10 以上降低到 9，减少了中和酸的投加量。生物处理过程可能受到染料、硫酸根等毒性物质的抑制，首先表现为有机酸性的积累，而碱性进行可以有效中和酸性，从而使生物处理系统维持稳定，为后续生化创造有利条件。该技术同时为集聚区污水厂以污水量为计量单位的收费模式提供依据，避免了以浓度为标准造成的计量和收费难题。

（2）脱硫技术

一般情况下印染废水中含有大量硫酸盐，经过厌氧处理后由厌氧硫酸盐还原菌的作用部分硫酸盐转化为硫离子。而硫离子正是好氧处理阶段污泥膨胀的原因之一，因此经过厌氧处理的印染污水在进入好氧处理前，必须对硫离子进行去除。去除方式可以对污水直接进行曝气吹脱，因为厌氧出水一般偏酸性，含有一定量的 H+，吹脱过程中硫离子以硫化氢的形式被去除。

4.2 提高可生化性处理技术

近年来，随着化纤织物的发展和印染技术的进步，印染废水由大量新型染料、PVA 浆料、碱性助剂等难生化降解有机物组成，COD 含量高、色度高、可生化性差，因此使用普通生化处理方法处理效果较差。利用化学、物理、生化等方法作用难分解的大分子有机污染物将其分解为小分子物质，提高废水的可生化性，为后续的好氧法去除有机污染物创造了条件。

（1）零价铁技术

零价铁技术处理印染废水，既使印染废水通过零价铁反应柱，在铁的还原、微电解及混凝吸附等复杂机理作用下，有效去除 COD，降低总金属含量。当零价铁在一定条件下与染料溶液接触时, 在其电极反应的产物中新生态的[H]和 Fe2+作用下，破坏染料的发色或助色基, 使之断链, 失去发色能力。因此，零价铁技术对于印染废水中所含的偶氮染料的处理效果具有较突出优势。另据研究表明，将印染废水经铁屑过滤后，BOD5/COD 能够由 0.25-0.27提高到 0.35-0.40，明显提高印染废水可生化性。零价铁技术工艺简单，且处理原料通常采用工业铁屑（除锈），廉价易得，因此在实践中，被较多应用于印染废水的预处理中。在零价铁技术应用过程中，由于腐蚀产物或其他一些沉淀在铁表面沉积，零价铁会失去活性，且铁屑容易生锈板结，会影响该技术运行的稳定性。

（2）Fenton 氧化技术

Fenton 试剂中含有具有很强的氧化能力，对染料废水有较好的脱色效果。Fenton 试剂反应体系复杂, 最关键的是在酸性条件下， Fe2+催化 H2O2 生成强氧化和高电负性或亲电子性 OH 自由基（E=2.6V），使降解有机污染物最终矿化为 CO2、H2O 及无机盐类等小分子物质。该技术具有适用范围广、抗干扰能力强、成本低、操作容易等优势，通常为降低成本，可以与其他工艺联合使用。如今多被应用于小规模工业污水处理中。该技术在实践中是强酸性的反应条件（pH=3），这使反应器建设、工艺运行与管理方面成本较高。

（3）UASB 技术

UASB 是一种处理污水的厌氧生物方法，由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成，对印染废水 B/C 比提高较为明显。排水可生化性明显改善，为后续好氧处理提供基础，将有助于降低好氧处理成本。具有工艺结构紧凑、处理负荷高、无机械搅拌装置、运行稳定、处理效果好及投资小等优点。厌氧技术对 COD 的去除则较低，研究发现将铁屑投入厌氧处理池，可增强厌氧的还原氛围，降低氧化还原电位，提高厌氧产甲烷效率，降低厌氧出水的有机物含量。该工艺运行管理较为复杂，非常难以适应染料废水水质变化波动大，染料-反应器满负荷运行后，进一步提高有机负荷时巨大的产气和水力负荷会将大量污泥带出反应器外，使反应器内污泥负荷突然升高，极易引起反应器酸化。

4.3 生物处理技术

印染废水的可生化性提高后，需后续高效的生物降解技术对废水进行进一步处理，利用微生物繁殖，分解氧化有机物，彻底降解 COD。

（1）生物移动床技术

MBBR 是一种新型生物膜处理技术，在曝气池中投加一定比例的悬浮填料，填料在水流、气流搅拌下呈移动流化状态，成为一种高效的污水处理方法。该技术吸收了传统的流化床和生物接触氧化法两者的优点，有机物去除效率好，有较强的脱氮除磷功能，剩余污泥产量少。该工艺管理操作简单，滤料不会阻塞，无需定期的反冲洗，无需污泥回流，操作简单，便于对现有的大多数采用活性污泥法的污水处理厂进行改造，适合中小型城镇污水处理及回用。在运行过程中需注意整个池内进气分布不均匀而导致局部填料堆积的现象。池内死角的问题为了防止填料随处理水流失，移动床生物膜反应池的出水口要设置格栅板，格栅堵塞现象也要考虑。

（2）膜生物反应器（MBR）技术

膜生物反应器技术是利用膜组件过滤代替传统活性污泥的污泥沉淀池，保持反应器中较高的活性污泥浓度，从而提高了污泥有机负荷率，也达到了设备紧凑、减少设施占地面积的目的。该技术还具有脱氮除磷效果明显、处理水直接回用利用、运行控制灵活稳定、剩余污泥量低等优势，成为研究的热点之一。目前该技术己被成熟应用于国内外等十多个国家。

膜生物反应器（MBR）技术也存在膜污染、膜清洗、膜更换和能耗高、成本高等问题，处理污水也被局限于小规模项目。

4.4 深度处理技术

一般情况下，印染废水经两级处理技术处理后，大部分的 COD 被除去，但 COD、色度、细菌等指标仍未达到排放标准，需要进行脱色、杀菌等深度处理。

（1）吸附法

吸附法指的是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。吸附法对于溶解性有机物脱除效果明显，脱色率较高。此方法主要应用于浓度较低的印染废水和深度处理。

（2）臭氧氧化技术

臭氧在水中具有较高的氧化还原电位，起初在饮用水处理中有着广泛的应用。后期因该技术较强的脱色、消毒和矿化的效果，适用于印染中水回用处理工艺，被广泛应用于印染废水深度处理。臭氧技术其通过直接反应和间接反应将有机物氧化降解为有机酸、醛、酮和烷烃等，并未将其完全矿化，所以对废水中 COD 和 TOC 的去除效果不明显。根据一些研究成果表明，若加入催化剂，并在适当的操作条件下，臭氧氧化处理技术的 COD 去除率能稳定达到至少 30%。该技术运行成本较高、运行操作困难、设备堵塞和腐蚀。

（3）混凝沉淀技术

混凝沉淀是指通过双电层压缩、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等作用机理使得废水中污染物去除的过程。通常混凝技术对去除胶体等效率较高，对溶解性杂质去除率较低。印染废水处理中，经生化段处理以后，废水色度和 COD 仍较高，且一般以胶体形式存在，因此混凝沉淀在印染废水的二级处理中广泛应用。化学絮凝沉淀法处理印染废水，操作简单，流程短，沉降快，效果明显，成本低。常用的混凝絮凝剂有铝盐、铁盐、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等。该技术在应用过程中会产生大量的化学污泥。

4.5 回用处理技术

经深度处理后，可以实现达标排放，部分技术处理的废水可以实现中水回用，在用水要求较低的企业中循环利用，不能满足所有企业要求，若对中水深度净化，可满足更多的回用需求。

膜处理技术运用具有一定孔径的特制的薄膜，以压力差为推动力，截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜，从而起到净化污水的处理过程。

膜处理技术 COD 去除率高，适用范围广、操作简便、不需增加任何化学试剂，在电子、食品和医药等行业的分离、纯化、浓缩等实际生产过程中有较成熟的应用，因此成为污水深度处理回用技术的研究热点。虽然膜需要经常更换，运行费用高，但是膜处理技术处理废水能够直接回用的优势，越来越被重视。